二甲基双酚酸通过调节PI3K/AKT/mTOR信号通路来抑制卵巢癌的生长

《Bioorganic Chemistry》：Dimethyl bisphenolate inhibits ovarian cancer growth by regulating the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway

本研究通过降解和酯化 salvianolic acid B 合成新型二甲基双苯酚酯 DMB，证实其体外显著抑制 SKOV3 和 CAOV3 细胞增殖及迁移，机制涉及 PI3K/AKT/mTOR 通路抑制、能量代谢干扰及诱导凋亡；体内实验进一步验证其抑制人卵巢癌裸鼠移植瘤生长，为卵巢癌治疗提供新候选药物。

　　

刘梦珂|刘云怡|薛鹏远|陈润鹏|张华昌|郝明涛|王志伟|张学洋|徐柳阳|李若竹|景安|曲贵武|宋淑玲|曹启志

滨州医学院，中国烟台264003

摘要

卵巢癌是一种主要的妇科恶性肿瘤，患者的生存率较低。目前的治疗方案主要依赖于化疗。然而，大多数患者会出现复发并产生化疗耐药性。因此，迫切需要开发新的抗卵巢癌化合物和可扩展的生产工艺。我们合成的二甲基双酚（DMB）是一种基于新木脂素骨架的酚酸衍生物。该化合物是通过降解和酯化丹参酚B（Salvia miltiorrhiza Bge.中的主要活性成分）制备得到的。本研究通过体外和体内实验评估了DMB的抗卵巢癌活性。DMB在体外有效抑制了卵巢癌细胞的增殖和迁移。机制研究表明，DMB通过调节PI3K/AKT/mTOR信号通路、干扰能量代谢以及诱导细胞周期停滞和凋亡来抑制卵巢癌细胞的生长。体内实验进一步证实，DMB在人类卵巢癌裸鼠异种移植模型中显著抑制了肿瘤生长。总体而言，DMB显著的抗卵巢癌效果、阐明的作用机制以及建立的可扩展制备技术表明，DMB是治疗卵巢癌的有希望的治疗候选物。

引言

卵巢癌是女性生殖系统中最常见的恶性肿瘤之一。它是致命的妇科癌症，对女性健康和生命构成重大威胁[1]。卵巢癌具有隐匿性，因为患者要么没有症状，要么症状不典型，这使得病情容易被忽视，从而延误早期诊断。此外，筛查方法也很有限。因此，超过一半的患者在确诊时已经出现远处转移，导致五年生存率低于50%[2]，[3]。目前卵巢癌的临床治疗包括基于肿瘤减瘤术结合铂类药物的全身化疗的综合方案。尽管这些治疗方法在早期阶段可能有效，但大多数患者的长期生存率仍然较低。化疗药物的副作用和耐药性也是重要的问题[4]，[5]。因此，当前研究的重点在于探索新的药物候选物，以对抗卵巢癌、提高治疗效果并克服传统药物的耐药性。

我们的研究团队合成了二甲基双酚（DMB），这是一种具有新木脂素核心结构的新型酚酸衍生物。DMB是通过降解和酯化丹参酚B获得的，丹参酚B是Salvia miltiorrhiza Bge.中的主要活性成分。虽然目前还没有关于DMB抗卵巢癌特性的报道，但多项研究表明新木脂素具有显著的细胞毒性和抗肿瘤活性[6]，[7]，[8]。此外，具有与DMB相似苯丙素结构的丹参素和咖啡酸也被发现具有抗肿瘤活性[9]，[10]，[11]，[12]。因此，我们推测DMB可能对卵巢癌具有抗肿瘤潜力。

PI3K/AKT/mTOR信号通路在多种细胞活动中起着关键作用，如增殖、迁移、凋亡和生物能量代谢[13]。然而，该通路的异常激活在许多肿瘤中都很常见[14]。具体来说，卵巢癌中PI3K/AKT/mTOR通路的过度激活与疾病的进展密切相关，会导致卵巢癌细胞的增殖和转移[15]。我们之前的研究表明大麻二酚在下调这一通路以治疗卵巢癌方面有效[16]。因此，我们专注于将靶向PI3K/AKT/mTOR信号通路作为DMB治疗卵巢癌的关键策略之一。

在这项研究中，我们首次发现了DMB对卵巢癌细胞的抗肿瘤活性，分析了该化合物对SKOV3和CAOV3细胞的生物学行为和能量代谢的影响。为了探讨潜在的分子机制，我们采用了整合生物信息学和网络药理学的方法，结合了公共数据库中的差异表达分析和药物靶点预测。利用这种方法，我们确定了DMB可能调控的信号通路，并通过Western blot技术验证了这些通路。最终，我们在裸鼠卵巢癌异种移植模型中验证了DMB的体内抗肿瘤活性。

部分摘要

细胞系和细胞培养

SKOV3和CAOV3细胞系来自武汉普诺赛生命科技有限公司（中国武汉）。SKOV3细胞在McCoy's 5A培养基中培养，CAOV3细胞在DMEM高糖培养基中培养，两者均添加了10%的胎牛血清和青霉素-链霉素。所有细胞在37°C、5% CO?的湿润培养箱中孵育。当细胞密度达到50%–70%时，用不同浓度的药物进行处理。二甲基砜（DMSO）用作溶剂。

DMB的制备和结构验证

DMB是由丹参酚合成的。该过程获得了21.3克纯度为99.67%的白色结晶粉末。色谱图见图1A。NMR数据如下：

¹H NMR (600 MHz, DMSO) δ 9.98 (s, 1H, -OH), 9.54 (s, 1H, -OH), 8.84 (s, 1H, -OH), 8.48 (s, 1H, -OH), 7.72 (s, 1H, H-7′), 7.34 (d, J = 15.9 Hz, 1H, H-8), 7.29 (d, J = 8.4 Hz, 1H, H-6), 6.87 (d, J = 8.4 Hz, 1H, H-5), 6.56 (d, J = 8.3 Hz, 1H, H-5′), 6.48–6.42 (m, 2H, H-2′, H-6′), 6.28 (d, J = 15.8 Hz, 1H, H-7),

讨论

卵巢癌是一种影响女性生殖系统的严重疾病。尽管付出了巨大努力，但卵巢癌患者的总体生存率和预后改善仍然有限。天然产物是开发抗肿瘤药物的重要来源，目前临床使用的许多药物都是天然产物或其衍生物[17]。在这项研究中，我们重点关注了新型天然产物衍生物DMB，并系统地研究了其抗卵巢癌活性

结论

总之，我们证明了DMB在体外和体内模型中均表现出有效的抗卵巢癌活性。其关键的分子机制包括下调PI3K/AKT/mTOR信号通路、干扰线粒体能量代谢过程、促进细胞周期停滞和诱导凋亡。这些结果证实了DMB是一种有效且新型的抗卵巢癌药物。

CRediT作者贡献声明

刘梦珂：撰写初稿、验证、研究、数据分析。刘云怡：撰写初稿、研究、数据分析。薛鹏远：验证、方法学研究。陈润鹏：数据可视化、验证、监督、数据分析。张华昌：验证、方法学研究。郝明涛：数据可视化、验证。王志伟：方法学研究、概念构建。张学洋：研究、概念构建。

伦理批准和参与同意

本研究获得了滨州医学院伦理委员会的批准（批准编号2024–2055），并遵循了减少疼痛和实验动物数量的原则进行。所有动物均按照“实验动物护理和使用指南”接受了人道对待。所有小鼠在注射戊巴比妥麻醉后被安乐死。

利益冲突声明

作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：曹启志报告称获得了山东省自然科学基金的财务支持。宋淑玲报告获得了国家自然科学基金的财务支持。

致谢

我们衷心感谢国家自然科学基金（编号82200109）、山东省自然科学基金（ZR2024QH133和ZR2024MH170）、烟台市自然科学基金（ZR2025Q010）以及山东省高校青年创新与技术支持计划（编号2022KJ090）的财政支持。同时，我们也感谢所有作者对这项研究的贡献。