摘要
聚 酯(POMs)因其多功能化学性能被广泛应用于医药等领域。它是由氧离子连接的过渡前金属离子形成的一类团簇化合物。尽管已知其抗癌活性超过50年，但了解其潜在机制仍然具有挑战性。据研究，焦亡能够触发抗肿瘤免疫反应，在肿瘤化疗的细胞死亡途径中发挥重要作用。在本研究中，作者合成了一种新的{BiW8}化合物，探究其在焦亡中的潜在机制，为POMs的抗肿瘤机制提供了一个新的整合与见解，对POMs的药物研究具有重要的理论和现实意义。
内容
为了确定{BiW8}对细胞增殖的影响，采用MTT法检测一种正常细胞系(人脐静脉内皮细胞系[HUVEC])和5个癌细胞系(人骨肉瘤细胞系MG63、人横纹肌肉瘤细胞系RD、人肝癌细胞系HepG2、Hep3B、人乳腺癌细胞系MCF7)的细胞活力。药物筛选显示，MG63细胞的增殖最为明显。因此，实验选择了MG63细胞进行进一步的研究。接着测定了{BiW8}和三种POM药物(Na2WO4·2H2O、CoCl2·6H2O和dmap)处理24和48h对MG63细胞的生长抑制作用，发现{BiW8}对MG63细胞的抑制作用同时高于其他三种药物，同时{BiW8}也表现出更高的抑癌活性（图1a-b）。为了评估{BiW8}对MG63细胞迁移和侵袭的影响，作者进行了伤口愈合试验和细胞体外侵袭实验，结果表明，{BiW8}抑制了MG63细胞的迁移和侵袭能力。
为了表征{BiW8}诱导的形态学变化，实验获得了{BiW8}孵育的MG63细胞前后的透射电镜(TEM)图像。用.3μM{BiW8}处理24h后，MG63细胞出现细胞肿胀、核仁挛缩和细胞核中央定位（图2b）。随着给药时间的延长,MG63细胞在细胞形态上表现出更显著的变化，如细胞膜解体、核凝结、核仁丢失和细胞器裂解(图2c)。根据超微结构观察显示，细胞凋亡和观察到的{biw8}诱导的细胞死亡在形态上存在明显差异。根据形态学结果，推测{BiW8}可能诱发焦亡。
为了确定{BiW8}诱导的细胞死亡的类型，实验进行了 脱氢酶(LDH)释放试验和三 腺苷(ATP)试验（图3）。用.3μM{BiW8}处理MG63细胞24和48h，测定培养上清液中释放的LDH水平（图3a）,随着治疗时间的延长，与对照组相比，实验组(24和48h)LDH的释放增加，反映了细胞死亡的诱导；而ATP水平下降(24和48h)，反映了细胞活力降低（图3b）。结果表明，POMs可以诱导癌细胞焦亡。
过去的研究表明，POM*性依赖于嗜热四膜虫中ROS水平的增加。因此，对DCF染色结果进行定量分析（图4），检测{BiW8}诱导的MG63细胞中ROS水平的变化，发现实验组的ROS水平是对照组的两倍。
已知谷胱甘肽(GSH)影响ROS抑制，接下来测试{BiW8}对细胞和化学环境中GSH水平的影响。谷胱甘肽还原酶(GR)催化的GSH和NADPH分别产生GSSG和NADP（图5a）,通过测量NADPH在nm处的紫外吸收峰，发现{BiW8}的添加在无任何成分时没有活性(图5b)，表明{BiW8}不具有也不抑制GPX或GR酶的活性。但当所有成分均存在时，加入{BiW8}后，NADPH的吸光度显著降低，呈负相关。与三种POM药物相比，3mM{BiW8}表现出良好的抑制作用（51.22%）。这些结果表明，{BiW8}可能与GSH或GSSG发生反应，改变NADPH的产生。接着，将GSH与GSSG分别与邻 (OPA)（一种荧光物质）在pH8.0处结合，加入{BiW8}，发现前者荧光减弱，表明OPA与GSH反应，抑制了与OPA的反应（图5c），而后者产生的荧光值没有变化，说明与GSSG没有反应。
为了探讨{BiW8}是否影响MG63细胞中GSH、GSSG和总谷胱甘肽(T-GSH)的水平，进行了GSH检测。与0h细胞相比，6、12、24、36和48h细胞GSH含量逐渐下降，48h后T-GSH和GSSG分别降低了97%和95%（图5d）。
为了了解{BiW8}如何诱导MG63细胞的焦亡、增加细胞内ROS、降低细胞内GSH，进行了RNA测序。与对照组相比，实验组发现个上调差异表达基因和个下调差异表达基因(DEGs)。对前个上调和下调的DEGs进行了功能富集分析，鉴定了9个MF和24个KEGG通路（图6）。当截止值达到前个下调位点时，确定了14条KEGG通路，几乎所有KEGG通路注释中富集的基因均在其中。表明{BiW8}损害了MG63细胞的DNA修复、复制和谷胱甘肽代谢。
采用qRT-PCR进行验证，发现其中21个下调的DEGs参与了DNA的修复和复制，13个下调的DEGs参与了谷胱甘肽的代谢，10个上调的DEGs参与了焦亡（图7）。
结论
1.{BiW8}通过抑制MG63细胞的增殖、迁移和侵袭，发挥细胞*性作用。
2.发现焦亡是{BiW8}新发现的诱导细胞死亡的机制。在{BiW8}处理的MG63细胞中，GSH含量下降，ROS水平升高。
3.确定了{BiW8}的多种抗肿瘤机制，包括激活焦亡、抑制GSH生成、抑制GSH消耗和抑制DNA修复。
（图10为{BiW8}的所有抗肿瘤机制）
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本文编辑：佚名
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