新型苯并咪唑类化合物：双靶向 BRAF 的抗癌 “新利器”

为解决癌细胞对现有蛋白激酶抑制剂耐药及 BRAF 抑制剂研发难题，研究人员开展 1 - 取代 - 5,6 - 二氯苯并咪唑类化合物作为 BRAFWT/V600E抑制剂的研究。发现化合物 10h 抗癌活性强，该成果为抗癌药物研发提供新方向，值得科研人员一读。

　　

在细胞的世界里，有一条至关重要的 “信号高速公路”，那就是丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，也叫 RAS-RAF-MEK 通路。它掌控着细胞的增殖和迁移，就像交通警察指挥着细胞的 “生长方向”。当细胞接收到外部信号，这条通路就会被激活，一系列的激酶开始 “接力赛跑”，将信号传递给 DNA，让细胞决定是分裂、分化，还是保持原状。

然而，这条 “高速公路” 一旦失控，麻烦就来了。RAF 激酶作为这条通路中的关键 “关卡”，尤其是 BRAF，一旦发生突变，就像警察突然 “乱指挥”，会导致癌细胞疯狂生长和转移。其中，BRAF 基因的 V600E 突变最为常见，它能让 BRAF 的活性暴增十几倍，在多种癌症，如黑色素瘤、结直肠癌、甲状腺癌和非小细胞肺癌中都能发现它的 “身影”。所以，找到能精准 “制服” BRAF 野生型（BRAF_WT）和突变型（BRAF_V600E）的方法，成为了抗癌研究的关键目标。

目前，针对 BRAF 的治疗遇到了不小的挑战。一方面，癌细胞对现有的蛋白激酶抑制剂逐渐产生了耐药性，就像狡猾的敌人学会了躲避攻击；另一方面，虽然已经有一些 BRAF 抑制剂在临床试验中取得了一定进展，但仍需要不断寻找更有效的药物。在这样的背景下，科研人员踏上了探索新型 BRAF 抑制剂的征程。

为了攻克这些难题，研究人员在《Journal of Medicinal Chemistry》期刊上发表了题为 “A New Series of 1-Substituted-5,6-Dichloro-2-(4-methoxyphenyl)-1H-Benzo [d] Imidazoles as Dual BRAF_WT/V600E Inhibitors: Design, Synthesis, Biological Evaluation, and Molecular Docking Studies” 的论文。他们成功设计并合成了一系列 1 - 取代 - 5,6 - 二氯 - 2-(4 - 甲氧基苯基)-1H - 苯并 [d] 咪唑类化合物，找到了一种潜力巨大的抗癌 “新星”—— 化合物 10h，为抗癌药物的研发带来了新的希望。

研究人员在这场抗癌药物探索之旅中，运用了多种强大的 “科研武器”。在合成新化合物时，他们采用了有机合成技术，巧妙地将各种化学物质 “组装” 成目标分子。为了深入了解化合物与 BRAF 蛋白的相互作用，分子对接和分子动力学模拟技术派上了用场，这就像是给研究人员装上了 “微观显微镜”，让他们能 “看” 到分子层面的奥秘。此外，他们还利用生物学实验技术，对化合物的抑制活性、细胞毒性等进行检测，全面评估这些化合物的抗癌潜力。

1. 化学合成：搭建抗癌分子 “积木”

研究人员精心设计了一系列新的 1 - 取代 - 5,6 - 二氯 - 2-(4 - 甲氧基苯基)-1H - 苯并 [d] 咪唑类化合物 10a - p。他们就像技艺精湛的工匠，通过多步反应搭建这些分子 “积木”。先让 4 - 甲氧基苯甲醛和亚硫酸氢钠反应，生成 4 - 甲氧基苯甲醛亚硫酸氢钠加合物，接着与 4,5 - 二氯邻苯二胺反应，得到起始的 5,6 - 二氯苯并咪唑。之后经过一系列反应，最终合成了目标化合物。通过红外光谱（IR）、核磁共振（¹H NMR、¹³C NMR）和高分辨质谱（HRMS）等 “火眼金睛”，确定了这些化合物的结构。

2. 生物学活性：探寻抗癌 “潜力股”

研究人员对合成的化合物进行了全方位的 “能力测试”。在抑制 BRAF_WT活性的测试中，10a - p 表现各异，抑制率从 21.86% 到 91.20% 不等。其中，10h 脱颖而出，在 10 μM 浓度下对 BRAF_WT的抑制率高达 91.20%。进一步研究发现，10h 对 BRAF_WT和 BRAF_V600E都有很强的抑制作用，半数抑制浓度（IC₅₀）分别为 1.72 μM 和 2.76 μM，对 VEGFR-2 也有不错的抑制活性（IC₅₀ = 1.52 μM），这表明 10h 是个多面手，能同时抑制多种与癌症相关的激酶。

在抗癌细胞增殖方面，10a - p 同样表现出不同的效果。在对 NCI-60 癌细胞系的测试中，取代基的不同对活性影响很大。10h 在多种癌细胞系中都展现出了强大的生长抑制能力，在 5 剂量检测中，对白血病、结肠癌、中枢神经系统癌等多种癌细胞系的半数生长抑制浓度（GI₅₀）都很低，如对结肠癌细胞系 HT29 的 GI₅₀为 1.79 μM。而且，10h 对正常细胞的毒性很低，在对人皮肤成纤维细胞（HSF）的测试中，其 IC₅₀>100 μM，相比之下，索拉非尼的 IC₅₀ = 2.25 μM，这意味着 10h 在杀死癌细胞的同时，对正常细胞的伤害较小，是个更 “温柔” 的抗癌药物。

3. 细胞周期和凋亡：让癌细胞 “自乱阵脚”

研究人员发现 10h 不仅能抑制癌细胞生长，还能干扰癌细胞的 “内部秩序”。在对 HT29 结肠癌细胞系的研究中，10h 能让细胞周期在 G2/M 期 “堵车”，处于 G1 期的细胞减少，S 期和 G2 期的细胞增多，同时，处于亚 G1 期的细胞也增加了，这表明 10h 诱导了癌细胞的凋亡。就像打乱了癌细胞的 “生物钟”，让它们走向自我毁灭。通过凋亡检测，也证实了 10h 的这种能力，它能使 HT29 细胞系中处于凋亡期（早期和晚期）的细胞比例从 2.63% 大幅提升到 19.85%。

4. 分子建模：解锁分子 “互动密码”

为了弄清楚 10h 的抗癌 “秘密武器”，研究人员借助分子建模技术。通过分子对接和分子动力学模拟，他们发现 10h 在 BRAF_WT和 BRAF_V600E激酶结构域中有相似的结合模式。10h 的中心酰腙部分像一个 “桥梁”，连接着激酶结构域的不同区域，与 Glu500 和 Asp593 通过氢键相互作用。它还引导 2 - 取代 - 5,6 - 二氯苯并咪唑部分进入疏水性口袋，与周围的氨基酸形成疏水相互作用，同时让 4 - 取代苯基部分与 Cys531 形成氢键。这种独特的结合模式，就像一把精准的钥匙，牢牢锁住了 BRAF，阻止癌细胞的生长信号传递。

5. 理化和药代动力学性质预测：评估药物 “潜力”

研究人员还利用 SwissADME 在线工具对化合物进行了 “未来潜力评估”。结果显示，10a - p 系列化合物的理化和药代动力学性质都很有潜力。它们的油水分配系数（WlogP）在 3.30 - 5.50 之间，胃肠道吸收良好，且不会穿过血脑屏障，减少了中枢神经系统的副作用。在药物相似性方面，它们基本符合 Lipinski 规则，生物利用度也不错，合成难度适中。这意味着这些化合物有望成为理想的抗癌药物。

这项研究成果意义重大。研究人员成功设计并合成了一系列新型苯并咪唑类化合物，为抗癌药物研发提供了新的方向。化合物 10h 作为其中的佼佼者，展现出了强大的抗癌活性和良好的药代动力学性质，是一个极具潜力的抗癌候选药物。通过深入研究其作用机制，为后续开发更有效的 BRAF 抑制剂奠定了坚实基础。同时，研究中采用的多学科结合的方法，也为其他抗癌药物的研发提供了宝贵的经验。未来，有望基于这些成果，开发出更多更好的抗癌药物，为癌症患者带来新的希望，让人类在抗癌这场战斗中取得更大的胜利。