新型噻唑酰腙衍生物PhcY通过直接抑制NRF2诱导铁死亡作为高效抗癌剂的发现

针对NRF2介导的肿瘤铁死亡抵抗机制，研究人员设计合成了一系列新型噻唑酰腙衍生物（1a-3i），其中PhcY通过直接结合NRF2活性位点破坏铁稳态，诱导MCF-7乳腺癌细胞铁死亡，并在10 mg/kg剂量下展现显著体内抗肿瘤效果，为靶向NRF2的抗癌药物开发提供新策略。

　　

癌症治疗领域长期面临化疗耐药和肿瘤微环境适应性的挑战，其中核因子E2相关因子2（NRF2/NFE2L2）作为调控氧化应激和铁代谢的核心转录因子，已成为抗癌研究的重要靶点。NRF2的过度激活通过上调谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）和胱氨酸/谷氨酸转运体（SLC7A11/xCT）增强肿瘤细胞的抗氧化能力，同时促进铁输出蛋白ferroportin 1（FPN1）表达降低细胞内游离铁水平，最终导致肿瘤对铁死亡（一种铁依赖性程序性细胞死亡）产生抵抗。尽管已有Keap1-NRF2蛋白互作抑制剂如Brusatol等被报道，但直接靶向NRF2功能的小分子抑制剂仍属稀缺，其中ML385的作用机制尚未完全阐明，其结构中的柔性连接片段可能影响结合稳定性。

针对这一科学难题，中国某研究机构团队基于ML385的分子对接分析，发现其苯并二氧戊环与羰基虽能与NRF2的Neh1结构域关键残基ARG499形成氢键，但柔性连接链导致结合不稳定。研究团队创新性地采用2,2'-(乙烷-1,1-二基)二吡啶替代原有片段，设计合成三个系列共21种噻唑酰腙衍生物（1a-1g, 2a-2e, 3a-3i），通过增强分子刚性和保留氢键网络优化结合性能。其中化合物1a（PhcY）表现出最显著的抗增殖活性，分子对接证实其能精准占据NRF2的DNA结合位点浅沟，直接抑制NRF2功能。

研究采用的主要技术包括：1）基于结构的药物设计合成噻唑酰腙衍生物；2）体外抗肿瘤活性筛选（MCF-7等细胞系）；3）分子对接模拟结合模式；4）铁代谢检测（细胞内游离铁池LIP、铁蛋白降解分析）；5）MCF-7异种移植小鼠模型药效评价。

【化学合成】
通过芳基吡啶甲酮与氨基硫脲的缩合反应构建噻唑酰腙核心骨架，X射线单晶衍射确认关键中间体结构，最终产物经核磁共振（¹H/¹³C NMR）和高分辨质谱验证纯度。

【抗肿瘤活性】
PhcY对MCF-7细胞的半数抑制浓度（IC₅₀）达微摩尔级，显著优于母体ML385。机制研究表明，PhcY通过抑制NRF2转录活性，下调GPX4和xCT表达，导致活性氧（ROS）积累和脂质过氧化。

【铁死亡诱导】
铁代谢分析显示PhcY处理组细胞内LIP水平升高2.3倍，免疫印迹证实核受体辅激活因子4（NCOA4）介导的铁蛋白自噬降解增强，透射电镜观察到典型线粒体皱缩等铁死亡形态学特征。

【体内药效】
10 mg/kg剂量PhcY使小鼠移植瘤体积缩小68%，组织病理学显示肿瘤区域广泛铁死亡标志物（PTGS2上调、GPX4下调），且对主要器官无显著毒性。

该研究首次证实噻唑酰腙衍生物可通过直接靶向NRF2破坏铁稳态，为开发新型铁死亡诱导剂提供了明确依据。PhcY的独特优势在于：1）克服现有NRF2抑制剂依赖Keap1-PPI的局限性；2）通过刚性骨架优化提升结合稳定性；3）双重调控铁代谢（抑制FPN1、激活NCOA4）和抗氧化通路（抑制GPX4/xCT）。研究成果发表于《European Journal of Medicinal Chemistry》，通讯作者Chao Yan团队获得国家自然科学基金（82373856）支持。作者Tengfei Huang等声明无利益冲突，实验数据经Yixiang Du等独立验证。这项工作不仅为乳腺癌治疗提供候选药物，更开辟了靶向NRF2-DNA结合域的药物设计新方向。