最近发表在《细胞化学生物学杂志》上的一项研究描述了一种选择性杀死癌细胞的增殖细胞核抗原(PCNA)的小分子抑制剂。
PCNA是真核生物中一种保守的多面蛋白，在DNA复制和修复中起着关键作用，历来被用作肿瘤进展的标志物。
DNA复制应激是癌细胞的一个关键特征，已被利用作为一种治疗策略来诱导进一步的DNA损伤，从而导致癌细胞的灾难性后果。
因此，鉴于其在DNA复制/修复中的作用，PCNA代表了一个主要的抗癌靶点。此外，发现一种独特的癌症相关PCNA异构体(caPCNA)为开发新的化疗药物开辟了新的途径。此前，作者描述了一种潜在的caPCNA抑制剂(AOH1160)缺乏合适的代谢特性。
在本研究中，研究人员鉴定并表征了AOH1160类似物AOH1996的分子特征。他们模拟了PCNA和潜在配体之间的相互作用，通过修饰分子的甘氨酸连接体、二苯基醚和萘基，设计和合成了大约70种AOH1160类似物。
萘基被单环或双环芳香族取代;甘氨酸连接剂被天然和非天然氨基酸取代。这些修改没有引起效力的改善。因此，对二苯醚的构效关系进行了多种探索，最终鉴定出两种类似物:AOH1160-1LE和AOH1996。
热变性分析表明，这些化合物与PCNA的相互作用稳定。研究人员用L47V替代的突变PCNA建立细胞系，并评估了它们对AOH1996的敏感性。所有突变体细胞对AOH1996抑制的敏感性均低于野生型细胞，纯合突变体最不敏感。
接下来，研究小组在正常细胞和70多种(癌症)细胞系中测试了AOH1996。他们发现，AOH1996选择性地杀死癌细胞，中位浓度约为300 nM，生长抑制率为50%。
AOH1996对非恶性细胞无明显毒性，即使达到10μM。它在癌细胞中诱导细胞周期改变(G2/M期或S期阻滞)和细胞凋亡，但在非恶性细胞中没有作用。
在小鼠口服药代动力学研究中，AOH1996的半衰期比AOH1160增加了约27%。
接下来，在小细胞肺癌、乳腺癌或神经母细胞瘤的异种移植肿瘤小鼠中评估其抗癌活性。药物治疗可显著减轻肿瘤负荷，而不会造成显著的体重减轻或死亡。
进一步的分析表明，AOH1996改变了一半以上与染色质结合的PCNA相关的蛋白质，这些蛋白质是转录成分。然而，只有两种蛋白质，RNA聚合酶II (RNAPII)的亚基，包括其最大亚基(RPB1)，含有已知的PCNA结合基序。
接下来，研究小组外源表达flag标记的野生型和突变型RPB1蛋白，并进行免疫沉淀，注意到AOH1996增加了染色质结合的野生型RPB1以及与野生型RPB1共沉淀的PCNA。这表明AOH1996增加了转录-复制冲突(TRC)和RPB1-PCNA相互作用。
在蛋白酶体抑制剂(MG132)的存在下，这些作用被进一步放大，这表明AOH1996可以触发RPB1蛋白酶体降解。相反，在MG132和AOH1966的存在下，突变体RPB1的PCNA共沉淀减少，表明相互作用减弱。
对全细胞提取物中外源性RPB1水平的检测显示，AOH1996以蛋白酶体依赖的方式降解野生型RPB1，而不是突变型RPB1。
此外，AOH1996导致PCNA从活跃转录区分离，但不会在低转录或非转录的异染色质区分离。这表明AOH1996仅在主动转录期间触发复制叉的崩溃。
综上所述，本研究报道了两种基于aoh1160的抑制剂类似物，其中第一种候选物AOH1996代谢更稳定，具有药物样特征。AOH1996增强了rna -RPB1的相互作用，导致RPB1的整体降解和活跃转录区域复制分叉的崩溃。
具体来说，这些增强的相互作用阻止了TRC的分解，导致致命的双链断裂，并通过RPB1的降解破坏转录机制。
CaPCNA破坏癌细胞中的PCNA-TRC界面，使AOH1996发挥选择性和有效的抗癌作用，同时具有显著的安全性。
总的来说，该研究强调了AOH1996的治疗潜力及其在表征癌细胞TRC方面的应用。鉴于其多功能性，需要进一步研究了解AOH1996对PCNA其他方面的影响。
