靶向PI3K/Akt/mTOR信号通路的新型喹啉类抗癌化合物6i通过线粒体途径诱导细胞凋亡的机制研究

【编辑推荐】本研究针对PI3K/Akt/mTOR通路异常激活的癌症治疗难题，设计合成喹啉-3-甲酰胺类化合物6i，其可双重抑制PI3Kδ（IC50=0.034μM）和mTOR（IC50=0.047μM），并通过上调Bax/Bcl-2比值、激活caspase-9/3等机制经线粒体途径诱导凋亡，为克服肿瘤耐药提供新策略。

　　

癌症治疗领域长期面临靶向治疗耐药性的挑战，其中PI3K/Akt/mTOR信号通路的异常激活是关键因素。该通路通过调控细胞增殖、存活和代谢，在多种恶性肿瘤中扮演"中枢开关"角色。然而，传统单靶点抑制剂易引发mTOR负反馈激活，导致治疗失败。针对这一难题，印度Kadi Sarva Vishwavidyalaya大学的研究团队设计合成了一系列喹啉-3-甲酰胺类化合物，相关成果发表在《Chemico-Biological Interactions》上。

研究人员采用"双靶点阻断"策略，以先导化合物5h、5e和临床候选药物BEZ235为模板，通过生物电子等排体替换设计出11个新型衍生物（6a-k）。关键技术包括：1）基于IC₅₀值的体外抗增殖筛选；2）Western blot检测p-PI3K/p-Akt/p-RPS6蛋白表达；3）流式细胞术分析细胞周期和凋亡；4）线粒体膜电位（MMP）和活性氧（ROS）检测；5）hERG心脏安全性评估；6）分子对接和分子动力学（MD）模拟验证结合机制。

化学合成与活性筛选
通过银催化偶联反应构建的化合物6i对Raji和HeLa细胞显示出纳摩尔级细胞毒性（IC₅₀分别为0.18μM和0.39μM），且对PI3Kδ/mTOR的选择性显著高于其他亚型（α/β/γ）。

作用机制验证
Western blot证实6i可剂量依赖性降低p-PI3K、p-Akt和p-RPS6水平。流式结果显示其能将细胞周期阻滞于G0/G1期，并通过AO/EB染色观察到典型凋亡形态。

线粒体凋亡途径
6i处理组线粒体膜电位下降1.8倍，ROS水平升高2.3倍。同时Bax/Bcl-2比值增加，细胞色素c释放，caspase-9/3和PARP-1活化，而caspase-8无变化，确证为内源性凋亡途径。

安全性评估
hERG实验显示6i心脏毒性风险较低，分子对接揭示其通过酰胺键与PI3Kδ的Ser854形成关键氢键，MD模拟显示复合物稳定性达50ns。

该研究首次报道了兼具PI3Kδ/mTOR双重抑制与线粒体凋亡诱导功能的喹啉类化合物6i，其通过多靶点协同作用克服反馈激活，为开发新一代抗癌药物提供了重要候选分子。特别值得注意的是，6i对正常细胞的选择性指数达15.6，这种"双靶点-多效应"的设计策略为肿瘤靶向治疗提供了新思路。