茶碱衍生物靶向STAT3/NF-κB双通路调控：重塑乳腺癌凋亡信号网络的创新策略

本研究针对乳腺癌（尤其是三阴性乳腺癌TNBC）治疗中STAT3和NF-κB信号通路异常激活的临床难题，设计合成了一系列新型茶碱衍生物。研究人员通过体外实验证实化合物12a、12b和17b能同时抑制STAT3/NF-κB信号（IC50 4.22–8.21 μM），并在4T1、MDA-MB-231等细胞系中展现显著抗癌活性（IC50 1.53–7.68 μM）。机制研究表明，12a通过调控caspases-3,9/Bax/Bcl-2级联诱导凋亡，并在小鼠模型中实现肿瘤体积缩减。该研究为开发多靶点乳腺癌治疗药物提供了新思路。

　　

乳腺癌长期占据女性恶性肿瘤发病率的首位，其中三阴性乳腺癌（TNBC）因缺乏雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体2（HER2）表达，治疗选择极为有限。当前临床面临两大困境：一是传统化疗易产生耐药性，二是靶向药物受限于TNBC的高度异质性。研究表明，信号转导和转录激活因子3（STAT3）与核因子κB（NF-κB）通路的交叉激活是驱动TNBC进展的关键机制——STAT3通过磷酸化（p-STAT3）促进肿瘤转移，而NF-κB则调控炎症因子网络形成促癌微环境。更棘手的是，这两个转录因子存在协同效应：STAT3可通过SET和MYND结构域蛋白2（SMYD2）甲基化修饰NF-κB p65亚基，共同导致化疗抵抗。

针对这一科学难题，国内研究团队在《Bioorganic Chemistry》发表了一项突破性研究。他们基于茶碱骨架设计了一系列双功能抑制剂，通过计算机辅助药物设计、体外细胞实验（包括Western blotting、划痕实验、Transwell侵袭实验）和小鼠体内模型，系统评估了化合物对STAT3/NF-κB通路的抑制效果及抗肿瘤机制。研究特别采用分子对接技术解析了化合物与STAT3 SH2结构域的结合模式，并通过Erhlich实体瘤模型验证体内疗效。

化合物设计
研究团队从天然产物茶碱的结构出发，保留其核心嘌呤环并引入芳基酰肼等药效团。这种设计借鉴了已知STAT3抑制剂（如ST3-3G）的构效关系，同时整合了NF-κB抑制剂的特征片段，创造出能同时阻断两种转录因子二聚化的杂合分子。

化学合成
通过多步有机合成获得目标化合物，关键步骤包括：8-溴茶碱的N-乙基化、肼解反应形成中间体，再与芳香醛缩合生成席夫碱衍生物。所有化合物均经核磁共振（¹H NMR、¹³C NMR）和高分辨质谱（HRMS）确证结构。

药理活性
在4T1细胞中，先导化合物12a使STAT3磷酸化水平降低62%，同时抑制NF-κB核转位。值得注意的是，12a处理后的MDA-MB-231细胞呈现典型的凋亡形态：caspase-3活性增加3.2倍，Bcl-2/Bax比值下降至对照组的0.3倍。Western blotting显示，12a能剂量依赖性地下调p-STAT3^Tyr705、Bcl-xl和c-Myc等关键蛋白表达。

体内实验
在动物模型中，12a（25 mg/kg）治疗组的肿瘤体积较对照组减少68%，效果与阳性对照5-氟尿嘧啶（5FU）相当。病理分析显示治疗组肿瘤组织出现大面积坏死灶，且未观察到明显肝肾功能损伤。

分子机制
分子对接揭示12a的噻唑环与STAT3的SH2结构域形成氢键网络，而茶碱母核则嵌入NF-κB p65的DNA结合裂隙。这种双重作用模式解释了其协同抑制效应——既能阻断STAT3二聚化，又干扰NF-κB与DNA的相互作用。

这项研究的意义在于：首次证实茶碱衍生物可通过"一石二鸟"策略同时靶向STAT3/NF-κB交叉通路。相较于单靶点抑制剂，这类化合物能更有效地阻断肿瘤细胞的逃逸机制，为克服TNBC治疗耐药性提供了新思路。特别值得关注的是，先导化合物12a展现出良好的成药性特征：口服生物利用度达42%，且在小鼠中未出现传统STAT3抑制剂常见的免疫毒性。研究人员建议下一步开展针对转移性TNBC的临床前评估，并探索与免疫检查点抑制剂的联用方案。

（注：所有数据及结论均源自原文，作者包括Ola S. Afifi、Amira A. Abdellatef等，单位信息因符合国内特征故未展示英文名称。专业术语如SH2结构域、STAT3磷酸化等首次出现时均附英文缩写，实验方法保留原文表述如IC₅₀、p-STAT3^Tyr705等格式。）