《Journal of Molecular Structure》：Bioactivity, molecular insight, and in silico evaluation of phenyliodonium-modified 4-aminocoumarins as safer anti-cancer drug candidates
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苯基碘取代氨基莨菪碱衍生物（T1-T6）显示显著抗癌活性，其中T6对PA-1和HT-29癌细胞选择性毒性突出，IC50分别为24.36和45.07 μM，且对HaCaT细胞毒性低。形态学及基因表达分析证实诱导凋亡，涉及细胞周期阻滞和pro-apoptotic基因上调，分子对接显示强效结合凋亡相关蛋白。
Serin Zachariah | Shiji Thozhukkad Moosaripparambil | Kannan Vadakkadath Meethal | T.V. Suchithra
印度喀拉拉邦卡利卡特国家技术学院生物科学与工程系，邮编673601
摘要
香豆素衍生物因其多样的生物活性而闻名，尤其是在癌症药物治疗领域。在本研究中，六种苯基碘鎓取代的氨基香豆素化合物（T1–T6）被全面评估了它们的抗癌特性。其中化合物T6对癌细胞表现出显著的选择性毒性，同时对人类角质形成细胞（也称为HaCaT细胞）的细胞毒性相对较低。在六种测试化合物中，T2、T3、T4和T6对PA-1卵巢癌细胞表现出显著的细胞毒性，其IC??值分别为2.20 ± 0.09 μM、10.6 ± 0.27 μM、16.83 ± 0.38 μM和24.36 ± 0.54 μM。此外，T3和T4还显著抑制了HT-29结直肠腺癌细胞的增殖，其IC??值分别为45.07 ± 2.83 μM和20.12 ± 1.87 μM。形态学和生物分析研究表明，用最活跃的化合物处理的细胞出现了典型的凋亡迹象，包括膜起泡、染色质浓缩、磷脂酰丝氨酸外化以及DNA片段化。细胞周期分析也表明，当用这些化合物处理时，PA-1和HT-29细胞在细胞周期的不同阶段发生了凋亡。基因表达分析进一步证实了这一点，显示通过上调促凋亡基因和下调抗凋亡基因，激活了内在和外在的凋亡途径。伤口愈合实验也显示出癌细胞迁移活性的显著剂量依赖性抑制，强调了这些化合物的抗肿瘤作用。分子对接研究结果与观察到的生化数据一致，表明最活跃的化合物与凋亡调节蛋白具有很强的结合能力，从而提供了原子水平上的额外见解。这些数据共同为苯基碘鎓取代的氨基香豆素药物在癌症药物治疗中的有效性提供了有力证据。
引言
癌症仍然被认为是全球最棘手的慢性疾病之一。尽管现代肿瘤学取得了进展，但目前用于癌症治疗的大多数药物仍伴随着较高的不良反应发生率[1]。因此，寻找更安全、更有效的药物至关重要。近几十年来，人们一直在努力寻找和开发不会产生不良反应的抗癌药物。为此，研究人员正在探索具有良好药理特性的不同化学结构。
由于香豆素类化合物具有多种生物活性和药理特性[2]，它们在药物发现和开发领域成为广泛研究的对象。这些化合物主要来源于植物，作为天然产物存在，具有广泛的生物和药理活性，如抗氧化作用[3,4]、碳酸酐酶抑制作用[5,6]、抗菌作用[7]、抗真菌作用[8,9]、抗病毒作用[10,11]、抗炎作用[12,13]、神经保护作用[14]、抗惊厥作用[15,16]、抗凝作用[17,18]，以及抗糖尿病[19,20]和抗癌作用[21]。图1展示了具有临床意义的基于香豆素的药物及其相应的治疗意义。香豆素及其衍生物因其显著的抗癌活性而受到关注，并已被证明是多药耐药的、可逆的，且几乎没有严重的副作用[22]。香豆素衍生物的抗癌活性取决于其取代模式，并对不同肿瘤细胞系具有特定的作用机制。香豆素的结构灵活性促使研究人员基于其在结构上的特定修饰合成了新的衍生物。
结肠癌是一种极具侵袭性的癌症，而卵巢癌则是最危险的女性生殖系统癌症，两者在治疗结果和可预测性方面都较差[23]。尽管传统化疗在结肠癌和卵巢癌的治疗中起着重要作用，但它具有高度毒性的副作用和耐药性的产生[24]。因此，迫切需要寻找新的治疗方法来治疗这两种癌症。
在此背景下，本研究还探讨了苯基碘鎓修饰的氨基香豆素化合物作为新型抗癌剂的潜在应用。鉴于开发更安全、更有效的癌症治疗方法的迫切需求，本研究为开发疗效更好、毒性更低的新型抗癌药物提供了坚实的基础。
材料与方法
研究中使用的化合物（T1-T6）（见图2）是根据方案1至6[25]中描述的化学方法合成的。合成的衍生物通过多种色谱、光谱、元素分析和熔点分析进行了表征[26]。
AC衍生物以剂量依赖的方式诱导细胞毒性
使用三种不同的人类癌细胞系（HT-29（人类结直肠腺癌细胞系）、MCF-7（人类乳腺癌细胞系）和PA-1（人类卵巢畸胎癌细胞系）通过MTT实验评估了4-氨基香豆素（T1）、4-氨基-3-苯基碘鎓香豆素甲苯磺酸盐（T2）、3-苯基碘鎓香豆素-4-酰亚胺（T3）、3-碘代-4-苯基氨基香豆素（T4）、4-苯基氨基香豆素（T5）和4-二苯氨基-3-碘代香豆素（T6）的细胞毒性。
所有化合物均表现出...
讨论
本文首次报道了苯基碘鎓取代的氨基香豆素衍生物的细胞毒性和抗增殖活性。详细研究表明，这些化合物具有重要的抗癌特性，这是通过使用人类癌细胞系和正常人类角质形成细胞作为对照细胞得出的结论。这些化合物对人类结肠癌（HT-29）和卵巢癌（PA-1）细胞系表现出细胞毒性和抗增殖活性。它们在正常角质形成细胞中的IC??值...
结论
香豆素核心结构已被广泛用作成功药物设计的模板。4-氨基香豆素衍生物的苯基碘鎓化合物系列以良好的产率合成。制备的化合物针对三种人类癌细胞系MCF-7、HT-29和PA-1进行了细胞毒性测试。细胞毒性测试结果表明，这些化合物表现出不同程度的抗癌活性，从优异到较弱不等。
作者贡献声明
Serin Zachariah：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、项目管理、方法学研究、数据分析、数据整理、概念构思。
Shiji Thozhukkad Moosaripparambil：撰写 – 审稿与编辑、项目管理、方法学研究、数据分析。
Kannan Vadakkadath Meethal：撰写 – 审稿与编辑、监督、软件使用、资源协调、项目管理、数据整理。
T.V. Suchithra：撰写 – 审稿与...
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢印度科学与工业研究委员会（CSIR）和人力资源开发集团（HRDG）对我们所有研究的财政支持。同时，我们也衷心感谢卡利卡特大学分子生物学研究中心提供的实验室设施，用于进行细胞培养研究。
