新型四价铂-GSTi的抗肿瘤作用及机制研究文献综述

文献综述（或调研报告）：

1. 谷胱甘肽S-转移酶

骨肉瘤（OS）是儿童和青少年中诊断出的最常见的恶性骨肿瘤之一，尽管局部OS患者的结果有了很大改善，但仍有约四分之三的患者在诊断时表现出转移^[1]。顺铂是治疗OS的主要药物之一，但其具有严重的副作用和强烈的耐药性。

迄今已发现顺铂诱导的抗性的几种潜在生化机制，其包括铂的细胞内积累减少，细胞谷胱甘肽（GSH）升高，谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）的高表达和增强的DNA修复^[1]。由于GSH是耐药性的主要原因之一，肿瘤细胞中细胞GSH的消耗则可显着增强顺铂的活性。另外，GSTs在大多数肿瘤中过表达，其催化活性在顺铂诱导的耐药中起关键作用，因此抑制GST活性是克服顺铂诱导的耐药的可行方法。

2.Pt （IV ）配合物 前药

最近，已经设计并研究了几种作为前药的 Pt（IV）配合物，以增强传统 Pt（II）药物的抗肿瘤功效，改善它们的细胞摄取和血液循环时间^[2]。与 Pt（II）对应物相比，具有八面体几何结构的六配位 Pt（IV）配合物具有更高的配位数和两个额外的轴向配体，这有利于它们的动力学惰性和低还原电位，直至进入肿瘤细胞。作为第一个双功能 Pt（IV）复合物，发现在轴向位置具有两个二氯乙酸（DCA）部分的 Mitaplatin 攻击核 DNA 和线粒体，并且预期会降低耐药性并增强肿瘤细胞凋亡^[3]。受此启发，维生素 E 还与 Pt（IV）复合物偶联，后者可同时导致 DNA 和线粒体损伤^[4]。此外，Pt（IV）-aspirin，Platin-A 的混合物被设计用于释放阿司匹林，其表现出比相应的联合疗法更好的抗癌和抗炎特征^[5]。

到目前为止，临床上使用的所有铂类药物都是基于Pt（II）的复合物，它们具有化学活性，并且在肿瘤中的GST催化下易于与GSH反应。 然而，作为基于Pt（II）的药物的前药，具有特殊惰性物理化学性质的Pt（IV）络合物与GSH不发生不希望的副反应。此外，肿瘤细胞中的GSH有助于减少Pt（IV）前药，产生活化的Pt（II）物质并释放轴向配体，导致细胞GSH减少，这有利于减轻GSH对Pt（II）的毒性作用^[1]。因此，将谷胱甘肽S-转移酶抑制剂（GSTi）连接到顺铂的轴向位置上形成Pt（IV）前药，对于铂类药物来说是一个有吸引力的发展形式。

3.抗肿瘤活性及克服耐药性的评估方法

机理研究表明，铂类药物通过下调抗凋亡蛋白Bcl-2，上调促凋亡蛋白Bax，裂解caspase-3和裂解PARP，通过细胞凋亡途径触发肿瘤细胞死亡^[6]，故可测定Bcl-2，Bax等的表达水平来说明复合物的抗肿瘤作用。此外，Akt的过度激活可以诱导肿瘤的发生和转移，故可通过药物下调Akt水平的能力来评估复合物的抗肿瘤活性^[7]。

因为癌细胞中GST和GSH的过表达是导致顺铂诱导的耐药性的最重要因素，所以化合物抑制GST的能力与它们克服顺铂诱导的耐药性的能力密切相关。具有强抑制GST能力的化合物则具有克服顺铂诱导的耐药性的有效能力。

四、方案（设计方案、或研究方案、研制方案）论证：

四价铂是二价铂的氧化态化合物，是新型铂类药物研究开发的热点领域。四价铂化合物属于二价铂药物的前药，分子自身对癌细胞的杀伤能力较低，该类化合物在生理条件下易被还原并释放二价铂发挥活性，保留了传统二价铂药物广谱高效的生物活性，且具备许多独特优势：四价铂具有 d²sp³ 六配位稳定结构，稳定性强于二价铂，血液稳定性较高；易于结构修饰，可方便地引入不同功能的基团优化药物结构；具有不同于二价铂类药物的作用机制，为克服传统铂类药物耐药性提供了有效策略；可口服，打破了二价铂药物只能注射给药的现状；与 Pt（II）对应物相比，具有八面体几何结构的六配位 Pt（IV）配合物具有更高的配位数和两个额外的轴向配体，这有利于它们的动力学惰性和低还原电位，直至进入肿瘤细胞。四价铂化合物具有发展成为新一代铂类抗癌药物的潜力。

铂（IV）前药 Platin-A 被设计用于释放顺铂和阿司匹林以改善由顺铂引起的肾毒性和耳毒性。生物活性铂（II）形式的释放同时释放阿司匹林。Platin-A 显示出与顺铂相当的细胞毒性谱，并且在 PCa 细胞中显示出独特的细胞凋亡诱导效力。由于其独特的配方含有阿司匹林，Platin-A 显示出抗炎作用和抑制细胞内 COX-2 的独特能力。这些发现强调了当两种药物以单一前药的形式递送时，将抗炎治疗与化学疗法相结合的优点^[1]。

先导维生素 E 类似物 a-TOS 缀合的 Pt（IV）化合物，Pt（IV）（a-TOS）（OEt），在杀死癌细胞中显示出双重靶向作用。 铂部分导致核 DNA 损伤，a-TOS 破坏 Bcl-xL-Bax 相互作用，导致线粒体功能障碍。 Pt（IV）（a-TOS）（OEt）显示出优于顺铂的细胞杀伤效力。

老植物药樟脑和常见的抗癌药物顺铂构建了一种混合药物 camplatin。将 camplatin 缀合到两亲可生物降解的聚合物 MPEG-b-PCL-b-PLL 上以形成大分子前药 M（camplatin）。 由于 M（camplatin）的高胞吞作用率，与依赖顺铂敏感和顺铂抗性细胞系的顺铂相比，它显示出增强的细胞毒性。更重要的是，混合型 camplatin 和 M（camplatin）有效地下调抗凋亡基因 Bcl-2，对促凋亡基因 Bax 几乎没有影响，降低 Bcl-2 / Bax 比例，这意味着减少或逆转A2780DDP 癌细胞对顺铂的耐药性^[2，3]。

基于以上，铂（IV）前药的设计已经是当前非常热门的研究方向，受上述启发，本课题将谷胱甘肽S-转移酶抑制剂（GSTi）[研究表明GST的高表达会使细胞内谷胱甘肽GSH增多，造成顺铂的耐药性。]连接到顺铂的轴向位置上，形成新的四价铂复合物，并对其抗肿瘤活性及抗顺铂耐药性进行研究。

参考文献：

[1] Rakesh K. Pathak, Sean Marrache, Joshua H. Choi, Trenton B. Berding, and Shanta Dhar.The Prodrug Platin-A: Simultaneous Release of Cisplatin and Aspirin.Antitumor Agents. DOI: 10.1002/anie.201308899

[2] Ruogu Qi,Dagger;ab Haihua Xiao,Dagger;ab Suhong Wu,ab Yuxin Li,c Yu Zhang*c and Xiabin Jing*a. Design and delivery of camplatin to overcome cisplatin drug resistance. J. Mater. Chem. B, 2015, 3,176

[3]Xiaodong Qin,Gang Xu,Feihong Chen,Lei Fang,Shaohua Gou.Novel platinum(IV) complexes conjugated with a wogonin derivative as multi-targeted anticancer agents.Bioorganic amp; Medicinal Chemistry 25 (2017) 2507–2517