乳腺癌是亚洲女性罹患癌症中发病率最高的癌症,分型复杂、缺乏有效的治疗手段、易复发均是乳腺癌难以治愈的原因。因此,积极寻找安全有效的治疗药物来对抗易转移、易侵袭、难治愈的乳腺癌是研究中的重要方向。靶向作用于微管的紫杉烷类化疗药物一直都是乳腺癌临床治疗中的一线首选,但其极易产生耐药现象,最终导致治疗的失败。Combretastatin A-4(CA-4)是 Pettit 等人从非洲灌木Combretum caffrum中提取出来的一种具有顺式二苯乙烯结构的天然活性产物,它靶向作用于微管,通过抑制微管聚合起到抑制肿瘤的作用,并且对耐药细胞株同样敏感。其前体化合物CA-4磷酸盐已经进入临床研究阶段,但CA-4结构的不稳定性使其在临床使用中造成了许多麻烦,往往会由于光照、运输、保存不当等原因导致其活性的失去。为了在保持CA-4母体结构抗癌活性的基础上,进一步提高稳定性和抗肿瘤活性,沈阳药科大学张为革教授实验室合成了一系列含有硒元素的CA-4类似物,其中3,4,5-三甲氧基苯基-3-羟基-4-甲氧基苯基硒亚砜(SQ)的活性最好。本研究首先从体内、体外实验两个方面评价了 SQ抗乳腺癌的作用,接着详细探讨了 SQ对于两种p53状态不同的乳腺癌细胞MCF-7(p53野生型)以及MDA-MB-231细胞(p53突变型)的作用机制,并发现了 SQ对MDM2蛋白潜在的靶向抑制作用。SQ在体外能够抑制不同种人源肿瘤细胞的增殖,是一种广谱的抗肿瘤化合物;时间和剂量依赖的抑制乳腺癌细胞的增殖,且对多药耐药的MCF-7细胞亦有高敏感性;对人正常乳腺上皮细胞敏感性较低,具有选择性抗肿瘤活性。在体内实验中,SQ能够剂量依赖的抑制MCF-7裸鼠移植瘤的生长。病理分析发现,SQ能够诱导MCF-7移植瘤中心坏死,但未对脏器造成明显毒性。综合体内、体外实验结果表明,SQ具有高效的抗乳腺癌的作用。进一步的机制研究发现,SQ能够靶向作用于微管蛋白,不仅能够在分子水平有效地抑制微管蛋白的聚合,还能在细胞水平破坏微管的动态平衡,抑制微管聚合,使微管断裂,最终无法维持细胞原有形态。对于细胞周期的考察发现,SQ诱导MCF-7和MDA-MB-231细胞阻滞在G2/M期,并逐渐增加了细胞subG1期的比例。Annexin V-PI染色表明,随着SQ作用时间的延长,MCF-7和MDA-MB-231细胞逐渐发生了凋亡,且凋亡是p53非依赖而caspase级联反应依赖的。研究还表明,PI3K-Akt通路的抑制、ROS在细胞内的聚集均参与了凋亡发生。SQ除了能够靶向作用于微管,分子对接实验向我们展示了 SQ潜在的MDM2抑制作用,SQ能够嵌入MDM2的疏水口袋中,与之形成稳定的π键以及氢键。实验结果还表明,SQ能够p53非依赖的诱导MDM2的降解,且是通过泛素依赖的蛋白酶体途径实现的。这说明SQ的高效抗乳腺癌活性在一定程度上是与直接降解MDM2蛋白有关的。此外,我们发现SQ除了能够诱导乳腺癌细胞凋亡以外,还诱导了细胞自噬的发生。我们在本研究中重点探讨了 SQ诱导的自噬的内在作用,发现SQ诱导不同种类的乳腺癌细胞发生了不同作用的自噬,即SQ诱导MCF-7细胞发生了保护性自噬作用,而诱导MDA-MB-231细胞发生了非保护性自噬作用。这一结果提示我们,在治疗不同类型的癌症时会产生不同的自噬作用,因此在临床合用自噬抑制剂治疗癌症前一定要弄清自噬内在发挥的作用,不能盲目联合应用。但这一现象发生的原因仍需进一步探讨和研究。综上所述,SQ是一个新型微管抑制剂,具有潜在的MDM2靶向抑制作用,体现了较强的体内、体外抗乳腺癌的活性。本研究为开发SQ成为一个有前景的抗乳腺癌化疗药物提供了前期的实验数据支持和依据,也为治疗三阴性乳腺癌提供了新的方向。