肿瘤严重危害人类健康,肿瘤细胞中由于细胞内凋亡信号通路的异常,常常使肿瘤细胞能够逃脱内源性因素或外源性药物引发的细胞凋亡,导致肿瘤的发展或耐药。半胱天冬酶-3酶原 (Procaspase-3) 是细胞内凋亡信号通路中重要的下游执行蛋白,且在多种恶性肿瘤中表达增高。2006年国外学者首次报道PAC-1(procaspase activating compound 1)可以通过激活procaspase-3发挥抗肿瘤作用,对于procaspase-3高表达的肿瘤细胞株和在体移植瘤有生长抑制作用。直接激活procaspase-3能够不受上游凋亡信号通路异常的影响直接杀死肿瘤细胞,进一步开发更加高效高选择性的procaspase-3激活剂作为潜在药物,对肿瘤治疗具有重要意义。
我校吴春福教授实验室与宫平教授实验室共同合作,针对procaspase-3靶点,合成并筛选得到了具有显著抗肿瘤活性的PAC-1衍生物WF-210(专利号:ZL201010139255.8),并重点对WF-210的药效和机制进行了考察。相关结果发表在SCI收载期刊《分子肿瘤学》杂志上 (Molecular Oncology, A Novel Small-Molecule Activator of Procaspase-3 Induces Apoptosis in Cancer Cells and Reduces Tumor Growth in Human Breast, Liver and Gallbladder Cancer Xenografts, 2014),该期刊影响因子2014年为5.935。该杂志由欧洲生物化学学会主办,发表肿瘤分子生物学相关的最新研究成果。
此篇文章首次报道了WF-210的合成方法,在分子水平、细胞水平和整体动物水平,从抗肿瘤活性和机制、在体抗肿瘤活性和潜在毒性三个方面系统地考察了该化合物的抗肿瘤作用特点和机制。文章首次发现WF-210能够通过激活procaspase-3蛋白诱导肿瘤细胞凋亡,其蛋白激活能力和诱导肿瘤细胞凋亡能力均强于PAC-1,对多种肿瘤细胞系具有杀伤作用,平均IC50约为PAC-1的二十分之一,选择性高于PAC-1,神经毒性弱于PAC-1。首次发现WF-210及其母体化合物PAC-1 能够降解IAP家族蛋白XIAP和Survivin,其降解机制可能是通过螯合锌离子引发泛素化-蛋白酶体途径的降解。研究结果提示该化合物具有良好的抗肿瘤活性和较低的神经毒性,具有较好的开发前景,并对进一步研发具有更高活性和更低毒性的抗肿瘤新化合物提供了理论依据。