华中科技大学、沈阳药科大学联合发表文章:苄丝肼靶向抗肿瘤的意外发现

【字体: 时间:2017年05月02日 来源:生物通

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  来自华中科技大学和沈阳药科大学的研究人员发表了“Benserazide, a dopadecarboxylase inhibitor, suppresses tumor growth by targeting hexokinase 2”的文章,他们意外地发现抗帕金森综合症药物 苄丝肼能够靶向肿瘤代谢的关键酶己糖激酶2 (hexokinase 2, HK2),而在体内外发挥抗癌活性。

  

来自华中科技大学和沈阳药科大学的研究人员发表了“Benserazide, a dopadecarboxylase inhibitor, suppresses tumor growth by targeting hexokinase 2”的文章,他们意外地发现抗帕金森综合症药物 苄丝肼能够靶向肿瘤代谢的关键酶己糖激酶2 (hexokinase 2, HK2),而在体内外发挥抗癌活性。

这一研究成果在线发表在BMC旗下的实验和临床癌症研究杂志(Journal of Experimental & Clinical Cancer Research)上,博士生李炜为第一作者,李华教授、项光亚教授和陈丽霞教授为该论文的共同通讯作者。

己糖激酶(hexokinase)包括四种同工酶,其中HK2在绝大多数肿瘤细胞中过量表达,与癌症的发生、发展有着密切关系。HK2作为肿瘤细胞糖酵解过程中第一步反应的限速酶,控制着快速增殖的肿瘤细胞对葡萄糖的利用。目前已有的HK2抑制剂(如2-脱氧葡萄糖,3-溴丙酮酸,二甲双胍)等体内外抗癌活性弱,且有不同程度的毒副作用。鉴于HK2抑制剂目前的研究现状,寻找高效低毒的HK2抑制剂具有一定的市场导向性。

研究人员通过虚拟筛选方法,从2924个FDA批准的小分子药物中发现抗帕金森综合症药物   苄丝肼,是一个潜在的HK2抑制剂。体外酶活性实验、平衡解离常数测定实验证明苄丝肼与HK2具有较强的结合能力,且显著抑制HK2的酶活性。苄丝肼可显著抑制肿瘤细胞对葡萄糖的摄取能力,降低乳酸的生成,导致胞内ATP水平的下降。基因敲低实验证明其通过靶向作用于HK2而发挥抗肿瘤活性,且对正常细胞基本无毒性作用。Western Blot 实验证明苄丝肼通过诱导Bcl-2、Bax等凋亡相关蛋白的表达水平来促进肿瘤细胞的凋亡。同时,体内动物实验表明苄丝肼显著抑制荷瘤小鼠肿瘤的生长,且无明显的毒副作用。鉴于苄丝肼的较高水溶性,将苄丝肼制备成纳米脂质体后给药,其抗肿瘤的靶向性和药效显著提高,而且用量降低。

苄丝肼的体外、体内抗肿瘤活性均显著优于几个已报道的HK2抑制剂,且不产生明显毒副作用。目前,李华教授课题组正在将这一重要研究成果进行深入挖掘,以该化合物为先导化合物进行结构优化,希望找到抗肿瘤效果更强的HK2抑制剂,为癌症靶向治疗提供新的途径。


图1  苄丝肼与HK2的分子对接图


 图2  苄丝肼显著抑制荷瘤结肠癌小鼠的肿瘤生长

原文标题:

Benserazide, a dopadecarboxylase inhibitor, suppresses tumor growth by targeting hexokinase 2

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