三萜类衍生物通过直接靶向Gli1抑制胶质母细胞瘤中Hedgehog信号通路的转录活性

为解决胶质母细胞瘤(GBM)治疗中Hedgehog(HH)信号通路异常激活的难题，研究人员针对下游关键转录因子Gli1开展三萜类衍生物筛选研究。通过构建U-87MG报告细胞系，发现化合物15和38能特异性抑制Gli介导的转录，其效力超越已知抑制剂GANT61。等温滴定量热法证实二者直接结合Gli1蛋白，为开发新型HH通路抑制剂提供结构基础。该成果发表于《Journal of Biological Chemistry》，为靶向治疗HH通路依赖性肿瘤开辟新途径。

　　

胶质母细胞瘤作为最常见的恶性脑肿瘤，当前标准治疗手段如替莫唑胺面临DNA修复酶O⁶-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(MGMT)表达导致的耐药难题。Hedgehog(HH)信号通路在肿瘤干细胞维持中起关键作用，但现有Smoothened(Smo)抑制剂易因下游Gli蛋白突变失效。针对这一治疗困境，捷克帕拉茨基大学分子与转化医学研究所(Institute of Molecular and Translational Medicine, Palacky University)的研究团队将目光聚焦于通路终端效应因子Gli1，通过结构改造开发新型靶向抑制剂。

研究采用报告基因筛选、等温滴定量热法(ITC)和分子对接等关键技术。首先构建携带Gli响应元件的U-87MG稳定报告细胞系，在0.5%-10%血清条件下筛选1500种三萜衍生物；通过RT-qPCR和Western blot分析HH通路关键分子表达；借助NIH 3T3细胞模型观察Smo纤毛定位；采用ITC验证化合物与Gli1锌指结构域(氨基酸222-400)的直接相互作用。

2.1 化学部分

从38个先导化合物中筛选出E-开环酸酐类化合物15和C-30芳香取代吖嗪类化合物38，二者在10%血清条件下仍保持Gli抑制活性(IC₅₀分别为17.5μM和17.0μM)。

2.2.1 转录抑制特异性

排除荧光素酶干扰可能，证实15和38对重组荧光素酶的抑制率<10%，特异性作用于Gli通路。

2.2.3 时效关系

72小时处理显示，15和38对Gli转录的抑制IC₅₀(2.0-2.1μM)显著低于细胞存活IC₅₀(3.1-3.4μM)，证实通路抑制先于细胞死亡。

2.2.4 分子机制

Western blot显示25μM处理24小时后Gli1蛋白下调4.5倍，其靶基因Cyclin D1和Bcl-2表达同步降低。值得注意的是38可诱导抑癌基因PTCH1表达上调16倍。

2.2.5 通路定位

免疫荧光证实15和38不影响Smo纤毛定位，作用位点位于Smo下游，与GANT61作用模式相似。

2.2.6 直接相互作用

ITC揭示15和38与Gli1的结合常数K_a达10⁶M^-1级， Triton X-100实验表明疏水相互作用占主导。分子动力学模拟提示化合物可能结合于Gli1-DNA相互作用界面附近。

该研究首次阐明特定三萜骨架可通过直接结合Gli1锌指结构域破坏HH信号传导。化合物38独特的PTCH1诱导效应尤为引人注目，因其可能同时激活通路负反馈机制。尽管三萜类存在血清蛋白结合率高的药代缺陷，但该工作为开发非Smo依赖的HH通路抑制剂提供了新思路，尤其对存在Gli1突变或扩增的肿瘤具有重要治疗价值。未来需通过动物实验验证这些衍生物的血脑屏障穿透能力，并优化其类药性质以推进临床转化。