吩噻嗪结构类似物调控p53信号通路在结肠癌细胞中的作用机制研究

《ACS Omega》:The Interaction of Structural Analogues of Phenothiazines in p53-Dependent Cellular Signaling Pathways

【字体: 时间:2026年01月03日 来源:ACS Omega 4.3

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  本综述系统探讨了吩噻嗪结构类似物(BM1、BM2、MJ1、MJ2)通过调控p53依赖性信号通路(包括MDM2-p53相互作用、BCL2介导的线粒体凋亡及AIFM2相关铁死亡)在结肠癌HCT116细胞模型中的抗癌机制。研究通过MTT法测定IC50、显微观察细胞形态及RT-qPCR分析关键基因表达,证实了这些化合物对野生型与突变型p53蛋白状态的特异性调控作用,为开发靶向p53通路的抗癌药物提供了新视角。

  
引言:p53蛋白的生物学功能与癌症治疗靶点
p53蛋白作为关键的肿瘤抑制因子,在维持基因组稳定性、调控细胞周期和诱导凋亡中发挥核心作用。超过50%的人类癌症存在TP53基因突变,导致p53功能丧失。在结直肠癌中,p53以野生型或突变型形式存在,其活性受MDM2蛋白负调控——MDM2通过泛素化降解p53,而DNA损伤可激活ATM/ATR激酶磷酸化p53并阻断其与MDM2结合,进而启动p21介导的细胞周期阻滞、GADD45参与的DNA修复或BAX相关的凋亡程序。靶向MDM2-p53相互作用已成为恢复p53功能的重要策略,但尚无FDA批准抑制剂。吩噻嗪类化合物作为传统抗精神病药物,近期研究发现其结构类似物可通过干扰p53通路展现抗癌潜力。
材料与方法:化合物设计与细胞模型
研究选用四类吩噻嗪结构类似物:BM1(10H-1,9-二氮杂吩噻嗪)、BM2(10-丙炔基-1,9-二氮杂吩噻嗪)为吡啶环修饰的二吡啶噻嗪类;MJ1(6H-9-氟喹啉并苯噻嗪)和MJ2(9-氟-6-丙炔基-喹啉并苯噻嗪)为喹啉环取代的苯并噻嗪类。实验采用HCT116结肠癌细胞系,包括野生型p53(HCT116+/+)与TP53基因双等位敲除的突变型(HCT116–/–)模型。通过MTT法测定化合物24小时与72小时孵育后的IC50值,使用JuLI FL活细胞成像系统观察72小时细胞融合度变化,并以RT-qPCR分析p53、AIFM2、BCL2、MDM2基因表达(参考基因为RPL41)。
结果分析:抗癌活性与基因调控特性
MTT实验显示,MJ2对野生型p53 HCT116细胞的IC50为36.37 μM,突变型为57.82 μM,为四类化合物中活性最优者;BM1活性最低(野生型197.25 μM,突变型261.90 μM)。显微观察发现,所有化合物在100 μM浓度下均引起细胞皱缩、质膜起泡等凋亡形态特征,但MJ1/MJ2在≥50 μM时出现沉淀,可能干扰检测准确性。RT-qPCR结果表明:在野生型p53细胞中,所有化合物均上调AIFM2、BCL2和MDM2表达;而在突变型p53细胞中,这些基因表达均被抑制。尤其值得注意的是,MJ2和BM2在突变型p53背景下对MDM2表达呈现完全沉默效应。
讨论:p53状态依赖性的通路调控机制
基因表达差异揭示了p53蛋白状态对吩噻嗪类化合物响应的决定性影响。在野生型p53细胞中,AIFM2(同时参与凋亡与铁死亡)、BCL2(凋亡抑制因子)及MDM2(p53负调控因子)的上调表明化合物可能通过p53依赖性途径激活非 caspase 凋亡机制;而突变型p53细胞中基因表达抑制提示其凋亡通路激活能力受损。MJ2的高活性可能与其丙炔基增强脂溶性、促进细胞穿透有关,而氟取代基可能强化DNA结合能力。尽管IC50值较高,但早期形态学变化表明化合物在亚致死浓度即可诱导细胞应激反应。
结论:结构修饰与治疗前景
吩噻嗪结构类似物通过干扰p53信号通路展现差异化抗癌活性,其效果显著依赖于p53蛋白状态。吡啶与喹?环修饰、氟及丙炔基取代共同增强了化合物与DNA的相互作用及细胞膜穿透性。未来研究需结合经典吩噻嗪类药物对照,进一步明确构效关系,并为p53突变型癌症的靶向治疗提供新策略。
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