STAT3 x survivin

摘要：癌细胞对化疗药物的耐药性大大降低了癌症患者的治疗效果，化疗引起的毒副作用也严重影响了患者的生活质量。茶中主要活性成分表没食子儿茶素-3-没食子酸酯（EGCG）与顺铂、5-FU、多柔比星和紫杉醇的联合使用，增强了它们对肿瘤的增敏效果，并对抗了癌细胞的耐药性。这些效应似乎通过多种机制介导，包括对抗癌症干细胞介导的药物耐药性、增强药物敏感性、诱导细胞周期停滞和凋亡，以及阻断血管生成。此外，EGCG可以通过其抗炎和抗氧化作用，抑制化疗引起的一系列不良反应，如胃肠功能紊乱、肾毒性和心脏毒性，从而改善患者的生活质量。然而，EGCG的生物利用度低、脱靶效应以及与某些化疗药物的反应性限制了其临床应用。EGCG和化疗药物的纳米改性不仅增强了抗肿瘤活性，还延长了荷瘤小鼠的生存时间，并具有低毒性的优势。因此，本综述旨在讨论EGCG与化疗药物联合治疗癌症的现状和挑战。总体而言，EGCG是一个有前景的化疗辅助剂。 1.引言 恶性肿瘤的发病率和死亡率持续上升，已成为对人类生命健康的主要威胁。恶性肿瘤的治疗方法主要包括手术、放疗和化疗，其中化疗在恶性肿瘤治疗中发挥着关键作用。然而，肿瘤细胞常常产生耐药性，使得通过化疗彻底杀死所有肿瘤细胞变得困难，限制了治愈率。目前，现有的癌症化疗药物不仅价格昂贵，还会改变多个信号通路组分的表达水平，从而不可避免地带来不同程度的副作用。这些副作用的产生与化疗药物的剂量和个体对药物的敏感性有关。化疗药物在抑制或杀死肿瘤细胞的同时，也对其正常组织造成一定的损伤。化疗的常见副作用包括胃肠功能紊乱、心脏毒性、神经病变、血管毒性等。这些副作用严重影响了肿瘤治疗效果和患者的生活质量。一些植物化学物质被报道具有化疗增敏作用，并能减少化疗引起的毒性副作用的发展。表儿茶素没食子酸酯（EGCG）就是其中之一。 EGCG是绿茶中最重要的活性成分之一，约占儿茶素化合物的50-60%。EGCG清除自由基，减少氧化损伤，对正常细胞和组织无毒性，但对肿瘤预防和治疗有积极作用。此外，EGCG还被报道能够对抗癌细胞干细胞的耐药性，增强化疗药物的敏感性，从而减少药物用量，缓解胃肠道功能紊乱和肾毒性等副作用，并降低肿瘤引起的恶病质发生率和发展。 尽管EGCG在癌症预防和治疗方面显示出了强大的优势，但其疗效与一线化疗药物相比仍有一定差距，作为单一抗癌药物开发的可能性有限。然而，当EGCG作为辅助化疗药物用于治疗肿瘤时，它们表现出强烈的化疗增敏作用，并减轻化疗副作用（图1），因此有望作为化疗辅助药物使用。本文综述了EGCG与化疗药物联合增强抗癌效果的现状和挑战，并为包含EGCG的组合策略在肿瘤治疗中的发展提供了参考。 图1. EGCG 在辅助化疗中的优势 2.增强化疗效果  单独的EGCG具有强大的抗癌活性，当与化疗药物（5-氟尿嘧啶、塞来昔布、顺铂、多柔比星、他莫昔芬）联合使用时，其协同治疗效果得到放大。这些作用机制包括减少癌细胞干细胞的药物抗性、增强化疗药物敏感性、诱导细胞周期停滞和凋亡、抑制血管生成，以及诱导抗炎和促氧化效应（图2）。我们将在下面简要阐述这些机制。 图2. EGCG与化疗药物联合作用增强抗肿瘤效果的机制 2.1. 减少癌细胞干细胞的药物抗性 在肿瘤组织的细胞群中，癌细胞干细胞（CSCs）数量较少，但在肿瘤抗性和复发过程中起着重要作用。CSCs通过不对称分裂维持自我更新和多向分化潜能，导致肿瘤细胞继续增殖，并促进肿瘤异质性和多样性的形成。因此，靶向CSCs是预防癌症和克服药物抗性的重要策略。在针对CSCs的研究中，发现EGCG对CSCs药物抗性有积极影响。EGCG单独使用时已显示出对CSCs生长和干性的强烈抑制作用。当EGCG与其他化疗药物联合对抗CSCs时，联合的肿瘤抑制效果比单一作用效果更显著（图2）。这些效应主要是EGCG通过减少CSCs的干性和降低细胞内流出泵活性来降低CSCs对化疗药物的抗性。 集落和球状体形成能力被用作实验指标，以测试CSCs的干性能力。低浓度的EGCG（5μM）未能抑制胰腺导管腺癌的集落和球状体形成，但当与PDE3A抑制剂曲前列醇联合使用时，它降低了FOXO3和CD44蛋白水平，并上调了cGMP表达，导致CSCs形成集落和球状体的能力显著降低。肿瘤抗性通常由增加的细胞内药物流出介导，由膜转运蛋白介导。作为最大的细胞内转运蛋白基因家族，ABC超家族已被报道参与肿瘤的多药耐药性。EGCG可以通过抑制CSC膜上的转运蛋白（ABCC2和ABCG2等）的活性和表达，增加CSCs中的药物浓度，减少药物从细胞中泵出的量，并增强抗癌药物对CSCs的杀伤效果（图2）。在头颈癌、胆管癌和鼻咽癌等癌症的CSCs中发现了这一点。在胶质瘤CSCs中，尽管EGCG对ABCG2表达没有影响，但EGCG下调了另一种膜转运蛋白P-糖蛋白（P-gp），减少了肿瘤细胞的球状体形成和迁移能力，最终增强了化疗药物替莫唑胺对CSCs的杀伤。 除了影响膜转运蛋白的表达外，EGCG还可以通过调节miRNAs的表达来保护CSCs。5-氟尿嘧啶（5-FU）处理的药物耐药性结直肠癌细胞比亲本细胞具有更强的球状体形成能力。低剂量EGCG与5-FU联合使用抑制了多个自我更新驱动途径，包括Notch和Bmi1、Ezh2和Suz12，通过上调关键肿瘤抑制miRNAs（miR-34a、miR-145和miR-200c）的表达，从而增强了耐药性结直肠癌细胞的凋亡并抑制了球状体形成。在动物实验中，EGCG与5-FU或顺铂的联合使用也可以减少小鼠中各种CSCs的肿瘤体积和重量，如结直肠癌、头颈癌和鼻咽癌。 2.2. 提高药物敏感性 EGCG与化疗药物的结合可以显著降低化疗药物的IC50值（表1），同时减少药物剂量也能显著增强效果。三氧化二砷（ATO）是治疗急性早幼粒细胞白血病（APL）的有效化疗药物，长期使用可能导致严重的副作用和癌细胞耐药性。EGCG与ATO的结合有效降低了抑制APL HL-60细胞和U937细胞所需的ATO浓度。EGCG增强了三苯氧胺和顺铂在胶质瘤细胞中的增敏效果，并抑制了端粒酶的表达。它还可以通过抑制核酸修复酶ERCC1/XPF的活性，增强各种癌细胞对顺铂的敏感性。EGCG和吉西他滨的结合增强了胆管癌细胞对吉西他滨的敏感性，促进了凋亡，并显著抑制了移植肿瘤的生长。 EGCG可以通过多种途径增强化疗药物的增敏效果，包括促进药物摄取相关蛋白的表达和抑制药物在细胞内的翻译或流出（图2）。铜转运蛋白1（CTR1）是一种跨膜溶质载体转运蛋白，之前已被证明可以增加顺铂的细胞摄取和敏感性。EGCG在卵巢和肺癌细胞中上调了CTR1的转录和翻译水平，并抑制了癌细胞中顺铂介导的CTR1降解。羰基还原酶1（CBR1）将抗肿瘤药物柔红霉素和阿霉素转化为柔红霉素醇（DNROL）和阿霉素醇（DOXOL），这些新产生的醇代谢产物不仅具有低抗肿瘤活性，还会引起心脏毒性和心肌细胞损伤。EGCG还直接结合肝脏中的CBR1，增加癌细胞中柔红霉素的积累，增强抗肿瘤活性，同时减少DNROL诱导的心脏毒性（图3）。EGCG和萝卜硫素的联合治疗通过时间和剂量依赖性地降低细胞活性并增强顺铂诱导的凋亡和G2/M期阻滞，增强了顺铂在顺铂敏感和顺铂耐药卵巢癌细胞中的疗效。 图3. EGCG 提高癌细胞对多柔比星的化疗敏感性。EGCG 通过抑制 CBR1 和 P-gp 的活性，减少柔红霉素和多柔比星的转化和外排，从而增强抗肿瘤活性并降低心脏毒性。 EGCG可以抑制结直肠癌和肺癌中多药耐药蛋白1（MRP1/MDR1）的活性，并抑制化疗药物从癌细胞中的流出，从而促进细胞内积累。EGCG下调MDR1及其蛋白产物P-gp，减少肝癌细胞中多柔比星（DOX）的流出泵活性（图3）。DOX和EGCG的结合使口腔癌细胞中的DOX浓度增加了51%，并与单独使用DOX相比，增加了肿瘤细胞的凋亡率。进一步研究表明，EGCG通过协同抑制MEK/ERK和PI3K/Akt信号通路，抑制DOX诱导的P-gp过度表达。在EGCG-三苯氧胺联合测定中，P-gp和乳腺癌耐药蛋白显著受到抑制，增强了乳腺癌细胞对三苯氧胺的敏感性。 2.3. 诱导细胞周期停滞 EGCG和顺铂的联合治疗通过降低多种细胞周期相关基因（cyclin A2、cyclin B1、cyclin D1和cyclin E1）的mRNA表达水平，并增加细胞周期抑制因子p21和DR5的表达（图2），诱导细胞在G1期停滞，并增强胆道癌和非小细胞肺癌（NSCLC）中的凋亡。EGCG衍生物不仅可以增强EGCG的稳定性和生物利用度，还可以促进NSCLC细胞的凋亡，并在与顺铂联合使用时抑制小鼠肿瘤的生长。 EGCG和DOX的结合抑制了肿瘤中磷酸化NF-κB和MDM2的表达，并上调了p53，从而显著抑制了膀胱癌细胞（T24和SW780）的增殖，增强了DOX对癌细胞的凋亡诱导效果，并降低了膀胱癌细胞的迁移能力。EGCG和曲司他丁A的结合通过上调p16表达促进淋巴瘤细胞在G1期停滞，从而减少细胞增殖。与vorinostat单独使用相比，EGCG的联合治疗上调了p21、p27、caspases（3、7和9）和Bax，并抑制了cdk2、cdk4、cyclin A、NF-κB和Bcl2的活性，从而显著降低了黑色素瘤细胞的增殖并促进了它们的凋亡。 2.4. 诱导凋亡 EGCG和顺铂的结合抑制了头颈鳞状细胞癌的形成并增强了细胞凋亡。EGCG减轻了化疗药物吉非替尼诱导的CYP1A1/CYB1B1、EGFR、cyclin D1、p-Akt（Ser473）和survivin在转录和翻译水平上的表达增加，并增强了p-p53（Ser15）的表达（图2），从而增强了吉非替尼对苯并[a]芘诱导肺癌的治疗效果。EGCG还降低了EGFR的磷酸化水平，抑制了乳腺癌细胞中的AKT信号，并增强了雷洛昔芬诱导的癌细胞凋亡。此外，EGCG与三苯氧胺在小鼠中的结合通过抑制mTOR和EGFR的表达，减少了肿瘤体积71%和肿瘤重量80%。EGCG和博来霉素的结合显著促进了Mia Paca-2胰腺癌细胞的凋亡。EGCG和丁酸钠的结合也在结肠癌细胞中诱导了细胞周期停滞、凋亡和DNA损伤。 EGCG与紫杉醇（例如，紫杉醇和多西他赛）的结合上调了p53和caspase-3，增加了前列腺癌细胞的凋亡率，并使肿瘤携带小鼠的无病生存率提高到90%。EGCG与5-FU的结合可以通过抑制葡萄糖调节蛋白78（GRP78）的表达来阻断5-FU的流出，激活NF-κB信号，增强miR-155-5p的表达水平，并进一步抑制靶基因MRP1的表达。5-FU的积累导致caspase-3和PARP激活，Bcl-2降低和Bad增加，最终导致结肠癌细胞的凋亡。EGCG和阿霉素的结合也下调了bcl-2并增加了bax和caspase-3的表达，从而促进了食管癌细胞的凋亡。EGCG结合GRP78并将其从活性单体转化为非活性二聚体和寡聚体，干扰了抗凋亡GRP78-caspase-7复合体的形成，导致依托泊苷、紫杉醇和长春新碱诱导的癌细胞凋亡增加。EGCG和ATO的结合显著诱导了HL-60细胞的线粒体依赖性凋亡，凋亡细胞占总死亡细胞的70%以上。 NS-398和化疗药物塞来昔布都是环氧化酶-2（COX-2）抑制剂，EGCG和NS-398的联合治疗促进了前列腺癌细胞（LNCaP、PC-3和CWR22Rnu1）中Bax、pro-caspase-6和pro-caspase-9以及裂解的PARP的表达，并降低了前列腺特异性抗原和IGF-I水平，从而诱导凋亡并抑制小鼠肿瘤的生长。单独的EGCG或塞来昔布都没有诱导PC-9肺癌细胞中DNA损伤基因GADD153的表达，而联合治疗通过ERK信号通路上调了GADD153，从而促进了肺癌细胞的凋亡。 肝源性生长因子（HDGF）是一种分泌的肝素结合生长因子，调节肿瘤侵袭和转移，并促进血管生成。EGCG和顺铂的结合可以破坏线粒体膜电位，并通过下调HDGF上调caspase-3和caspase-9，从而诱导NSCLC细胞凋亡（图2）。EGCG还通过下调Axl和Tyro 3的表达抑制顺铂耐药肺癌细胞的增殖。此外，EGCG可以通过抑制hsa-miR-98-5p的表达并进一步上调p53，增强顺铂对NSCLC细胞的治疗效果。 2.5. 抑制血管生成 EGCG显著抑制了semaxanib诱导的内皮素过度表达，并抑制了肿瘤血管生成，为解决对抗VEGF疗法的抗性提供了新策略。EGCG治疗导致微血管密度、微血管周细胞覆盖指数和胶原IV表达降低；血管灌注和通透性的短暂增加；间质液压力和缺氧降低。在顺铂诱导的血管正常化期间共同给予顺铂，显著降低了在肿瘤组织中诱导效果所需的顺铂药物浓度（1.8 μg/g组织对比0.8 μg/g组织，P < 0.01），并抑制了移植肺肿瘤的生长。使用聚乙二醇（PEG）偶联的EGCG（PEG-EGCG）作为载体制备的载药胶束纳米复合物（SU-MNC），也能特异性地抑制VEGF诱导的内皮细胞增殖。 2.6. 抗炎和促氧化效应 EGCG与塞来昔布联合使用，降低了胰岛癌细胞（Colo357）中IL-6、IL-8、VEGF和MMP-2的表达，并减弱了塞来昔布诱导的COX-2表达增加，减少了细胞炎症水平。这种组合在偶氮甲烷加硫酸葡聚糖钠诱导的结肠癌发生模型中也显示出类似的抗炎效应。核因子E2相关因子2（Nrf2）是一个重要的细胞保护性转录因子，在抗氧化和解毒过程中发挥关键作用。激活Nrf2-Keap1通路诱导相II酶的表达，并通过ARE信号通路阻止癌症发展。EGCG和顺铂的组合通过上调Nrf2/HO-1表达增强了凋亡，从而抑制了宫颈癌和乳腺癌的发展。此外，EGCG和顺铂的组合可以促进各种卵巢癌细胞系中H2O2的表达，加剧氧化应激以放大顺铂的毒性，从而抑制卵巢癌细胞的生长。 3.减少化疗副作用  长期化疗药物的使用除了药物抗性外，还可能导致某些有毒副作用（如胃肠疾病、心脏毒性、肾毒性、耳毒性、神经毒性等），从而限制了药物的有效性和治疗效果。EGCG不仅作为出色的辅助化疗增强剂，而且在减少化疗药物用量和增强抗肿瘤治疗效果的同时，减轻了化疗药物引起的有毒副作用。 3.1. 胃肠疾病 化疗引起恶心、呕吐、食欲减退等副作用，主要是由于药物或辐射对胃肠道细胞的损伤，导致胃肠道粘膜炎症。EGCG通过减少氧化损伤，改善了小鼠中伊立替康引起的胃肠副作用。接受同期放疗的不可切除III期NSCLC患者经常发生食管炎，这可能导致治疗中断并影响肿瘤治疗。在一项包括24名AJCC IIIA（6名）和IIIB（18名）期患者的研究中，化疗（顺铂和依托泊苷）与放疗（中位剂量64 Gy）同时进行。经过EGCG治疗（平均治疗持续时间34.8天，建议EGCG浓度440 μmol/L），在24名患者中有22名观察到食管炎显著回归至0/1级。 3.2.心脏毒性 阿霉素诱导的活性氧物种产生是心肌病的主要原因，也是限制其临床使用的主要副作用[68,69]。EGCG可以通过靶向结合抑制CBR1活性，进一步减少DOX的乙醇代谢产物DOXOL的产生，并减少DOXOL在心肌细胞中的损伤。EGCG还通过清除活性氧（ROS）和增强心肌细胞中Ca2+瞬态的幅度来减轻DOX诱导的心脏毒性。EGCG和DOX的联合给药显著抑制了肿瘤生长，同时减少了心肌Ca2+超载和乳酸脱氢酶释放，减轻了心肌细胞凋亡，从而降低了DOX的心脏毒性。与DOX和EGCG共载的多离子复合胶束增强了联合药物的稳定性，胶束核心中的EGCG除了抑制P-gp表达和逆转癌细胞的多药耐药性外，还保护心肌细胞免受DOX介导的心脏毒性。 3.3.肾毒性 顺铂诱导的肾毒性与肾脏中氧化应激和炎症细胞因子的增加有关。Nrf2和HO-1表达水平降低，顺铂处理的大鼠中NF-κB和4-羟基壬醛水平显著增加。EGCG逆转了这些顺铂介导的变化，并增强了肾脏抗氧化酶（过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶）和谷胱甘肽的活性，从而减少肾脏氧化应激和炎症反应，并改善顺铂诱导的肾毒性。另一方面，EGCG减轻了顺铂诱导的线粒体氧化/硝化应激、线粒体电子传递链活性和线粒体抗氧化防御酶活性的线粒体损伤，并减少了肾小管细胞中线粒体ROS的产生，而PAS染色显示EGCG改善了顺铂诱导的肾脏结构损伤，如小管扩张、小管形成、颗粒空泡变性和小管细胞坏死。EGCG和CoQ10的多剂量组合也通过改善肾脏氧化/硝化状态、炎症和凋亡减轻了顺铂介导的肾毒性的发展。 3.4.耳毒性 除了肾毒性外，耳毒性是限制顺铂在临床实践中进一步使用的另一种有毒副作用。顺铂的耳毒性基于对耳蜗外毛细胞、螺旋神经节和血管纹的损害，包括不仅由药物本身引起的内外部环境的变化，还包括其激活caspase途径引起的凋亡。在大鼠中口服EGCG减轻了顺铂诱导的听力损失，减少了耳蜗基底区外毛细胞的丢失，并减少了氧化应激和凋亡标志物。它还保护了与内毛细胞相关的血管纹和螺旋韧带中的Na+/K+腺苷三磷酸酶（ATPase）α1的丢失以及与丝带突触相关的。体外研究发现，顺铂通过ROS/MAPK途径激活STAT1，降低磷酸化STAT3水平并减少p-STAT3/p-STAT1水平，从而诱导耳蜗炎症和凋亡。相比之下，EGCG通过抑制STAT1表达和保护p-STAT3，增加p-STAT3/p-STAT1比例，并调节bcl-2等促生存因子的表达，促进耳蜗细胞存活。 3.5.神经毒性 神经毒性通常与使用基于铂的药物、长春碱和紫杉醇类药物有关。EGCG对大鼠顺铂诱导的神经毒性的保护机制包括下调炎症因子TNF-α和IL-6的表达以减少大脑皮层的炎症负荷；激活抗氧化Nrf2/HO-1通路以减少NF-κB表达；下调与凋亡相关的蛋白Bax和caspase-3并增加抗凋亡因子Bcl-2的表达以减少大脑皮层的凋亡；最后，上调脑源性神经营养因子和乙酰胆碱酯酶并抑制乙酰胆碱表达以保护大脑皮层免受顺铂诱导的神经化学紊乱。 3.6.肺纤维化 博来霉素是一种诱导DNA损伤的化疗药物，长期使用可能导致肺纤维化的发展。EGCG显著下调了博来霉素诱导的炎症因子NF-κB、TNF-α和IL-1β的表达水平，增加了抗氧化调节因子Nrf2的表达，并促进了体内氧化还原动态平衡，同时减少羟脯氨酸和胶原蛋白的合成和积累，从而改善了博来霉素诱导的肺纤维化。另一方面，EGCG还促进了博来霉素诱导的糖结合物恢复正常水平，并增加了基质降解溶酶体酶的活性。电子显微镜的超微结构观察还发现EGCG促进了肺泡II型细胞的空泡化和核收缩，并减少了胶原蛋白沉积。 4.辅助化疗的限制  尽管EGCG已经显示出与化疗药物的强烈辅助作用，增强了化疗效果，但EGCG和某些化疗药物也存在一定的拮抗作用，降低了化疗效果。硼替佐米是一种用于治疗多发性骨髓瘤的临床蛋白酶体抑制剂。由于硼替佐米的硼酸成分可以与EGCG的儿茶酚反应形成环状硼酸酯（图4），EGCG与硼酸基抗癌药物如硼替佐米的组合可能导致药物失活。由于它们的共同特征，任何含有儿茶酚或间苯二酚结构的化合物都不应与硼酸基药物同时服用。在EGCG与舒尼替尼联合使用的研究中，口服EGCG也被发现降低了舒尼替尼的生物利用度。EGCG还被报道通过减少丁酸诱导的癌细胞分化，降低了丁酸对结肠癌细胞的治疗效果。因此，需要进一步研究EGCG与不同化疗药物之间的相互作用，并确定临床上合适的组合治疗策略。 图4. 硼替佐米与 EGCG 的相互作用。A). 硼替佐米和 EGCG 的化学结构。B). 硼替佐米与 EGCG 的结合模式。C). 在酸性条件下，硼替佐米、EGCG 和 Fe3+ 纳米材料可以重新释放。 EGCG的口服生物利用度低也是限制其进一步应用的原因之一。大多数细胞实验中使用的EGCG浓度为10-100 μM，而口服3克脱咖啡因绿茶后的最大血药浓度(Cmax)为0.7 μM，增加剂量至4.5克并未显著增加Cmax值，表明存在饱和现象。在大多数研究中，EGCG只有在动物或人类胃消化后达到20-100 μM或更高浓度时才有效。例如，在前列腺癌患者的临床试验中，患者在手术前3-6周服用EGCG（800毫克/天），结果显示组织中无法检测到EGCG的存在。因此，如果要在临床试验中观察到体外实验的结果，就需要考虑儿茶素的生物利用度。这是因为EGCG在口服给药能达到的低生理浓度下的生理效应将非常有限。特别重要的是提高EGCG的稳定性和生物利用度。 5.纳米改性增强化疗效果  近年来，微囊化和纳米囊化技术作为提高EGCG稳定性和生物利用度的技术手段受到了广泛关注[87]。EGCG与化疗药物结合，通过纳米材料包封的组合药物的缓慢释放和靶向研究已经相当深入（表2）。EGCG与化疗药物的纳米改性不仅发挥其自身的抗肿瘤效应，减轻化疗的有毒副作用，还通过引入纳米材料增强了组合物的稳定性，减缓释放，并增强了药物动力学参数。它还具有低毒性、肿瘤靶向和定位成像能力的优势（图5）。其中，EGCG与DOX的组合是研究最深入的儿茶素相关二元组合策略。 图5. 包裹化疗药物和 EGCG 的纳米材料的多重有益效应 5.1.聚合物纳米粒子 通过抗乳腺癌药物赫赛汀与EGCG和PEG的自组装形成的胶束纳米复合物Herceptin-MNC，在肿瘤中的积累比游离赫赛汀多2.3倍，赫赛汀-MNC的血液半衰期比后者高29倍，而赫赛汀-MNC在肝脏、肾脏和肺部的积累速率比游离赫赛汀低1倍，表明基于EGCG的组合疗法比单一化疗药物具有更好的抗癌效果。使用PEG偶联的EGCG（PEG-EGCG）作为载体形成SU-MNCs，与口服/静脉注射舒尼替尼相比，在人类肾细胞癌异种移植小鼠中产生了更强的抗癌效果（更强的抗血管生成、诱导凋亡和抑制肿瘤增殖效果）和更低的毒性（图5）。DOX和EGCG之间的高效相互作用在PEG-EGCG胶束纳米复合物中实现了DOX的88%药物载荷，提高了DOX的循环稳定性和肿瘤靶向性，同时减少了DOX剂量依赖性副作用。 海藻酸具有对P选择素的强亲和力，诱导凋亡并抑制癌细胞增殖；透明质酸（HA）通过范德华力和氢键与癌细胞膜表面糖蛋白CD44结合。d-α-生育酚PEG琥珀酸酯（TPGS）通过阻断ATP结合位点并防止P-gp ATPase水解ATP来抑制ATPase活性。使用上述三种组分装载EGCG和DOX的纳米药物靶向胃癌治疗，比EGCG/DOX组合疗法显示出更好的抗肿瘤效果。装载EGCG/DOX的NPs的IC50为200/4 mg/L，是EGCG/DOX组合溶液（400/8 mg/L）的一半，纳米药物中DOX的细胞摄取率为60.42% ± 1.56%，远大于裸药中Dox的摄取率（28.62% ± 0.97%）。然而，将EGCG和多西他赛封装在TPGS偶联的透明质酸和海藻酸基纳米粒子中，纳米粒子通过靶向识别CD44和P选择素配体内化进入前列腺癌细胞，诱导G2/M期细胞周期停滞。进一步研究表明，纳米粒子比EGCG和多西他赛的组合显著更多地抑制肿瘤生长（53%对比31%），并且对非靶向器官无毒性。由HA-EGCG/顺铂偶联制成的胶束纳米复合物，其中HA暴露在表面，有效地传递到过度表达CD44的癌细胞，增加了纳米复合物在卵巢癌中的积累并延长了血液循环时间。通过铂纳米粒子和EGCG的pH可逆硼酸酯反应制备的基于酚的肿瘤渗透纳米框架（EGPt-NF），不仅诱导肿瘤细胞的免疫原性死亡和缓解肿瘤缺氧，还有效促进了树突细胞的成熟并下调癌细胞中的PD-L1，从而显著抑制了小鼠肿瘤的生长和转移。 光热疗法在控制药物释放、减少多药耐药和提高疗效方面具有很高的应用潜力，是抗癌治疗的有希望的策略。由叶酸（FA）、多巴胺（DPA）、DOX和EGCG开发的双重药物输送系统DOX-EGCG/DPA-FA NPs，在近红外光（NIR）组中DOX的细胞摄取率是游离DOX组和无NIR照射的对照组的三到六倍。DOX-EGCG/DPA-FA NPs通过抑制肿瘤生长和血管生成，增强乳腺癌细胞中的凋亡和坏死，提高了60%的乳腺癌小鼠存活70天以上，从而提高了治疗效果。由氧化铁、靛青绿和葡萄糖氧化酶合成的磁性光热剂（ICGOx@IO）装载了DOX和EGCG，最终开发了纳米药物ICGOx@IO-Dox-EGCG-PPP，结合化学-光热-饥饿疗法几乎消除了小鼠的肿瘤，并显著减少了Dox诱导的心脏毒性。 5.2.金属纳米粒子 甲氨蝶呤（MTX）和DOX与含有EGCG的花状金纳米簇通过半胱氨酸桥结合，形成了有效的药物输送系统（Au-Cys-MTX/DOX NCs），纳米复合物在体外和体内都显示出良好的抗肿瘤活性，因为MTX的引入为纳米药物提供了良好的靶向。由EGCG、铁离子和DOX自组装而成的纳米粒子与单独的DOX相比，肿瘤体积减少了66%，转移结节减少了73.7%，表明药物输送系统显著抑制了肿瘤的生长和转移，而铁离子作为磁共振成像（MRI）的优秀对比剂，为药物输送系统的准确定位提供了潜力。 使用Fe3+与多酚的配位将DOX和EGCG自组装成FDEP NPs，增加了药物在血液中的循环时间和其在肿瘤内的积累。FDEP NPs的循环半衰期是单独DOX的36倍以上。FDEP30 NPs对小鼠肿瘤形成的肿瘤生长抑制率为74.38%，显著高于DOX + EGCG（44.13%）。末端脱氧核糖核酸转移酶dUTP缺口末端标记（TUNEL）对肿瘤切片的染色显示，FDEP30 NPs和DOX + EGCG的凋亡/坏死率分别为45.06%和27.9%。有趣的是，FDEP NPs在显著降低CBR1活性、减轻DOXOL产生和随后的心脏毒性的同时，抑制了肿瘤生长并促进了凋亡。 包括DOX、EGCG、Fe3+和HA的自组装纳米反应器，可以穿透血脑屏障靶向胶质母细胞瘤并抑制肿瘤生长，从而延长了携带肿瘤的小鼠的生存时间。尽管以前的研究报告称EGCG可以与硼替佐米复合以抵消后者的抗肿瘤效应，但最近的研究显示这种拮抗效应可以通过纳米技术逆转。由EGCG、硼替佐米和Fe3+组成的纳米药物可以促进纳米粒子在肿瘤部位的释放，由于肿瘤微环境的弱酸性，具有低毒性和肿瘤定位功能，并最终显著抑制了MDA-MB-231细胞携带肿瘤的小鼠的肿瘤生长（图4）。 由EGCG与5-羟基多巴胺修饰的顺铂(IV)前药(Pt–OH)、含多酚链段的嵌段共聚物(PEG-b-PPOH)复合制备的有机纳米治疗药物(PTCG NPs)，设计用于使纳米粒子聚乙二醇化，从而延长纳米粒子的循环时间，抑制蛋白吸附，并增强所获纳米药物在肿瘤中的积累（图5）。由于Fe3+与多酚基团之间的强配位作用，PTCG NPs中Pt–OH和EGCG的载药比例可以精确调节至治疗水平，从而实现协同效应。此外，纳米粒子可以掺杂钆离子(Gd3+)，借助MRI功能监测纳米药物的递送和释放行为，赋予纳米药物诊断能力。在低pH环境下，活性药物通过亚胺连接键的断裂和Pt–OH激活为顺铂，在HepG2细胞内化后有效释放。生成的顺铂通过级联反应提高细胞内H2O2水平，由Fe3+催化产生有毒的活性氧(ROS)，从而通过化学动力疗法增强疗效。 5.3.其他类型的纳米粒子 通过将生物相容性的介孔硅纳米粒子与天然多酚涂层结合，并装载抗肿瘤药物DOX，开发的给药系统MSN-Dox@EGCg-Apt，旨在在酸性环境或细胞内GSH的刺激下向肿瘤病灶释放药物；该系统允许实时荧光追踪，对正常细胞无毒，即使在500 μg/mL的高浓度下也不影响CEM、Ramos和K562细胞的活性。在PLGA-酪蛋白核壳中包裹紫杉醇与EGCG的纳米药物表现出比游离紫杉醇更长的循环时间、更好的可用性，并且没有器官毒性。该纳米药物降低了紫杉醇诱导的P-gp表达，增加了对紫杉醇耐药的MDA-MB-231细胞的紫杉醇敏感性，诱导凋亡，抑制NF-κB激活，并下调与血管生成、肿瘤转移和存活相关的关键基因。多酚胶体球(CSs)是由EGCG在水溶液中分子凝聚自组装而成，但在有机溶剂中分解并在水溶液中重新组装。重新组装的CSs/DOX的最大包封率和载药率达到90%和44%，该纳米药物可以逆转肿瘤细胞的耐药性，增强对乳腺癌的治疗效果。重要的是，单次生产运行产生了37.3克多酚CSs，为重组纳米药物的规模化应用奠定了基础。基于EGCG和熊果酸的纳米载体系统可以靶向EpCAM释放至肝细胞癌，可以增加CD4+和CD8+ T细胞的激活及其在肿瘤组织中的免疫浸润，从而产生显著的协同抗肿瘤治疗效果。 总之，EGCG和化疗药物的纳米化可以显著增强抗肿瘤治疗的效果，但在考虑EGCG和化疗药物的纳米组装时，需要精心设计纳米药物的形状、大小和靶向策略。形状和大小是纳米粒子的重要参数，球形颗粒最为常见。直径大于5 μm的颗粒在静脉注射后会引起肺部毛细血管栓塞。直径大于0.2 μm的颗粒不能通过过滤方法进行灭菌。网状内皮系统更快地清除大颗粒，并且不能通过血管外渗逃离血管系统。直径小于5 nm的颗粒可以被肾脏过滤迅速清除。纳米药物的靶向策略包括主动靶向和被动靶向。被动靶向在很大程度上依赖于肿瘤生物学(血管和渗漏性)和药物载体属性(循环时间、孔隙性和大小)。而主动靶向依赖于配体-受体结合，这提高了对目标部位的选择性积累。例如，可以向纳米粒子中添加HA或FA，以增强纳米药物的靶向，利用肿瘤细胞中CD44和叶酸受体的高表达。此外，向纳米粒子中添加金属离子(Fe3+, Gd3+)可以使纳米药物的递送和释放通过MRI检测。尽管基于EGCG和化疗药物的纳米药物很有前景，但目前还缺乏体内安全性研究，大多数现有研究集中在细胞和小鼠实验上。这些实验结果是否能够在临床环境中复制还有待进一步探索。纳米材料的质量稳定性和储存条件也需要进一步研究。 6.结论和未来展望  体外和体内实验表明，EGCG可以与多种化疗药物（如5-FU、顺铂、多柔比星、紫杉醇和他莫昔芬）联合使用，增强抗肿瘤治疗效果。这些作用机制包括减少CSCs的药物抗性、增强药物敏感性、诱导细胞周期停滞和凋亡、减少细胞自噬调节、阻断血管生成以抑制癌细胞侵袭和转移、抑制炎症和调节氧化应激。此外，EGCG可以减少化疗药物引起的胃肠疾病、心脏毒性、肾毒性、耳毒性、神经毒性和肺纤维化的发生率。但需要注意的是，EGCG可以与某些化疗药物（硼替佐米和舒尼替尼）结合，降低化疗效果。尽管EGCG可以通过多种方式增强化疗药物的治疗效应，但目前对EGCG的作用机制和进一步的药物学优化研究还不足。此外，由于基本上没有研究报告EGCG和化疗药物在临床治疗中一起使用，EGCG辅助化疗的概念应该在可能性/展望和临床验证方面得到更多关注。同时，考虑到EGCG的生物利用度低，我们探索了将纳米技术应用于EGCG化疗药物策略以增强化疗效果的可能性。共载EGCG和化疗药物的纳米粒子增强了药物的药代动力学和循环时间，增加了肿瘤细胞中药物的浓度，显著抑制了肿瘤的生长和转移，对非靶向器官表现出低毒性，并最终显著延长了小鼠的生存时间。总之，EGCG是化疗的良好辅助剂；利用纳米技术双重载药EGCG和化疗药物进行靶向肿瘤治疗，提高了EGCG的临床应用价值，突出了EGCG治疗策略作为有前景的研究方向。

1. STAT3背景STAT3（信号转导和转录激活因子3，Signal transducer and activator of transcription 3)是一种转录因子，可调节各种生物过程，包括增殖、转移、血管生成、免疫反应和耐药。在正常细胞中，STAT3受到严格调控以维持瞬时活性状态，而在癌症中持续的 STAT3 激活，且与患者不良预后和肿瘤进展有关。靶向 STAT3 是一种有前途的肿瘤治疗策略。虽然目前尚未有靶向STAT3的抑制剂上市，但一些已成功进入后期临床试验。本综述系统地总结了过去几年在发现靶向STAT3 小分子抑制剂和降解剂方面的进展，主要关注它们的结构特征、设计策略和生物活性。2. STAT3结构和信号通路STAT3包含约770个氨基酸，相对分子量为88 kDa，哺乳动物STAT3有4种亚型，即STAT3α、STAT3β、STAT3γ和STAT3δ。如图1所示，STAT3与该家族其他成员具有共同的结构基序，包括N端结构域（NTD，残基1−138）、卷曲结构域（CCD，139−320）、DNA结合结构域（DBD，321−494）、连接结构域（LD，495−583）、Src同源结构域（SH2，SH2,584−688）和反转录结构域（TAD，689−770），它们在信号转导和基因转录激活过程中发挥着不同的作用。N端结构域是一个保守的序列，具有STAT3二聚体核易位、协助的DNA结合等多种功能。CCD由四个由短环连接的α-螺旋组成，具有一个较大的亲水表面，主要参与STAT3的招募到其受体。DBD，以β桶状结构为特征，负责识别和结合到一个特定的DNA序列。LD是一个由一系列α-螺旋组成的区域，它允许将DBD与SH2结构域连接起来，突变研究发现它对转录激活很重要。SH2结构域是该家族中最保守的区域，它是在TAD中特定酪氨酸残基磷酸化后形成STAT3二聚体所必需的。TAD中的Tyr705和Ser727，是STAT3的两个重要的磷酸化位点。激活后，Tyr705被磷酸化，然后通过磷酸化的一个单体的Tyr705与相对亚基的SH2结构域结合，促进STAT3二聚。此外，Ser727的磷酸化进一步增强了STAT3靶基因的转录。图1. (A)与DNA识别位点结合的STAT3同源二聚体的结构（PDB:1BG1，缺乏N端结构域；如果需要，见PDB:4ZIA）。结构域用不同的颜色表示，虚线表示缺失的残基。球体代表共价结合抑制剂的Cys542或Cys259位点。在STAT3的(B) SH2结构域特征中，蓝色代表亲水区域，橙红色代表疏水区域。图2. STAT3信号通路，通过细胞因子，白介素和癌蛋白等结合对应受体激活JAK2和TYK2，以致STAT3被磷酸化，磷酸化STAT3后形成二聚体，然后入核激活转录活性。3. STAT3在癌症发展中的激活在正常生理条件下，STAT3信号被严格调节以维持短暂的激活状态。然而，持续的STAT3激活经常发生在广泛的人类实体和血液系统恶性肿瘤(约70%)中，包括但不限于结直肠癌、肺癌、黑色素瘤、乳腺癌、前列腺癌、肾癌、卵巢癌、肝癌、胰腺癌、多发性骨髓瘤和白血病。此外，STAT3的组成性激活也被发现与癌症的不良预后密切相关。在机制上，过度活化的STAT3可以通过产生和维持肿瘤干细胞(CSC)或通过上调抗凋亡相关蛋白如Bcl-xL, Mcl-1, Bcl-2和Survivin来驱动细胞的不受控制的增殖和生存，并导致细胞毒性和靶向药物治疗的耐药性。此外，异常激活的STAT3还通过诱导基质金属蛋白酶(如MMP-1、MMP-2和MMP-9)和其他STAT3靶基因的表达促进癌症的侵袭和转移。此外，持续激活的STAT3通过下调抗肿瘤免疫应答所需的促炎细胞因子/趋化因子和上调抑制免疫反应的肿瘤/免疫抑制因子(如VEGF、IL-10、PD1/PD-L1和COX2)促进肿瘤免疫逃逸。这些发现支持异常STAT3信号通路常通过多种机制与癌症进展相关。因此，靶向STAT3蛋白是一种潜在的治疗肿瘤的治疗策略。 早期发现的STAT3抑制剂是分子探针，包括多肽、肽模拟物和寡核苷酸，这些方法存在许多挑战，如稳定性有限、亲和力低、细胞通透性和生物利用度。另外，肽和寡核苷酸也容易启动宿主的免疫原性反应。拟肽类药物是第一批靶向STAT3的抑制剂，但尚未进入I期临床试验。与分子探针相比，非肽小分子探针具有细胞通透性好、理化稳定性高、靶点特异性强等优点。因此，近年来更多的研究转向开发靶向STAT3的小分子抑制剂，如TI-101、OPB- 31121、OPB-111077已进入临床试验，用于治疗肿瘤。直接STAT3抑制剂可根据其作用机制分为不同的类别，包括阻断STAT3磷酸化、乙酰化、二聚化、核易位和STAT3 DNA结合活性。根据其来源，STAT3抑制剂可分为天然的、半合成的和合成的，而根据其结合位点，STAT3抑制剂在功能上分为4大类:(1)N端结构域;(2) Cys和tyr磷酸化;(3) SH2结构域;(4) DNA结合域。SH2结构域是许多非肽分子(如S3I-201、Stattic和STA-21)的重要结合位点(图3)。如图1中STAT3: STAT3- DNA三元复合物的晶体结构所示，SH2结构域蛋白表面包含3个溶剂可及的子袋，可被小分子STAT3抑制剂靶向。这些子口袋包括:(1)磷酸化Tyr705 (pTyr705)结合口袋(pY子口袋，残基591,609 - 620);(2) Leu706子位点(pY+1子口袋，残基626 ~ 639);(3)疏水侧口袋(pY-X子口袋，残基592 - 605)。pY子口袋广泛由极性残基Lys591、Ser611、Glu612、Ser613和Arg609组成，这些残基可以在STAT3与其他STAT家族成员的同源二聚化或异源二聚化过程中与p-Tyr705形成氢键和盐桥。与pY子口袋相反，子口袋pY+1和pY- x主要是非极性和疏水性的。pY+1口袋被Thr620、Trp623、Lys626、Gln635、Val637和Ile659包围，是最动态和最难靶向的。pY-X子口袋由Glu594, Arg595, Ile597和Ile634等残基组成，是STAT3所特有的，可能有助于设计选择性STAT3抑制剂。需要注意的是，大多数STAT3抑制剂通常占据一个以上的子口袋。然而，这三个子口袋对结合亲和力的贡献并不相等，其中pY子口袋是最突出的一个。虽然靶向SH2结构域的小分子已成为研究的主流，但干扰SH2结构域从而抑制STAT3磷酸化和二聚化并不能完全抑制异常的STAT3信号传导。研究表明，STAT3可能在没有酪氨酸磷酸化的情况下参与肿瘤的发生和转录调控，未磷酸化的二聚体STAT3可与DNA结合实现其生物学功能。因此，靶向STAT3的DNA结合域(DBD)可能是消除STAT3信号传导的另一种有效方法。尽管靶向转录因子的DNA结合域具有挑战性，因为潜在的选择性有限(活性DNA结合位点太浅或太相似，使得小分子不能紧密和特异性地结合相应的DBD)。研究表明，通过靶向STAT3的DBD抑制STAT3功能是一种切实可行的方法，成功的例子包括C48, MMPP, inS3 – 54。相反，针对LD和CCD的化合物鲜有报道。图3. 针对SH2或DBD结构域的代表性STAT3抑制剂的化学结构。4. STAT3抑制剂的最新进展4.1.基于BTP的衍生物作为STAT3抑制剂。BTP是一种重要的药效团，存在于多种STAT3抑制剂中，如Static(1)、HJC0123 (2)和HJC0146(3)（图4）。具有这部分物质的抑制剂通常通过抑制STAT3的Tyr705磷酸化和促进活性氧（ROS）的产生，对肿瘤细胞表现出的抗增殖活性和凋亡诱导作用。Stattic刺激ROS形成，减少线粒体ATP产生。乙烯基砜基通过共价不可逆相互作用抑制STAT3是必不可少的。通过对BTP在STAT3蛋白中对接模式的分析，发现其平面支架仅占据所必需的p-Tyr705结合位点，与Arg609、Ser611和Ser613残基形成3个氢键。图4. BTP基衍生物的化学结构1−4。（氢键用虚线表示，阳离子-π相互作用用绿线表示。）图5. 基于BTP的衍生物6−8作为STAT3抑制剂的结构。鉴于姜黄素(curcumin)在抑制多种致癌过程(包括阻断JAK2/STAT3通路和诱导ROS产生)方面的生物活性(5，图5)，在STAT3抑制剂且具有ROS产生活性的姜黄素- BTP偶联物57在其结构中，哌嗪基团作为中心连接体被引入以提高代谢稳定性。值得注意的是，最有效的杂合物6显示出显著的抗肿瘤活性和对MCF-7细胞的选择性，IC50为0.52 μM，并在体内抑制MDA-MB- 231异种移植瘤的生长，腹腔注射剂量为10 mg/kg，而没有明显的毒性。它能有效地下调IL -6诱导的STAT3磷酸化和STAT3特异性癌基因的表达，并阻断STAT3介导的DNA结合活性。此外，6诱导的细胞内ROS积累促进了癌细胞凋亡和细胞周期阻滞。分子对接研究表明，6通过与Arg609、Lys626和Gln635残基形成3个氢键，与STAT3的SH2结构域紧密结合。其哌嗪连接体为与STAT3的两个结合袋（Leu706和pY705位点）相互作用提供了合适的长度和角度。4-溴取代的衍生物7也通过阻断STAT3的激活，在体外和体内显示出对乳腺癌细胞生长的强大抑制作用。4.2.磺酰胺衍生物作为STAT3抑制剂。图6. BP-1-102的结构改造。如上所述，SH2结构域包含三个能够与小分子配体结合的关键子袋。然而，大多数报道的STAT3抑制剂只能结合其中的两种。为了提高STAT3结合的亲和力和抑制效果，一些tripedal SH2域抑制剂通过同时占据这三个口袋被开发出来。早期发现的五氟苯基磺胺衍生物BP-1- 102(9，图6)是一种口服生物利用的STAT3 SH2域抑制剂，被认为是最有希望转化为临床实践的抑制剂。在SPR实验中，BP-1-102以504 nM的强结合亲和力(Kd)与STAT3结合，并在EMSA中以6.8 μM的IC50抑制STAT3的DNA结合活性。它可以选择性地抑制STAT3依赖性肿瘤细胞的生长、存活、迁移和侵袭，并抑制乳腺癌(MDA-MB-231)和肺癌(A549)异种移植瘤模型的肿瘤生长。以BP-1-102为起点，后续的HIT优化工作产生了几个有吸引力的STAT3抑制剂，例如基于异羟肟酸的类似物SH5-07(10)和基于苯甲酸的衍生物SH4-54(11)，两者都比BP-1-102有显著改善(EMSA:IC50分别为4.7和3.9 μM)。图7. 作为STAT3抑制剂的磺酰胺衍生物的结构TTI-101（19，图7），也被称为C188-9，是一种口服STAT3抑制剂，目前正在进行临床试验（III期）。Ball研究组合成并评估了一系列TTI-101类似物作为STAT3抑制剂。SPR分析表明，萘环上1、2、4位的取代基显著影响了抑制剂对STAT3的分子识别。在这些实体中，含有全氟苯环的s-链化合物20在基于SPR的实验中显示出显著的结合亲和力，是TTI-101的6倍（半抑制浓度值分别为0.7和4μM）。此外，化合物20对AML细胞系（HL-60、MOLM-13和半抑制浓度-1）的STAT3磷酸化水平呈剂量依赖性下降，半抑制浓度值在0.8和1.9 μM之间。AML的异种移植模型进一步验证了其在减少肿瘤进展中的作用。利用铑-小分子偶联物靶向STAT3的非传统方法。Rh-萘基磺酰胺偶联物21在STAT3结合、磷酸化抑制和诱导凋亡方面都远远大于TTI-101。氯硝柳胺（25, Niclosamide）是FDA批准的抗蠕虫药物，但已被发现具有STAT3抑制活性。考虑到−SO2NH2是一个关键基团与STAT3（包含氢键供体和氢键受体，广泛发生在许多STAT3抑制剂），亲水−SO2NH2基团氯硝柳胺提高其水溶性和生物利用度。用−SO2NH2替代−Cl，得到化合物NGT 02（26），亲水性提高，但抗肿瘤活性降低。NGT 02的进一步结构修饰导致化合物27，这是本系列中活性最高的，对过表达STAT3的MDA-MB-23a、1-31、HCT-116和SW480肿瘤细胞系的半抑制浓度值为0.61−1.11μM（略高于氯硝柳胺）。4.3.醌类似物作为STAT3抑制剂。图8. 醌类类似物28−31作为STAT3抑制剂的结构。醌类衍生物作为STAT3抑制剂也已被广泛证实。醌衍生物(含有1,4-或1,2-片段)是一种高效的亲电子分子，在生物学和药理学中有着广泛的应用。1,4-苯醌是具有多种生物活性的醌衍生物中最简单的骨架。化合物28 (BPMP，图8)是一种不可逆的STAT3抑制剂，在荧光素酶报告实验中，它可以抑制STAT3依赖的转录活性(IC50 = 3.57 μM)，并显著抑制3 μM的组成型表达STAT3的人乳腺癌细胞株(MDA-MB-231和MDA-MB-468)的增殖。化合物28抑制STAT3的机制不同于许多靶向SH2结构域和/或DNA结合结构域的其他STAT3抑制剂。这种化合物不影响Tyr705和Ser727的磷酸化和核定位，而通过质谱分析，它能够通过Michael加成反应选择性地在连接结构域(LD)内烷化Cys550。因此，28被报道为第一个STAT3 LD抑制剂。医学将老药新用作为抗癌药物的开发提供了一个很有前途的策略。最近发现了萘醌基衍生物阿托瓦酮（29），一种被FDA批准的抗菌药物，是一种有效的STAT3抑制剂。它可以显著下调关键生存和增殖相关靶基因的表达，包括survivin、Bcl-2家族成员和细胞周期蛋白D1。图9. 萘醌类似物32−36作为STAT3抑制剂的结构。Plumbagin（PL，32，图9）是从黄花中分离出来的天然萘醌，通过抑制STAT3磷酸化显示出对乳腺癌的潜在抗癌活性。它与有效的STAT3-SH2抑制剂（1,4-萘醌核心，如STA-21和LLL-3）具有非常相似的结构，并通过与Ser611形成氢键和与Lys591的阳离子-π相互作用延伸到pTyr705口袋，但不能与侧口袋相互作用。为了增加PL的STAT3结合亲和力，在PL中引入了一个芳香环，使新的衍生物能够同时嵌入pTyr705位点和侧袋中。SARs的结果表明，C-5处的羟基对STAT3的抑制活性至关重要。此外，在芳香环上引入额外的基团和合适的连接剂也有利于其活性。化合物33被证实是本系列中最有效的一种，在对抗三种癌细胞系（MDA-MB-MB-231、HepG2和A549）时，它的效力是PL的2倍。因此，它可以抑制STAT3磷酸化和下游基因（Survivin和Mcl-1）表达，而不影响其上游酪氨酸激酶（Src和JAK2）的表达和p-STAT1的磷酸化水平。 图10. Napabucasin衍生物的结构37−42。芳香族环融合萘醌类作为STAT3阻滞剂也已被研究，其中呋喃萘醌类尤其值得关注。Napabucasin(37，也称为BBI608，图10)于1982年被分离并确定为通过靶向STAT3通路的干性抑制剂(stemness inhibitor)，已于2016年底被FDA批准作为治疗胃癌/胰腺癌的孤儿药。在许多研究中，napabucasin被声称可以通过结合STAT3的SH2结构域来抑制STAT3，但缺乏晶体学证据。通过广泛的分子动力学和集合对接模拟发现，所有研究的13种选择性STAT3抑制剂均非特异性地与STAT3和STAT1的几乎整个蛋白表面结合，这与实验观察到的结果相差甚远。图11. angular isonapabucasin衍生物的结构43−47。angular isonapabucasin衍生物作为其同分异构体也被报道具有STAT3抑制活性。基于napabucasin 和β-lapachone（43、图11），发现了44，它是两倍的磷酸化抑制活性（HTRF，EC50为0.87和2μM，），这两种药物对MDA-MB-MB231细胞（IC50=0.74和2.1 μM）。图12. 苯或杂环融合醌类类似物48−50作为STAT3抑制剂的结构。除上述呋喃融合萘醌外，还有少数苯或杂环或杂环融合醌具有STAT3抑制活性（图12）。苯融合的萘醌（蒽醌）衍生物48通过结构筛选，被发现为STAT3的抑制剂。化合物48直接与STAT3蛋白结合，SPR的结合亲和力为4.59 μM，显著抑制STAT3的磷酸化和转录活性，有助于其对持续激活STAT3的MDA-MB-468乳腺癌细胞的高生长抑制。不幸的是，该化合物还抑制了STAT1和STAT5的磷酸化。4.4.黄酮类化合物及其类似物作为STAT3抑制物。图13. 天然黄酮51−54作为STAT3抑制剂的结构。黄酮类化合物是一类治疗上重要的酚类衍生物，包括黄酮、黄酮醇、黄酮、查尔酮、异黄酮和黄烷醇。有关黄酮类化合物的研究因其多种生物学功能和低毒性而受到广泛关注。的潜在机制广泛的天然类黄酮发挥抗癌活性尚未完全阐明。最近的研究表明，天然的类黄酮的细胞毒性效应至少来自干扰STAT3通路，如图13所示，黄酮类化合物（51）是一种直接的STAT3抑制剂，通过结合SH2结构域和DNA结合结构域，从而阻碍了STAT3的激活、二聚化、核易位、DNA结合和转录活性图14. 类黄酮衍生物55−61作为STAT3共价抑制剂的结构。STAT家族成员之间的高度同源性可能为开发STAT3抑制剂提供了一种方法。考虑到这一点，色酮酰肼STAT3抑制剂通过将各种替换6位置和改变的末端苯环STAT5抑制剂55（图14），其结构熊色酮支架的黄酮和异黄酮。118值得注意的是，引入叔丁基的6位置（化合物56）导致增加8倍STAT3抑制效力伴随着一个巨大的损失活动对STAT5 FP-based的竞争结合试验与最初打55相比，是最活跃和选择性STAT3抑制剂。用分子模型来解释，即叔丁基占据了一个由Pro639、Glu612和Ser613形成的疏水口袋。图15. 类黄酮类似物62−64作为STAT3共价抑制剂的结构。由于类黄酮类似物生物利用度差和低效力，姜黄素需要结构修改，和一些成功的例子主要集中在环化β-二酮连接剂等化合物62和63（HO-3867，图15）。与姜黄素相比，这些化合物显示对STAT3抑制活性增强。基于合理药物设计的生物等位空间性原理，合成了一系列HO-3867衍生物作为抗癌药物。4.5.萜烯作为STAT3抑制剂。图16. 萜烯作为STAT3抑制剂的结构。天然产物是鉴定新药物先导物的重要来源。与上述的黄酮类物质一样，天然产生的萜烯也具有广泛的药理特性，如抗菌、抗炎和抗肿瘤活性。从细菌中筛选了细胞毒性成分，发现bruceantinol（65，图16）在低纳摩尔浓度下对人结直肠结直肠癌细胞具有强大的抗增殖活性。机制研究表明，bruceantinol介导的抗癌作用伴随着对STAT3-DNA结合活性的显著抑制，在EMSA分析中半抑制浓度值为2.4 pM。与体外实验结果一致，在bruceantinol治疗结束时，HCT-116异种移植模型的肿瘤体积减少了54%。4.6.其他杂环化合物作为STAT3抑制剂。图17. 嘧啶衍生物77−82作为STAT3抑制剂的结构。芳香族杂环部分，如嘧啶、喹唑啉、喹啉和唑类杂环，经常出现在许多化学物质中，并与包括抗癌特性在内的各种生物活性有关。这些杂环具有显著的偶极矩，能够与生物大分子形成有利的氢键。嘧啶和嘧啶样衍生物大多被称为激酶抑制剂，但它们也可以作为STAT3相关通路抑制剂。图18. 作为STAT3抑制剂的喹啉衍生物83−85的结构。喹啉衍生物STX-0119（83，图18）是由Asai研究组通过虚拟筛选方法发现的STAT3二聚抑制剂，其多效抗癌作用已在包括替莫唑胺耐药细胞系在内的多种恶性肿瘤中包括胶质母细胞瘤细胞系中得到证实。最近，对STX-0119进行了结构优化，鉴定了喹啉羧酰胺衍生物YHO-1701（结构尚未公开），在生化分析中比STX-0119更有效。图19. STAT3抑制剂其他芳香杂环衍生物的结构。STX-0119中的恶二唑环是抑制STAT3的一个关键分子特征。Kim等人通过基于结构的高通量筛选，发现了基于恶二唑的ODZ10117（86，图19）作为特异性的STAT3抑制剂。与已知的STAT3抑制剂S3I-201，STA-21，nifuroxazide,，ODZ10117更抑制STAT3激活通过直接阻断STAT3的SH2结构域，然后抑制其同源二聚和转录活性，介导其不同的抗癌作用对乳腺癌细胞包括凋亡诱导以及减少迁移和入侵。4.7.抑制剂与STAT3之间的相互作用总结。在细胞水平上，上述大多数抑制剂对具有构成性STAT3激活的人类癌细胞表现出很强的抑制活性。具有构成型激活STAT3的各种类型的人类癌细胞系。STAT3抑制剂发挥功能通过抑制STAT3磷酸化，结合到SH2域，直接扰乱STAT3-DNA结合，或抑制STAT3转录活性。由一些体外化验包括EMSA，MST，ELISA，SPR，FP，MST，BLI，荧光素酶测定，HTRF，alphaScreen分子水平。鉴于STAT3和STAT1在癌症进展中发挥的相反作用，许多这些化合物被证明是选择性的STAT3抑制剂，对STAT1有轻微或没有抑制作用。5. STAT3蛋白降解剂图20. PROTAC SI-109作为STAT3降解剂的设计，及其与STAT3的共晶结构（PDB: 6NUQ）。目前，开发诱导蛋白质降解的靶向嵌合体的蛋白水解（PROTACs）技术是一种很有前途的技术。该技术用于解决由疾病相关蛋白的异常表达驱动的疾病。典型的PROTACs是由三个基本成分组成的异双功能分子：用于结合目标蛋白（POI）的配体，用于结合和招募E3连接酶降解复合物的第二个配体，以及将两个配体连接在一起的连接体。PROTACs同时与POI和E3-泛素连接酶结合，从而导致细胞中蛋白酶体对POI的泛素化和降解。Wang的研究组最近首次发现了一种高效、选择性的STAT3 PROTAC降解剂，该剂可以在低纳摩尔浓度下诱导STAT3的快速降解。他们对模板分子CJ- 887（96，图20）进行了几轮优化，这是STAT3 SH2结构域的有效抑制剂（Ki = 47 nM），将SI-109（97）作为结合STA3（Ki = 14 nM）的合适配体。由SI-109的共晶结构发现，SI-109中的八元环的氨基暴露在溶剂结构中，这表明它是连接E3配酶配体的合适位点。对连接子优化发现SD- 36（98）是最好的。SD-36可降低急性髓系白血病Molm-16和间变性大细胞淋巴瘤SU-DU-HL-1细胞系的STAT3和p-Y705水平，DC50值分别为0.06和0.028 μM。毫不奇怪，他们的有效STAT3降解结果在两种细胞系中都与细胞生长抑制有良好的相关性（半抑制浓度值分别为0.013和0.61μM）。此外，SD-36在Molm-16异种移植模型中非常有效。每周给予50 mg/kg，可有效抑制肿瘤生长，连续3周，同时肿瘤完全消退。6. STAT3抑制剂总结与展望早期治疗试验已经验证了靶向STAT3的临床重要性。已进入临床试验的主要STAT3小分子抑制剂，其中一些显示出了令人鼓舞的结果。在这些临床试验中，STAT3抑制剂已单独使用，或与化疗药物或靶向药物联合使用。在过去的20年里，人们发现了大量不同的化合物通过各种策略直接抑制STAT3活性，如虚拟和高通量筛选以及基于结构和配体的分子建模。成功的STAT3抑制剂不应影响密切相关的蛋白STAT1的活性，该蛋白在SH2结构域序列上与STAT3具有很大的相似性。由于靶向SH2结构域缺乏对STAT3的完全抑制，STAT3的其他结构域，包括DBD、LD和CCD，以克服SH2靶向分子的局限性。除了直接阻断STAT3的活性外，STAT3的降解可能是另一种有效的癌症治疗策略。Wang小组使用PROTAC技术验证了这一点。然而，靶向STAT3的PROTACs的开发似乎比发现抑制剂更具挑战性。例如，最近设计并合成的基于甘蓝甘素的PROTACs。出乎意料的是，这些PROTACs诱导了ZFP91的显著降解，而不是STAT3。除了异双功能的PROTACs外，发现有效的单价降解物可能是靶向STAT3的另一种替代策略。参考文献：linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0968089623002304声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓