Cancer Cell Mitochondria Targeting by Pancratistatin Analogs is Dependent on Functional Complex II and III

doi:10.1038/srep42957

.2017年2月21日：7:42957。

doi:10.1038/srep42957。

胰腺抑素类似物靶向癌细胞线粒体依赖于功能复合物II和III

附属公司

¹加拿大安大略省温莎市日落大道401号温莎大学化学与生物化学系N9B 3P4。
²加拿大安大略省圣凯瑟琳斯Glenridge大道500号布鲁克大学化学系和生物技术中心L2S 3A1。
^三加拿大安大略省汉密尔顿市Main Street West 1280号麦克马斯特大学化学系，L8S 4M1。

PMID： 28220885
预防性维修识别码： PMC5318952
内政部： 10.1038/srep42957

胰腺抑素类似物靶向癌细胞线粒体依赖于功能复合物II和III

丹尼斯·马等。科学代表. 2017.

.2017年2月21日：7:42957。

doi:10.1038/srep42957。

附属公司

¹加拿大安大略省温莎市日落大道401号温莎大学化学与生物化学系N9B 3P4。
²布洛克大学化学系和生物技术中心，地址：500 Glenridge Avenue，St.Catharines，Ontario L2S 3A1，Canada。
^三加拿大安大略省汉密尔顿市Main Street West 1280号麦克马斯特大学化学系，L8S 4M1。

PMID： 28220885
预防性维修识别码： PMC5318952
内政部： 10.1038/srep42957

勘误表in

更正：泛克拉通抑素类似物靶向癌细胞线粒体依赖于功能复合物II和III。
Ma D、Pignanelli C、Tarade D、Gilbert T、Noel M、Mansour F、Adams S、Dowhayko A、Stokes K、Vshyvenko S、Collins J、Hudricky T、McNulty J、Pandey S。 Ma D等人。科学报告，2018年7月4日；8:46998. doi:10.1038/srep46998。 2018年科学报告。 PMID：29972149 免费PMC文章。

摘要

线粒体稳定性的增强和对氧化磷酸化的依赖性的降低赋予了癌细胞获得性抗凋亡能力，但也可能提供治疗干预的机会。研究表明，化合物pancratistatin（PST）可选择性诱导癌细胞凋亡。然而，其低可用性阻碍了其临床进展。我们合成了PST类似物，并完成了中等吞吐量屏幕。类似物SVTH-7、-6和-5表现出比PST和几种标准化疗药物更强的强效抗癌活性。它们破坏线粒体功能，激活固有的凋亡途径，并减少体内肿瘤异种移植物的生长。有趣的是，SVTH-7对癌细胞和线粒体的促凋亡作用随着线粒体复合物II和III的抑制而消失，这表明线粒体或代谢脆弱性可能被这种类似物利用。这项工作为表征癌细胞独特的线粒体和代谢特征提供了一个支架，并揭示了几种具有高治疗潜力的先导化合物。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有竞争性的经济利益。

数字

**图2。PST类似物的选择性抗癌活性高于标准化疗药物和天然PST。**
用PST类似物、PST、紫杉醇、多柔比星（DOX）、吉西他滨（GEM）和顺铂治疗癌症和非癌细胞48例小时。在WST-1分析中，吸光度读数为450 nm，并表示为对照的百分比（DMSO）。值表示为平均值 ± SD来自三个独立实验的四倍。X轴：浓度（μM）（使用对数10刻度）。Y轴：450时的吸光度 nm（对照的%）。

**图3。PST类似物选择性诱导癌细胞凋亡。**
48小时后细胞膜联蛋白V结合和PI染色用基于图像的细胞术监测小时。**（a）**癌细胞系。**（b）**非癌细胞。值表示为平均值 ± SD来自至少3个独立实验*第页 < 0.01与DMSO对照。**（c）**用显微镜监测Annexin V结合（绿色）、PI染色（红色）和Hoechst（蓝色）。细胞形态用微分干涉对比（DIC）显微镜显示。比例尺 = 25 微米。缩微照片是3个独立实验的代表。

**图4。PST类似物激活癌细胞凋亡的内在途径。**
**（a）**PST、PST类似物、紫杉醇和staurosporine（STS）处理3、6和12后MV-4-11白血病细胞裂解物的Western blot分析小时。TMRM用于监测MMP（b）MV-4-11白血病细胞，**（c）**用基于图像的细胞术检测志愿者1的非癌外周血单个核细胞（PBMCs V1）和正常人成纤维细胞（AG09309）*第页 < 0.01相对于DMSO对照。**（d）**TMRM荧光显微镜用Hoechst（青色）复染。比例尺 = 25 微米。所有图像均代表至少3个独立实验。

**图5。PST和PST诱导的细胞凋亡高度依赖于线粒体膜的通透性，部分依赖于Caspase活性。**
(一)用Z-VAD-FMK半胱天冬酶抑制剂预处理E6-1细胞1 小时，然后用PST类似物和DOX治疗。Annexin V结合和PI染色用基于图像的细胞术定量*第页 < 0.01与DMSO对照（仅比较活细胞）；^#第页 < 0.001与未经Z-VAD-FMK治疗的各组相比（仅对活细胞进行比较）。(b条)用Z-VAD-FMK预处理MV-4-11细胞1小时，用1 μM DOX，0.5 μM SVTH-6和0.01 μM SVTH-7，再增加12个小时。(**c（c）**)Z-VAD-FMK预处理Jurkat细胞（E6-1白血病细胞）1 小时或DMSO。这些细胞以及过度表达抗凋亡蛋白Bcl-2（++Bcl-2）的Jurkat细胞，然后用1 μM DOX，0.5 μM SVTH-6和0.1 24μM SVTH-7 小时。对相应的细胞裂解物进行蛋白质印迹分析。(d日)膜联蛋白V结合和PI染色，以及(**e（电子）**)48天后用基于图像的细胞术对这些Jurkat进行TMRM定量治疗小时数*第页 < 0.01与DMSO对照（仅比较活细胞）；^$第页 < 0.01 vs.DMSO控制++Bcl-2 Jurkat；^#第页 < 0.001与各组无Bcl-2过度表达的比较@第页 < 0.01 vs.++Bcl-2 Jurkat治疗0.5 仅μM SVTH-5。所有定量值均表示为平均值 ± SD来自至少3个独立实验。蛋白质印迹是至少3个独立实验的代表。

**图6。PST类似物作用于癌细胞线粒体并导致线粒体功能障碍。**
**（a）**H2DCFDA用于测量MV-4-11和U-937细胞经3 使用基于图像的细胞术数小时*第页 < 0.01与DMSO对照。**（b）**MitoXpress^®Xtra-耗氧量测定用于通过荧光产生监测耗氧量。细胞经过处理，荧光MitoXpress^®添加试剂并在Ex.380下进行监测 nm和Em.650，每2个 2分钟 37小时摄氏度。通过测量耗氧曲线线性区域的斜率来计算耗氧率*第页 < 0.001与DMSO对照。**（c）**使用指定药物治疗6小时后，对E6-1进行Western blot分析。结果代表了3项独立试验。**（d）**使用荧光素酶-卵磷脂ATP测定法检测SVTH-5、-6和-7、PST和紫杉醇治疗后的ATP水平。ATP的量表示为ATP摩尔数超过蛋白质微克数。结果显示为平均值 ± SD来自至少3个独立实验*第页 < 0.05与DMSO对照。**（e）**Western Blot分析直接处理的MV-4-11细胞线粒体2的细胞c释放（线粒体后上清液）小时。在线粒体颗粒样品中检测SDHA作为负荷对照。所有定量值均以平均值表示 ± SD来自至少3个独立实验。蛋白质印迹是至少3个独立实验的代表。

**图7。PST类似物诱导的细胞凋亡依赖于线粒体电子传递链的功能复合物II和III。**
用TTFA和AMA预处理MV-4-11和U-937癌细胞1 小时，然后用PST类似物、staurosporine（STS）、Doxorubicin（DOX）和Taxol治疗48小时小时。观察Annexin V结合（绿色）和PI染色（红色）**（a）**显微镜和**（b、c）**用基于图像的细胞术定量。比例尺 = 25 微米*第页 < 0.01与DMSO对照（仅比较活细胞）；^#第页 < 0.001与不含TTFA或AMA的各组相比（仅对活细胞进行比较）。**（d）**1处理AMA和TTFA预处理细胞的Western blot分析 μM DOX和0.01 μM SVTH-7，带MV-4-11细胞和0.025 μM SVTH-7与U-937细胞结合。图像是3个独立实验的代表。

**图8。PST类似物诱导的MMP耗散依赖于线粒体电子传输链的功能复合物II和III。**
MV-4-11和U-937癌细胞用(一)TTFA或(b条)AMA治疗1小时，然后用PST类似物、staurosporine（STS）、Doxorubicin（DOX）和Taxol治疗48小时小时。用基于图像的细胞术定量TMRM荧光*第页 < 0.01与DMSO对照；^#第页 < 0.001与不含TTFA或AMA的各组相比。所有值均表示为平均值 ± SD来自至少3个独立实验。(**c（c）**)用TMRM（红色）和Hoechst（蓝色）染色的3个U-937淋巴瘤细胞独立实验的代表性荧光显微照片。比例尺 = 25 微米。

**图9。PST类似物在三维球形肿瘤模型中选择性诱导细胞凋亡。**
细胞在基底膜提取物（BMX）上培养形成3D球体，生长48小时治疗72小时小时。**（a）**WST-1试剂用于量化生存能力。吸光度读数为450 nm，表示为对照的百分比。值表示为平均值 ± SD来自至少三个独立实验的三倍*第页 < 0.05; **第页 < 0.005; ***第页 < 0.0005与DMSO对照。^#第页 < 0.001与0.5 μM创业板。**（b）**共聚焦显微镜用于监测Annexin V结合（绿色）和**（c）**TMRM荧光（红色）。用NucRed Live 647 ReadyProbes对细胞进行复染^®可视化细胞核的试剂（B中为蓝色，C中为青色）。比例尺 = 20 微米。显微照片代表了3个独立的实验。

**图10。PST类似物降低异种移植小鼠模型中肿瘤的生长。**
将癌细胞皮下注射到裸鼠侧翼以建立肿瘤（第0天）。在检测到可触及的肿瘤后（大约1周），通过肿瘤内注射DMSO载体对照物或3 毫克/千克**（a）**JCTH-4，**（b）**SVTH-5，**（c）**SVTH-6和SVTH-7每周3次，持续约5周。牺牲时代表性肿瘤大小的比例尺 = 1 cm.肿瘤体积和体重的值表示为平均值 ± 标准偏差（n = 4–6). *第页 < 0.05与对照组。对照组和PST类似物治疗组小鼠的体重无显著差异。

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1. Brown J.M.和Attardi L.D.，细胞凋亡在癌症发展和治疗反应中的作用。《国家癌症评论》5，231-7（2005）。-公共医学
1. Baig S.等人，凋亡途径靶向癌症治疗研究的潜力：我们的立场是什么？细胞死亡疾病。7，e2058（2016）。-项目管理咨询公司-公共医学
1. Vander Heiden M.G.、Cantley L.C.和Thompson C.B.了解Warburg效应：细胞增殖的代谢需求。《科学》3241029-33（2009）。-项目管理咨询公司-公共医学

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[7] Baig S.等人，凋亡途径靶向癌症治疗研究的潜力：我们的立场是什么？细胞死亡疾病。7，e2058（2016）。-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Baig S.等人，凋亡途径靶向癌症治疗研究的潜力：我们的立场是什么？细胞死亡疾病。7，e2058（2016）。-项目管理咨询公司-公共医学

[9] Vander Heiden M.G.、Cantley L.C.和Thompson C.B.了解Warburg效应：细胞增殖的代谢需求。《科学》3241029-33（2009）。-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Vander Heiden M.G.、Cantley L.C.和Thompson C.B.了解Warburg效应：细胞增殖的代谢需求。《科学》3241029-33（2009）。-项目管理咨询公司-公共医学

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