新型蒎烷基噻唑烷酮衍生物的设计合成及其抗胶质母细胞瘤活性研究

这篇研究报道了17种新型蒎烷基噻唑烷酮衍生物的设计合成，其中化合物C5对U87、T98G和U251三种胶质母细胞瘤(GBM)细胞系展现出显著抑制活性（IC50 3.12-4.25 μM）。通过CETSA和DARTS实验证实C5直接靶向CDK2蛋白，可诱导细胞周期S期阻滞、线粒体凋亡和自噬，并下调Bcl-2/caspase 3/PARP-1通路。3D肿瘤球模型进一步验证了其抗肿瘤潜力，为GBM治疗提供了新型先导化合物。

　　

化学合成与结构优化

通过三步反应构建了17个含蒎烷骨架的噻唑烷酮衍生物（C1-C17）。关键中间体B经与取代苯甲醛缩合获得目标化合物，核磁共振和UPLC验证纯度均>95%。结构-活性关系表明，对位羟基取代的C5活性最优，其苯环亲水性修饰显著提升生物利用度。

抗肿瘤活性筛选

CCK-8法显示多数化合物对GBM细胞的IC₅₀<10 μM。C5对U87/T98G/U251的抑制活性超越对照药替莫唑胺，且对正常细胞毒性较低。羟基取代衍生物（C5、C6、C9-C13）普遍比甲氧基或卤素取代物更有效，提示极性基团增强抗癌效能。

作用机制解析

CETSA显示C5使CDK2热稳定性提升8°C，DARTS实验证实其可抵抗蛋白酶降解。分子对接揭示C5通过噻唑烷酮C=O与Glu12/ Gln131形成氢键，蒎烷基与Phe80/82产生疏水作用。流式细胞术证实C5以剂量依赖性诱导凋亡（10 μM时达48.56%），并引发S期阻滞（cyclin A/E-CDK2复合物抑制）。

多维度功能验证

• 迁移抑制：Transwell实验显示C5（10 μM）使U251侵袭细胞数减少67%

• 线粒体损伤：JC-1染色显示红/绿荧光比下降，伴随ROS水平升高2.8倍

• 蛋白调控：Western blot检测到Bax上调和Bcl-2下调，cleaved caspase 3/PARP-1增加，LC3B-II/P62积累提示自噬激活

3D模型验证

在肿瘤球实验中，C5处理组Calcein-AM绿色活细胞信号减弱，PI红色死亡区域扩展，模拟了体内肿瘤微环境中的药效。该研究为开发靶向CDK2的GBM治疗策略提供了化学与生物学双重依据。