《The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology》：Targeting steroid receptors and aldo-keto reductases of 1
C subfamily with bile acid derivatives:
in vitro and
in silico insights
编辑推荐：
摘要本研究制备了一个包含24种结构多样的胆汁酸衍生物库，其中11种为新型衍生物，13种为已报道的类似物。从中选取了20种化合物，对六种癌细胞系及MRC-5成纤维细胞进行了评估。内酰胺14、15和17以及肟10表现出最强的细胞系依赖性抗增殖活性，在选定癌细胞模型中的IC??值低
摘要
本研究制备了一个包含24种结构多样的胆汁酸衍生物库，其中11种为新型衍生物，13种为已报道的类似物。从中选取了20种化合物，对六种癌细胞系及MRC-5成纤维细胞进行了评估。内酰胺14、15和17以及肟10表现出最强的细胞系依赖性抗增殖活性，在选定癌细胞模型中的IC??值低于10?μM，而MRC-5的IC??值高于100?μM。利用基于酵母的荧光生物传感器评估了这些化合物与雌激素受体α（ERα）、雌激素受体β（ERβ）、雄激素受体（AR）和糖皮质激素受体（GR）配体结合域（LBDs）的相互作用。化合物27对ERβ-LBD表现出最高亲和力，而化合物24对ERα-LBD表现出弱亲和力。所测试衍生物均未检测到与AR-LBD的可检测结合，而化合物10和30对GR-LBD表现出最高亲和力。初步筛选发现了几种强效的AKR1C3和AKR1C4抑制剂，浓度依赖性实验进一步证实了化合物23和30对AKR1C3的抑制活性，IC??值分别为23.22和24.61?μM。分子对接为选定化合物在AKR1C3和GR配体结合位点内的结合模型提供了合理的假设。匹配系列分析未揭示出普遍有利的化学类型，也未发现cLogP、TPSA与生物活性之间存在简单关系。相反，活性取决于修饰位置和底层胆汁酸骨架。这些发现凸显了胆汁酸框架作为抗癌药物发现中一种多功能且可调控的骨架的潜力，其中功能基团种类和位置的改变可产生不同的生物特征，并为进一步优化提供不同的起点。
引言
甾体药物化学已成为一个极具吸引力的研究领域，因为甾体骨架显著扩大了各种疾病的治疗选择，包括癌症、代谢障碍、炎症性疾病、细菌和病毒感染、心血管疾病及神经退行性疾病。[1] 在众多甾体化合物中，胆汁酸（BAs）因其广泛的可及性、低成本的原料来源、两亲性质以及独特的物理化学和生物学特性而备受关注，使其成为结构修饰、药物设计和药物递送应用的前景候选分子。[2] 胆汁酸衍生物展现出广泛的生物活性谱，包括抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒和代谢调节作用。[3] 因此，有机合成工作日益集中于开发高效且环境友好的反应条件，用于胆汁酸中羟基和羧基的修饰以及环功能化，从而形成具有生物活性的内酯、[4] 内酰胺、肟、[5] 四氮唑、[6] 酯和酰胺，[7] 同时遵循绿色化学原则。
多项研究强调了合成胆汁酸衍生物诱导多种人癌细胞系死亡的能力，[8] 凸显了其作为抗癌药物的潜力，并支持对新型衍生物的进一步探索以用于治疗应用。某些合成的熊去氧胆酸（UDCA）和鹅脱氧胆酸（CDCA）衍生物已被证实可抑制人宫颈癌细胞的增殖并诱导凋亡。[9] 此外，由于结肠组织中胆汁酸受体的高表达，这些衍生物可能被结肠细胞选择性摄取，从而增强结肠癌治疗效果。[3] 尽管胆汁酸衍生物的抗癌活性已有研究报道，但关于其与甾体受体的相互作用[5]、[10]以及对醛酮还原酶（AKRs）[4]的抑制效应——后者是激素依赖性癌症的关键分子靶标——的信息仍然有限。
激素依赖性癌症，如乳腺癌和前列腺癌，是全球主要的致死原因之一。通过抑制甾体合成酶或调节甾体受体活性来靶向甾体激素信号传导，是一种有效的治疗策略。[11] 尽管当前疗法有效，但可能伴随副作用，且治疗耐药性仍是一个巨大挑战，促使人们寻找新的、更具选择性和安全性的化合物。基于上述发现，本研究聚焦于评估胆汁酸衍生物对激素依赖性癌症和炎症相关靶标的活性，包括甾体受体和AKR家族成员，结合体外和计算机模拟方法以提供初步的机制见解。
包括雌激素受体、雄激素受体和糖皮质激素受体在内的甾体受体，是激素依赖性癌症中细胞增殖和存活的关键调节因子。[12] 这些核受体作为配体激活的转录因子发挥作用。当它们结合各自的甾体激素后，会调节基因表达以促进肿瘤生长，使其成为内分泌治疗中开发新型配体（尤其是拮抗剂）的重要靶标。[13] 除受体介导的机制外，甾体转化AKR酶通过在雄激素和雌激素的活性形式与非活性形式之间进行相互转化，在局部甾体激素生物合成中发挥关键作用，从而调节受体的占据率和激活状态。这些酶的失调会促进癌症进展和化疗耐药性的产生。[14] 除在甾体代谢中的作用外，AKRs还参与前列腺素信号通路，将其与炎症过程联系起来。相应地，调节前列腺素生物合成已被认为与乳腺癌风险降低有关。[15] 在AKR1C亚家族中，AKR1C3在激素依赖性癌症中尤为引人关注，因其参与强效雄激素和雌激素的合成，而AKR1C4主要参与肝脏甾体代谢。因此，这两种亚型均为鉴定能够调节局部甾体代谢化合物的相关靶标。AKR1C2最初被表征为一种胆汁酸结合蛋白，已证实其甾体结合口袋可容纳UDCA，随后报道了UDCA、CDCA和胆汁酸甲酯为AKR1C2抑制剂。[4] 这些发现提供了结构生化和分子层面的证据，表明胆汁酸骨架能够与AKR1C家族相互作用，并支持进一步研究胆汁酸衍生物作为潜在AKR调节剂的可能性。
本研究中，一系列胆汁酸衍生物（包括环扩张的B-和C-同系内酯、肟、酯和酮）采用绿色微波辅助技术进行了重新合成，而相应的内酰胺衍生物则通过传统合成方法制备。这些化合物对六种人癌细胞系进行了细胞毒性筛选：乳腺腺癌ER–（MDA-MB-231）、乳腺腺癌ER+（MCF-7）、前列腺癌（PC-3）、宫颈癌（HeLa）、结肠腺癌（HT-29）和人肺腺癌（A549）。利用体外酵母荧光实验评估了这些化合物对雌激素受体α（ERα）、雌激素受体β（ERβ）、雄激素受体（AR）和糖皮质激素受体（GR）配体结合域（LBDs）的相对结合亲和力。此外，利用荧光光谱法评估了这些衍生物抑制重组人AKR1C3和AKR1C4的潜力。最后，进行了分子对接模拟以提出酶/受体与配体之间相互作用的结构性模型，这些相互作用在体外表现出显著亲和力。
各章节摘要
胆汁酸衍生物的合成
设计并合成了包含24种结构多样的胆汁酸衍生物库，以研究甾体骨架修饰及引入含氧和含氮官能团对生物活性的影响。该衍生物库包含11种新型衍生物（9、10、12-14、16、17、19、20、22和25）和13种已报道的类似物（7、8、11、15、18、21、23、24和26-30）。结构多样性通过以下变化实现：(i) 亲体胆汁酸骨架——胆酸
化学. 总则
合成所使用的起始化合物为胆酸（CA）、鹅脱氧胆酸（CDCA）、脱氧胆酸（DCA）和鹅脱氧胆酸（HDCA）。反应采用单模CEM Discover BenchMate微波反应器（300?W）在密闭容器系统中进行。反应进程通过硅胶板上的薄层色谱（TLC）（硅胶60 F254）进行监测。产物通过柱色谱（Kieselgel 60，0.04–0.063?mm，Merck）进行纯化。有机溶液
结论
制备了一个结构多样的胆汁酸衍生物库，包含肟、内酰胺、内酯、酯、烯酮和酮衍生物，并利用癌细胞存活实验、甾体受体-LBD荧光生物传感器及重组AKR1C3/AKR1C4酶实验进行了比较评估。所得活性谱强烈依赖于化合物种类和实验方法。内酰胺14、15和17以及肟10表现出最强的细胞系特异性抗增殖活性，在选定癌细胞模型中的IC??值低于10?μM，
CRediT作者贡献声明
Srdjan Bjedov： 撰写–审阅与编辑、项目管理、资金获取。Andrea Nikoli?： 撰写–审阅与编辑、调查、数据整理。Ksenija Pavlovi?： 撰写–审阅与编辑、撰写–原稿、指导、方法学、调查、数据整理、概念化。Sofija Beki?： 撰写–审阅与编辑、撰写–原稿、可视化、指导、方法学、调查、形式分析、概念化。Dimitar Jakimov： 撰写–
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
作者感谢塞尔维亚共和国科学、技术与创新部的财政支持（资助项目号：451-03-33/2026-03/ 200125 和 451-03-34/2026-03/ 200125）。本工作还获得了欧盟通过Interreg VI-A IPA克罗地亚–塞尔维亚跨境合作计划"耐药癌症抗癌药物开发"项目（DAADRAC HR-RS00053）的共同资助。作者感谢Chris Bunce博士（
Sofija Beki?|Maja Marinovi?|Dimitar Jakimov|Andrea Nikoli?|Srdjan Bjedov|Ksenija Pavlovi?
Novi Sad大学科学学院化学、生物化学与环境科学系，塞尔维亚Novi Sad 21000，Trg Dositeja Obradovi?a 3
