中国医学科学院北京协和医学院学者发文：发现胶质瘤治疗新药

导读：胶质瘤是常见的脑肿瘤，治疗选择有限，而恶性胶质瘤和胶质母细胞瘤(GBM)患者预后较差。血脑屏障(BBB)和胶质瘤干细胞(GSCs)对药物递送造成的物理障碍，被广泛认为是导致临床结果不理想的关键因素。

本研究中，研究人员发现一种小分子，藤黄酰胺(GA-amide)，表现出有效穿透血脑屏障(BBB)的能力，并在肿瘤区域内显示出的富集。此外，藤黄酰胺在多种体内胶质瘤模型中表现出的抑制肿瘤生长的疗效，包括转基因和原发性患者来源的异种移植(PDX)模型。研究人员进一步进行了全基因组范围内的成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)敲除筛选，以确定藤黄酰胺的可制药靶点。通过结合细胞热移位实验(CETSA)、药物亲和性反应靶点稳定性(DARTS)方法、分子对接模拟和表面等离子体共振(SPR)分析，WD重复域1(WDR1)被确定为藤黄酰胺的直接结合靶点。总之，本研究不仅确定了藤黄酰胺作为治疗胶质瘤的有效和安全的药物，而且还从细胞骨架稳态的角度揭示了藤黄酰胺的潜在机制。

研究背景

神经胶质瘤是中枢神经系统(CNS)常见的原发性肿瘤之一，占CNS恶性肿瘤的81%，主要起源于胶质组织。根据2021年世界卫生组织对CNS肿瘤的新分类，神经胶质瘤被分为1 - 4级。胶质母细胞瘤(GBM)被归类为恶性级别(4级)，发病率和死亡率高，预后差。目前的治疗标准是大限度的安全手术切除，然后进行放疗和替莫唑胺(TMZ)辅助化疗。GBM的侵袭性生长模式阻碍了所有肿瘤组织的完全切除，使得术后辅助治疗对患者预后至关重要。然而，值得注意的是，约60%的患者对术后TMZ治疗无反应。因此，几乎所有GBM患者都会出现肿瘤复发。

胶质瘤化疗效果差的原因之一是血脑屏障(BBB)的存在，血脑屏障是血液循环和脑组织之间的屏障。血脑屏障的存在阻碍了大多数大分子和小分子药物进入大脑，从而使得在其他肿瘤类型中表现出疗效的新型抑制剂在GBM中无效。胶质瘤干细胞(GSCs)的存在是导致化疗在胶质瘤治疗中疗效有限的另一个影响因素。GSCs负责恶性特征，如肿瘤异质性、细胞等级、高侵袭性、血管生成活性、治疗抗性和血肿瘤屏障的形成。因此，迫切需要探索能够穿过血脑屏障并消除胶质瘤细胞(GCs)和GSCs的新化合物。在早期研究中，研究人员对1920种化合物进行了无偏倚的药物筛选，并确定了一种小分子化合物，gambogic amide (GA-amide)，可以靶向GSCs。藤黄酰胺是一种类似于gambogic acid (GAC)的物质，是中药藤黄的主要活性成分。藤黄酰胺可以通过诱导Y490, Y751和Y794位点的磷酸化来激活TrkA。

研究发现

在这项研究中，研究人员提出了新的发现，证明了藤黄酰胺的抗胶质瘤作用。随后，研究人员进行了全面的调查，以评估藤黄酰胺的安全性、有效性和潜在的机制。在抗癌化疗的发展中，安全性被普遍认为是重要的标准。在之前的研究中，研究人员已经检测了藤黄酰胺在GSCs和神经干细胞(NSCs)中的IC50值，但在本研究中，研究人员优化了实验条件，以获得更准确的IC50值。在体外实验中，胶质瘤相关细胞的IC50值为0.133 μM - 0.399 μM，而中枢神经系统正常细胞H1-NSCs和HAs的IC50值分别为0.941 μM和1.03 μM。这表明藤黄酰胺可以特异性靶向胶质瘤相关细胞，而它是一种对中枢神经系统无毒的小分子化合物。研究人员提供了支持性证据，表明浓度为10-50 nM的ga -酰胺对PC12细胞中由谷氨酸引发的海马神经元凋亡和诱导的神经突生长具有保护作用。值得注意的是，即使在0.5 μM的较高浓度下，藤黄酰胺在体外也没有表现出任何毒性，这与研究结果一致。在血脑屏障通透性试验中，藤黄酰胺表现出快速穿透血脑屏障的能力。而且，研究人员发现肿瘤区域的藤黄酰胺浓度比非肿瘤区域高2倍，在藤黄酰胺穿过血脑屏障后，非肿瘤区域的藤黄酰胺浓度迅速下降，而在肿瘤区域则没有下降，这使得藤黄酰胺在肿瘤靶向性和治疗安全性方面更具优势。

藤黄酰胺对胶质瘤也表现出明显的抑制作用，在体外实验中，藤黄酰胺抑制了PDCs和GSCs的增殖，并在5种胶质瘤小鼠模型中抑制了胶质瘤的生长。此外，早期的研究表明，藤黄酰胺可以抑制血管生成。研究人员发现，藤黄酰胺可以有效地抑制乳腺癌的炎症并增强免疫反应。因此，研究人员怀疑藤黄酰胺可能不仅影响GSCs和GCs，还影响肿瘤微环境，包括血管和免疫浸润。总之，这些结果表明，藤黄酰胺可能是一种潜在的有效和安全的化疗药物，用于治疗胶质瘤。

研究结论

总之，本研究提出了藤黄酰胺作为一种有希望的神经胶质瘤化疗新选择，并揭示了其抗癌机制。研究人员已经证明藤黄酰胺直接结合其可药物靶点WDR1，抑制GC侵袭并诱导WDR1介导的细胞凋亡。具体而言，藤黄酰胺与放疗或化疗联合使用可能会提高疗效，减轻副作用，这表明藤黄酰胺作为胶质瘤治疗剂的临床潜力。