新規抗がん剤として期待されるフェニルクロルメチン-キナゾリン誘導体の合成、Sirt1/caspase3シグナル伝達経路を介して肝細胞がんのアポトーシスを誘導した

Synthesis of a New Phenyl Chlormethine-Quinazoline Derivative, a Potential Anti-Cancer Agent, Induced Apoptosis in Hepatocellular Carcinoma Through Mediating Sirt1/Caspase 3 Signaling Pathway.

• Jia-Jia Lv
• Wen-Ting Song
• Xin-Min Li
• Jian-Mei Gao
• Ze-Li Yuan

抄録

キナゾリン誘導体は複数の薬理活性を示し、様々な生物学的受容体を標的としている。キナゾリンコアの骨格に基づき、シッフ塩基（C=N）リンカーを有する新規なキナゾリン-フェニルクロルメチン共役体（I-III）を設計・合成し、HepG2-xenograft腫瘍およびヒト癌細胞株HepG2に対する抗腫瘍効果を検討した。これらの化合物の中で、化合物IIがHepG2細胞に対してより優れた阻害効果を示した。本研究では、TUNEL染色、ウエスタンブロット、分子ドッキング、siRNAを用いて、化合物IIの肝細胞に対する阻害機構を調べた。化合物 II はヌードマウスの HepG2-xenograft 腫瘍の増殖を抑制した。さらに、化合物IIは、Bax/Bcl-2比および活性化カスターゼ3レベルを上昇させるだけでなく、Sirt1発現およびその活性を低下させ、PGC-1α発現を低下させた。さらに、化合物IIはHepG2細胞の増殖促進を有意に抑制し、MTTアッセイや乳酸脱水素酵素（LDH）遊離アッセイで証明された。化合物IIのHepG2細胞に対する細胞毒性は、主にSirt1/caspase 3シグナル伝達経路を制御していることが明らかになりました。興味深いことに、カスパーゼ３阻害剤であるｚ-ＤＥＶＤ-ＦＭＫは、化合物IIの阻害効果をほぼ消失させました。カスパーゼ3をsiRNAでノックダウンすると、化合物IIのHepG2に対する阻害効果が有意に逆転しました。興味深いことに，化合物IIはSirt1と直接結合しており，Sirt1が化合物IIの有望な治療標的である可能性が示唆された。以上の結果から，新規合成フェニルクロルメチンキナゾリン誘導体である化合物 II が，Sirt1/caspase 3 の特異的経路を介して，HepG2 細胞のアポトーシスに寄与していることが明らかになった。これらの知見は、化合物IIが肝細胞癌に対する新たな強力な薬剤となる可能性を示している。

Quinazoline derivatives display multiple pharmacological activities and target various biological receptors. Based on the skeleton of quinazoline core, we designed and synthesized three new quinazoline-phenyl chlormethine conjugates (I-III) bearing a Schiff base (C = N) linker, and investigated their anti-tumor effects on HepG2-xenografted tumor and human cancer cell line HepG2. Among these compounds, compound II showed better inhibitory effect against HepG2 cells. In the present study, TUNEL staining, western blot, molecular docking, and siRNA were used to investigate the inhibitory mechanism of compound II towards hepatoma. Compound II inhibited HepG2-xenografted tumor growth in nude mice. Moreover, Compound II not only up-regulated Bax/Bcl-2 ratio and active-caspase 3 level, but also down-regulated Sirt1 expression and its activity, as well as PGC-1α expression. Furthermore, compound II also significantly suppressed the promotion of HepG2 cell proliferation, as evidenced by MTT assay and lactate dehydrogenase (LDH) release assay. Of note, the cytotoxicity of Compound II on HepG2 cells mainly regulating Sirt1/caspase 3 signaling pathway, consisting with the results . Intriguingly, z-DEVD-FMK, a caspase 3 inhibitor, almost abolished the inhibitory effects of compound II. Of note, knockdown of caspase 3 by siRNA significantly reversed the inhibitory effect of compound II on HepG2. Interestingly, compound II directly bonded to Sirt1, indicating that Sirt1 might be a promising therapeutic target of compound II. In summary, our findings reveal that compound II, a new synthetical phenyl chlormethine-quinazoline derivative, contributes to the apoptosis of HepG2 cells both and through mediating Sirt1/caspase 3 singling pathway. These findings demonstrate that compound II may be a new potent agent against hepatocellular carcinoma.

Copyright © 2020 Lv, Song, Li, Gao and Yuan.