针对肝癌中的EGFR G-四聚体DNA：发现炔基修饰的菲并咪唑衍生物作为有效的稳定剂

《International Journal of Biological Macromolecules》：Targeting the EGFR G-quadruplex DNA in liver cancer: Discovery of alkynyl-modified phenanthroimidazole derivatives as potent stabilizers

　　

陈万琪|梁江波|吴卓妍|史晓梅|佘梦娇|陈瑞|邓仁山|曾焕|刘成波|余傲|吴琼|梅文杰

摘要

针对癌基因启动子中的G-四联体（G4）DNA是一种新兴的抗癌策略。表皮生长因子受体（EGFR）基因启动子包含一个能够形成G4结构的序列，该序列通过表观遗传机制调控EGFR的转录，使得EGFR G4 DNA成为了一个有前景的治疗靶点。在本研究中，我们探讨了烷炔基修饰的菲并咪唑衍生物（1–5）与这种大分子结构的相互作用。通过对多个G4靶点（Bcl-2、c-Kit、EGFR、K-Ras）进行高通量分子对接实验，发现化合物5（对苯乙炔基取代型）是最有效的EGFR G4 DNA结合剂，其结合能良好且结合模式稳定，这一点通过分子动力学模拟得到了验证。生物物理分析（UV–Vis/荧光滴定、圆二色性、等温滴定量热法、PCR阻滞实验）表明，化合物5能够以高亲和力（Kd = 1.15 × 10^?6 M）与EGFR G4 DNA结合，选择性地稳定其平行构象，并抑制DNA聚合酶的延伸。这种稳定作用导致EGFR的转录抑制，这一点通过HepG2细胞中EGFR表达的剂量依赖性下调得到了证实。从机制上看，化合物5会引起G4介导的DNA复制应激和损伤，增加活性氧（ROS）的产生，激活p53信号通路，并调节PI3K/AKT/mTOR通路，最终引发铁死亡（ferroptosis）。值得注意的是，化合物5对HepG2细胞的抗增殖活性优于多柔比星（DOX）和吉非替尼（Gefitinib），同时对正常细胞的毒性显著降低。在斑马鱼异种移植模型中，化合物5显著抑制了肿瘤的生长。这些发现表明，化合物5是一种有效的EGFR G4 DNA稳定剂，它通过靶向调控这种大分子结构发挥多层次的抗肿瘤作用，为针对EGFR G4的肝癌治疗提供了有前景的候选药物。