一种新型的二氢异噁唑衍生物DHI9通过诱导氧化应激、DNA损伤和线粒体凋亡来抑制结直肠癌细胞的存活，同时靶标Akt和Wnt/β-连环蛋白信号通路

《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》：A novel dihydroisoxazole derivative DHI9 suppresses colorectal cancer cell survival by inducing oxidative stress, DNA damage, and mitochondrial apoptosis while targeting Akt and Wnt/β-catenin signalling

摘要

结直肠癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，也是导致癌症相关死亡的主要原因之一。因此，发现具有选择性抗癌活性的新化合物是一个重要的研究重点。二氢异噁唑衍生物是一类具有潜在抗肿瘤特性的杂环化合物。本研究评估了二氢异噁唑衍生物DHI9在人类结直肠癌细胞系HCT116和Caco-2中的抗癌作用，并探究了其背后的分子机制。通过MTT assay测定DHI9的细胞毒性效应，发现其在HCT116细胞中的IC50值为2.5 μM，在Caco-2细胞中的IC50值为10.0 μM（处理时间为72小时）。在非肿瘤细胞系CCD-18Co中，IC50值为127.3 μM，这表明DHI9对所检测的结直肠癌细胞具有显著的选择性细胞毒性。所有后续的生物学和机制研究均在HCT116和Caco-2癌细胞中进行。在这些癌细胞中，DHI9抑制了细胞增殖，在24小时后诱导G2/M细胞周期停滞，并导致亚G0/G1细胞群体比例随时间增加。此外，DHI9还增强了p21的表达、活性氧（ROS）的产生以及磷酸化γH2A.X的水平，表明其产生了氧化应激并激活了DNA损伤响应机制。凋亡的诱导通过磷脂酰丝氨酸外化、线粒体膜电位的丧失、细胞色素c的释放以及caspase-9和caspase-3/7活性的增加来验证。荧光显微镜观察显示核形态和肌动蛋白细胞骨架结构发生了变化。Western blot分析表明，DHI9调节了参与Wnt/β-连环蛋白和Akt信号通路、凋亡以及细胞周期调控的多个蛋白质，包括PCNA、Dvl2、p-Akt、p-GSK-3β、总GSK-3β、β-连环蛋白、未磷酸化的β-连环蛋白、PARP、p-Rb、p-Wee1、p-Cyclin B1和p-Cdc2。此外，DHI9还降低了两种结直肠癌细胞的迁移能力，并增强了5-氟尿嘧啶的细胞毒性作用，根据“最高单药效应模型”（Highest Single Agent model），这种增强作用主要是协同性的。

结直肠癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，也是导致癌症相关死亡的主要原因之一。因此，发现具有选择性抗癌活性的新化合物是一个重要的研究重点。二氢异噁唑衍生物是一类具有潜在抗肿瘤特性的杂环化合物。本研究评估了二氢异噁唑衍生物DHI9在人类结直肠癌细胞系HCT116和Caco-2中的抗癌作用，并探究了其背后的分子机制。通过MTT assay测定DHI9的细胞毒性效应，发现其在HCT116细胞中的IC50值为2.5 μM，在Caco-2细胞中的IC50值为10.0 μM（处理时间为72小时）。在非肿瘤细胞系CCD-18Co中，IC50值为127.3 μM，这表明DHI9对所检测的结直肠癌细胞具有显著的选择性细胞毒性。所有后续的生物学和机制研究均在HCT116和Caco-2癌细胞中进行。在这些癌细胞中，DHI9抑制了细胞增殖，在24小时后诱导G2/M细胞周期停滞，并导致亚G0/G1细胞群体比例随时间增加。此外，DHI9还增强了p21的表达、活性氧（ROS）的产生以及磷酸化γH2A.X的水平，表明其产生了氧化应激并激活了DNA损伤响应机制。凋亡的诱导通过磷脂酰丝氨酸外化、线粒体膜电位的丧失、细胞色素c的释放以及caspase-9和caspase-3/7活性的增加来验证。荧光显微镜观察显示核形态和肌动蛋白细胞骨架结构发生了变化。Western blot分析表明，DHI9调节了参与Wnt/β-连环蛋白和Akt信号通路、凋亡以及细胞周期调控的多个蛋白质，包括PCNA、Dvl2、p-Akt、p-GSK-3β、总GSK-3β、β-连环蛋白、未磷酸化的β-连环蛋白、PARP、p-Rb、p-Wee1、p-Cyclin B1和p-Cdc2。此外，DHI9还降低了两种结直肠癌细胞的迁移能力，并增强了5-氟尿嘧啶的细胞毒性作用，根据“最高单药效应模型”，这种增强作用主要是协同性的。