基于木蝴蝶黄酮的螺吲哚氨基甲酸酯衍生物一锅法合成及抗肝癌活性研究：靶向CD133+肿瘤干细胞的先导化合物发现

【编辑推荐】研究人员针对肝癌(HCC)治疗困境，通过一锅多组分反应高效合成30种螺吲哚氨基甲酸酯黄酮衍生物。其中化合物6d对HepG2细胞展现2.50±0.25 μM的强效抗增殖活性，可显著诱导早期凋亡并抑制CD133+肿瘤干细胞群(p<0.001)，分子对接显示其与CD133关键残基结合能达-10.2 kcal/mol。体内实验证实6d能抑制异种移植瘤生长，为肝癌治疗提供新候选药物。

　　

肝癌作为全球第六大高发癌症，每年导致83万人死亡，其治疗面临诊断滞后、耐药性强和药物选择有限三大难题。传统化疗药物如紫杉醇虽源自天然产物，但对肝癌疗效有限，迫切需要开发靶向肿瘤干细胞的新型药物。木蝴蝶(Oroxylum indicum)中的黄酮类成分——黄芩素、千层纸素A和白杨素——因其广谱抗癌活性引起关注，但如何通过结构改造提升其靶向性成为关键科学问题。

CSIR-印度化学技术研究所(CSIR-IICT)的研究团队创新性地将螺吲哚(spirooxindole)与氨基甲酸酯(carbamate)结构整合到黄酮骨架，通过一锅三组分反应（Knoevenagel缩合/环化串联反应）高效构建了30种新型衍生物。该成果发表于《Bioorganic Chemistry》，首次通过X射线单晶衍射确证了关键化合物6d和7f的立体结构，并发现6d能特异性靶向肝癌干细胞标志物CD133。

研究采用四大关键技术：1) 多组分一锅法合成策略；2) Sulforhodamine-B法检测五类细胞系(A549/MDA-MB-231/HeLa/HepG2/HEK293)抗增殖活性；3) 流式细胞术分析CD133⁺细胞群变化；4) 分子对接模拟结合CD133关键残基(Phe787/Val794等)。

【化学合成】以异靛红、尿素和黄酮为原料，在DMF中80℃反应12小时，以82-89%收率获得目标产物。X射线显示6d的螺环系统呈扭曲椅式构象，这种刚性结构可能增强靶标结合特异性。

【抗增殖活性】6d对HepG2细胞的IC₅₀值(2.50±0.25 μM)显著优于阳性对照5-氟尿嘧啶(18.6 μM)。值得注意的是，其对正常HEK293细胞的毒性较低(IC₅₀>50 μM)，显示良好选择性。

【机制研究】6d处理使HepG2细胞早期凋亡率提升3.2倍，CD133⁺细胞占比从12.4%降至2.1%(p<0.001)。分子动力学模拟揭示6d通过疏水作用与CD133的Phe787形成π-π堆叠，其氨基甲酸酯基团还与Lys791形成氢键网络。

【体内实验】在裸鼠异种移植模型中，6d(25 mg/kg)治疗21天使肿瘤体积缩小68%，病理分析显示肿瘤组织坏死区域扩大且CD133表达下调。

该研究突破性地将天然产物结构改造与肿瘤干细胞靶向策略相结合，不仅证实螺环化能显著增强黄酮类化合物的抗癌活性，更首次阐明其作用靶点CD133的分子结合模式。化合物6d兼具合成简便、活性显著和机制明确三大优势，为开发抗肝癌干细胞药物提供了重要先导化合物。未来研究可进一步优化6d的药代动力学特性，并探索其与现有化疗药物的协同效应。