恒光講堂｜減輕肺癌進(jìn)程與腦轉(zhuǎn)移：洛尼達(dá)明靶向線(xiàn)粒體的應(yīng)用案例

本文要點(diǎn)：洛尼達(dá)明（Lonidamine，LND）是一種新型的抗糖解肺癌化療藥物，目前還在臨床試驗(yàn)中。作者將其合理修飾為具有線(xiàn)粒體靶向性的Mito-LND，發(fā)現(xiàn)相比LND，它能顯著減輕肺癌的發(fā)展進(jìn)程及其腦轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，更低的有效劑量表明了其更好的生物相容性。

肺癌是常見(jiàn)的惡性腫瘤之一,已成為我國(guó)城市人口惡性腫瘤死亡重要原因。其中，非小細(xì)胞肺癌約占85%的肺癌病例。目前為止，腦轉(zhuǎn)移仍然是肺癌主要的致死原因之一。因此，研發(fā)出新的化療來(lái)預(yù)防肺癌的進(jìn)展和腦轉(zhuǎn)移就變得極為迫切。洛尼達(dá)明（Lonidamine，LND）是吲哚唑-3-羧酸的衍生物，據(jù)報(bào)道可選擇性抑制腫瘤細(xì)胞中的需氧糖酵解和能量代謝，II期和III期臨床試驗(yàn)中證明了其安全性，但其臨床療效卻十分有限。

本文作者以脂肪鏈作為連接體，將LND與線(xiàn)粒體靶向分子三苯基膦陽(yáng)離子（TPP+）相連接，合成了新的化合物Mito-LND。由于腫瘤細(xì)胞的負(fù)性質(zhì)膜以及高線(xiàn)粒體跨膜，該離域親脂性陽(yáng)離子可以在腫瘤細(xì)胞中有選擇的蓄積。同時(shí)，引入的烷基鏈也增加了其親脂性，有利于細(xì)胞攝取。

在圖1中，作者首先比較了LND和Mito-LND的抗腫瘤增殖和浸潤(rùn)效果。從圖1b可以看出，與LND相比，Mito-LND抑制細(xì)胞增殖的IC50值在H2030BrM3和A549細(xì)胞中分別低了188倍和300倍，顯示出其對(duì)腫瘤細(xì)胞更強(qiáng)的殺傷效果。與此同時(shí)，Mito-LND（48小時(shí)治療）在抑制細(xì)胞浸潤(rùn)方面比LND強(qiáng)近100倍（圖1c）。重要的是，Mito-LND的抗侵襲作用（圖1c）相比其抗增殖作用（圖1b），在較低濃度下即可觀察得到；因此，抗浸潤(rùn)作用不能簡(jiǎn)單歸因于是阻止了細(xì)胞增殖。

在圖2中，作者進(jìn)一步對(duì)Mito-LND的作用機(jī)制進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其主要是通過(guò)抑制線(xiàn)粒體復(fù)合物Ⅰ和Ⅱ活性（圖2a），導(dǎo)致活性氧(ROS)生成（圖2b）以及線(xiàn)粒體Prx3的明顯氧化（圖2c）。因?yàn)镻rx3占了近90%的線(xiàn)粒體過(guò)氧化物酶，Mito-LND誘導(dǎo)產(chǎn)生的H2O2可能超過(guò)線(xiàn)粒體降解過(guò)氧化物的能力，最終使腫瘤細(xì)胞凋亡。

在圖3中，作者以裸鼠原位肺腺癌作為模型進(jìn)行研究，將H2030BrM3細(xì)胞注射到肺中。注射后1周，小鼠被灌胃給予相同劑量的LND或Mito-LND（7.5µmol/kg）或載體（玉米油），一周5天，共3周。如預(yù)期的那樣，由于應(yīng)用劑量（7.5µmol/kg）低于該藥的常規(guī)給藥水平，LND無(wú)效。相反，即使在這個(gè)相對(duì)較低的劑量下，Mito-LND也能顯著降低腫瘤進(jìn)展（BLI信號(hào)強(qiáng)度抑制率>40%；圖3a-c）和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（縱隔淋巴結(jié)重量抑制率>50%；圖3d），表明在等摩爾劑量給藥的情況下，Mito-LND對(duì)肺癌進(jìn)展和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的抑制作用顯著增強(qiáng)。同時(shí)在腦轉(zhuǎn)移小鼠模型中，發(fā)現(xiàn)Mito-LND相比LND能顯著減少肺癌的腦轉(zhuǎn)移現(xiàn)象（圖3e，3f）。由于給予的劑量很低，小鼠身上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何副作用（5h-k），證明Mito-LND具有良好的生物相容性。

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