【研究进展】04092014(8)

Figure 4 | (S)-Crizotinib is a selective MTH1 inhibitor with in vivo anticancer activity.

a,The MTH1inhibitors SCH51344 (5 uM)and (S)-crizotinib(2 uM),but not (R)-crizotinib(2 uM), induce DNA damage asindicated by an increasein 53BP1 foci and ATM autophosphorylation. Images are representative ofthree independentexperiments(n=3).

b,Comet assay. Similar toMTH1 gene silencing both SCH51344 (5 uM) and (S)-crizotinib (2 uM), but not (R)-crizotinib (2 uM), induce DNA single-strandbreaks. H2O2 wasused as a positive control (150 uM,10 min). Imagesare representative of three independent experiments (n=3);data are shown as mean±s.d. MTM, mean tailmoment.

c,MTH1overexpression reducesthe number of DNA single-strandbreaks induced by SCH51344 and (S)-crizotinib. Compound concentrations are as in b. Data are shown as mean±s.d. based on threeindependent experiments(n=3). NS, not significant.

d,Results fromSW480 mouse xenograft study. Effect on tumour growth following 35-day treatmentwith theMTH1 inhibitor (S)-crizotinib(25 mg per kg, subcutaneouslydaily; data are shown asmean±s.e.m.,n=8 per group).

e,(S)-Crizotinib, but not (R)-crizotinib, impairs tumourgrowth in anSW480 colon carcinoma xenograft model (50mg per kg, orally, daily). Data show mean±s.e.m., n=7–8 animals per group. Statistical analysisperformed by two-way repeatmeasurement ANOVA, Sidak’s multiple comparison; *P<0.05 (S)-crizotinib vs control; {P<0.05 (S)-crizotinib vs (R)-crizotinib. Images depict representative tumoursfor each treatment group(C, control).

f, Proposed mechanism for MTH1-inhibitor-induced cancercell death.

图4 S型Crizotinib是一种选择性MTH1抑制剂，具有体内抗癌的活性

a，MTH1抑制剂SCH51344（5uM）和S型crizotinib（2uM）但不是R型crizotinib（2uM）会诱导DNA损伤，其损伤情况通过53BP1集落形成和ATM自磷酸化作用来表示。图像为三次独立实验的代表（n=3）。

b，彗星检测。结果与MTH1基因沉默后SCH51344（5uM）和S型但不是R型crizotinib（2uM）诱发的DNA单链断裂的结果相似。H2O2用作阳性对照（150uM，10分钟）。图像为三次独立实验的代表（n=3）；数据显示为均值±s.d.。MTM，平均彗尾值。

c，MTH1的过量表达会减少由SCH51344和S型crizotinib诱发的单链DNA断离的数量。其中化合物浓度与b中相同。数据显示为均值±s.d.，基于三次独立实验（n=3）。NS，无显著性。

d，SW480细胞小鼠移植实验结果。使用MTH1抑制剂S型crizotinib（25mg/kg，每天皮下注射，数据显示为均值±s.e.m.，n=8只小鼠/每组）处理35天后的肿瘤生长情况。

e，S型crizotinib而不是R型会在SW480移植模型中对肿瘤生长造成破坏（50mg/kg，每天口服）。数据显示为均值±s.e.m.，每组7-8只小鼠。统计分析为双侧重复测量方差分析，Sidak多重比较；S型与对照相比，*P<0.05；S型与R型相比P<0.05。图像描述每个治疗组代表性肿瘤（C为对照）。

f，推测的MTH1抑制剂诱导的癌症细胞死亡机制。

对核苷酸汇集物的稳态进行作用可以作为一种癌症治疗方法

在快速增殖的癌细胞中ROS水平的增加会破坏核苷酸汇集物的稳态从而产生突变和DNA损伤。通过MTH1对氧化性核苷酸的清除可能会将癌细胞从增殖性压力中释放出来，因此癌细胞的核苷酸汇集物状态可能是一种容易攻击的对象，对抗癌化合物则是一个具有吸引力的作用目标（图4f）。从肺癌到肾癌，在表达RAS的癌症中MTH1的水平呈增加，这一现象支持了认为癌症形成的转化与氧化应激之间存在联系的观点。在肿瘤形成过程中MTH1可能具有普遍性意义这一观点通过对于非RAS突变机制转化形成的癌细胞来说所见到的MTH1抑制剂的抗增殖效应得到了支持（扩展数据图9c）。虽然还需要长期的临床应用来对Mth1-/-（亦称Nudt1-/-）小鼠长期肿瘤负担的增加的结果作出重要的论断，但这些基因敲除小鼠的温和表型以及MTH1抑制剂的特异性都说明存在一个很适宜的治疗窗带。我们认为MTH1与其它控制氧化性核苷酸清除作用的酶一起代表了对于表现出高水平复发和氧化应激状态的难以治愈的肿瘤的一种新的很吸引人的治疗策略。我们将一种最近临床批准的抗癌药物的化学镜像异构体确认为一种药理性尚未得到研究的细胞机制的纳摩尔级抑制剂的工作结果证明这是一项具有优势需要进一步预临床和临床研究的项目。有必要对于S型crizotinib的药动力学和药效力学方面进行彻底研究来理解在检测条件下为什么过量表达MTH1没有能够挽救S型crizotinib杀伤细胞的效应。虽然从技术的角度上看S型crizotinib是一种新的化学物质，它与安全并已经得到使用的药物之间只相差一个手性中心的事实使其在某种程度上具有良好的类似药物的性质，因此对其有效的治疗性特征的充分评价将会为我们带来益处。（全文完）