5072-26-4 / 丁基硫的作用機(jī)理

背景及概述^[1][2]

乳腺癌是目前嚴(yán)重危害婦女健康的惡性腫瘤。在我國，乳腺癌發(fā)病率正以每年3% 的速度遞增，是發(fā)病率增長最快的腫瘤之一。多藥耐藥(MDR ) 是最終導(dǎo)致化療失敗的原因之一，也是困擾腫瘤臨床治療的關(guān)鍵性難題。谷胱甘肽解毒系統(tǒng)由谷胱甘肽(GSH) 和一系列與其相關(guān)的酶如谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶( GSTs) 、谷胱甘肽過氧化物酶( GSH-Px) 構(gòu)成，是機(jī)體對抗不良環(huán)境(如射線、毒性物質(zhì)) 的天然防御系統(tǒng)，近年來研究表明，這一系統(tǒng)與腫瘤的發(fā)生及化療多耐藥密切相關(guān)，利用GSH 合成酶抑制劑-丁硫氨酸亞砜胺(buthionine sulfoximine，BSO) 能通過降低細(xì)胞內(nèi)GSH 水平，逆轉(zhuǎn)肺癌、大腸癌、口腔癌等多藥耐藥細(xì)胞株的多藥耐藥性。BSO 是GSH 合成限速酶γ-谷氨酰-半胱氨酸合成酶( γ-GCS) 的強(qiáng)效抑制劑，從而阻止了谷氨酸與半胱氨酸合成二肽，進(jìn)而使還原型GSH 不能合成，引起GSH 缺乏。同時由于細(xì)胞內(nèi)GSH 含量降低，使GST 不能催化谷胱甘肽與親脂性細(xì)胞毒藥物結(jié)合，藥物外排減少，從而增強(qiáng)化療藥物的細(xì)胞毒性作用，達(dá)到逆轉(zhuǎn)MDR 效果。體外實(shí)驗表明，腫瘤組織或細(xì)胞內(nèi)GSH 含量降低后其對某些化療藥物或射線的敏感性明顯上升，某些耐藥腫瘤細(xì)胞株或抗放射細(xì)胞株降低其細(xì)胞內(nèi)GSH 含量后，其耐藥性及抗放射性將被逆轉(zhuǎn)。

作用機(jī)理^[2]

BSO能選擇性地抑r -谷氨酞半朧氨酸合成酶(r-GCS)，從而阻止了谷氨酸與半朧氨酸合成二肽，進(jìn)而使還原型谷胱甘肽不能合成。如圖所示：

BSO中的s-n-丁基亞砜胺部分對r -谷氨酰半胱氨酸合成酶的活性部位有很高的親和力，能與酶結(jié)合而抑制該酶，從而使GSH 減少。GSH 是細(xì)胞內(nèi)的主要非蛋白硫醇，GSH 的水平升高時，可使親電子抗癌藥物如烴化劑的苯丙氨酸氮芥、氮芥，蔥環(huán)類的阿霉素和金屬化合物順鉑等的細(xì)胞毒作用降低。用谷胱甘肽單乙酯亦可提高人的淋巴細(xì)胞株的GSH水平?？杀Ｗo(hù)細(xì)胞免受放射損傷。GSH 與惡性細(xì)胞杭藥性的發(fā)展有密切關(guān)系，通過形成親核硫酷或氧化還原反應(yīng)的解毒作用，阻止上述各類抗癌藥物所致的細(xì)胞損傷閉。GSH 使上述幾類抗癌藥滅活。GSH 水平的升高顯然是對這些抗癌藥所產(chǎn)生抗藥性機(jī)制之一。如果用BSO耗竭胞內(nèi)的GSH，可使與DNA 相互作用的抗癌藥的抗瘤活性將會增加，而對宿主無不良作用，BSO可提高放射治療的敏感性。

藥代動力學(xué)^[2]

用³⁵S標(biāo)記的BSO 5mmol/kg給大成和小以腹腔注射后24小時，標(biāo)記物的90%從腎臟排泄，大約60 %為原形，而剩余部分的90% 以上是N-乙酰代謝物。BSO在體內(nèi)沒有顯著的分解代謝。小鼠腹腔注射¹⁴C標(biāo)記的BSO后，在呼出的二氧化碳中有不足3%的放射性物回收.當(dāng)小鼠給予BSO 800mmol/kg靜脈注射后2 ~ 8 小時，可見到血漿和肝中的GSH 水平陣低為對照水平的25 %，給予BSO4 小時后，測得組織中的GSH 耗竭順序為腎> 肝> 肺，提示BSO能迅速地分布到組織中，鼠血漿中的BSO以雙相方式迅速地衰減，起始相半衰期為5 分鐘，終末相半衰期為40 分鐘。。

應(yīng)用^[1-3]

1.BSO 單獨(dú)使用

體外試驗證明，用BSO 可以降低體外培養(yǎng)的牛晶狀體上皮細(xì)胞中的GSH 含量，也可使正常紅細(xì)胞內(nèi)的GSH 含量減少到相當(dāng)于輕度營養(yǎng)不良性水腫的水平。對于腫瘤細(xì)胞有同樣的作用，例如BSO 單獨(dú)使用，在體外試驗中，對人和小鼠腫瘤細(xì)胞有一定的抑制作用，均可使正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞內(nèi)灼GSH 耗竭。而對腫瘤細(xì)胞耗竭所需的BSO的量要比正常細(xì)胞所需的量要低。但體內(nèi)試驗未能證實(shí)BSO有抗瘤作用。

2.與抗腫瘤藥合并使用

1.體外試驗：

BSO可使人卵巢細(xì)胞株對苯丙氨酸氮芥的細(xì)胞毒作用增加36 倍；用BSO作先前處理，可增加人卵巢癌細(xì)胞、結(jié)腸癌細(xì)胞以及小鼠白血病細(xì)胞對L-PMA 的敏感性。有實(shí)驗研究丁硫氨酸亞砜胺(BSO)對體外培養(yǎng)的人膀胱癌細(xì)胞株多藥耐藥性的影響。以20μmo l/ L 的BSO 處理人膀胱癌細(xì)胞株BIU87 及其多藥耐藥亞株BIU87/ A 后約18 h，分別應(yīng)用定量逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法(RT-PCR)、熒光分光光度法及MT T 法，檢測兩株細(xì)胞γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCSh)mRNA 的表達(dá)和細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽(GSH)水平，以及細(xì)胞對多種藥物敏感性的變化。結(jié)果顯示BSO 處理后，BIU87/ A 細(xì)胞γ-GCSh mRNA 的表達(dá)水平為1.091，明顯低于處理前的1 .534。與之對應(yīng)，細(xì)胞內(nèi)GS H 濃度也由處理前的177 .3 mmol/ g 蛋白質(zhì)降至處理后的89 .0 mmol/ g 蛋白質(zhì)。BSO 處理使BIU87/ A 細(xì)胞對大部分化療藥物的敏感性增高。因此BSO 可通過抑制細(xì)胞的GS H 的合成，使膀胱癌耐藥細(xì)胞的化療耐藥性得到逆轉(zhuǎn)。還有實(shí)驗探討丁硫氨酸亞砜胺( BSO) 對體外培養(yǎng)的人乳腺癌細(xì)胞株多藥耐藥性的影響。以谷胱甘肽( GSH) 還原酶循環(huán)法檢測丁硫氨酸亞砜胺處理前后細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽含量的變化； 四甲基偶氮唑藍(lán)比色法檢測丁硫氨酸亞砜胺預(yù)處理對多柔比星( ADM) 50%抑制濃度( IC50) 的影響并進(jìn)一步計算耐藥倍數(shù)和逆轉(zhuǎn)倍數(shù)； 流式細(xì)胞儀檢測丁硫氨酸亞砜胺對乳腺癌多耐藥細(xì)胞株MCF-7 /ADM 凋亡及細(xì)胞周期的影響。結(jié)果顯示，耐藥細(xì)胞MCF-7 /ADM 內(nèi)谷胱甘肽含量較人乳腺癌MCF-7 細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽含量明顯增高； 丁硫氨酸亞砜胺顯著抑制MCF-7 /ADM 細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的合成，而對MCF-7 細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽合成影響較?。?丁硫氨酸亞砜胺在一定濃度范圍內(nèi)能降低多柔比星對MCF-7 /ADM 細(xì)胞的IC50，在50，100，200，400，800 μmol/L濃度時的耐藥的逆轉(zhuǎn)倍數(shù)分別為1.25、2.02、8.42、12.65 和9.71 倍，而對MCF-7 細(xì)胞的IC50無明顯影響； 與單純應(yīng)用多柔比星組相比，丁硫氨酸亞砜胺及多柔比星聯(lián)合用藥組凋亡細(xì)胞比例明顯增加，G0 /G1 期細(xì)胞比例增加。因此丁硫氨酸亞砜胺可通過抑制細(xì)胞谷胱甘肽的合成，部分逆轉(zhuǎn)乳腺癌耐藥細(xì)胞的耐藥性，這種作用可能是通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的。

2.體內(nèi)試驗

腹腔注射BSO，隔12 小時一次，連用2 次作先前處理，隨后用CTX治療小裸鼠EMT6/SF腫瘤和小鼠骨恤瘤，結(jié)果對小鼠EMT6/SF腫瘤腫瘤的細(xì)胞毒性增強(qiáng)，而對骨位瘤細(xì)胞毒作用沒有增加。

主要參考資料

[1] 丁硫氨酸亞砜胺逆轉(zhuǎn)人乳腺癌多藥耐藥細(xì)胞株耐藥性的體外研究

[2] 輔助抗癌藥應(yīng)用的氨基酸一丁硫氨酸亞礬胺(BSO)

[3] 丁硫氨酸亞砜胺體外逆轉(zhuǎn)人膀胱癌細(xì)胞多藥耐藥性的研究