Cisplatin的作用機制及在腫瘤研究等方面的應用
Cisplatin（順鉑，AbMole，M2223）作為一種經典的DNA 烷化劑，因其獨特的化學結構和作用機制，在科研領域具有重要價值。它能夠與 DNA 形成交聯，干擾 DNA 的復制和轉錄過程，進而影響細胞的生長和增殖。AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細胞因子、人源單抗、天然產物、熒光染料、多肽、靶點蛋白、化合物庫、抗生素等科研試劑，全球大量文獻專利引用。
一、Cisplatin作用機制和衍生物
Cisplatin（CDDP，AbMole，M2223）進入細胞后，可與 DNA 的鳥嘌呤和腺嘌呤殘基形成單鏈或雙鏈交聯，導致 DNA 結構扭曲和功能障礙。這種異常變化會激活細胞內的DNA損傷響應通路，如 p53 信號通路，進而誘導細胞周期阻滯和Caspase依賴的凋亡。在某些細胞系中（如非小細胞肺癌NSCLC），Cisplatin 還可通過線粒體途徑誘導細胞凋亡，它能夠增加線粒體膜通透性，釋放細胞色素 C，激活 caspase-9，進而啟動 caspase 級聯反應，最終導致細胞凋亡。有研究表明，Cisplatin 還可以誘導細胞產生活性氧（ROS），過量的 ROS 會攻擊細胞內的生物大分子，如脂質、蛋白質和 DNA 等，導致細胞凋亡或者壞死[1]。
圖1. Cisplatin的作用機理[1]
Cisplatin（CPDC，AbMole，M2223）作為第一種金屬基腫瘤抑制劑，在其被開發出來后衍生了一系列的類似物，例如Carboplatin（AbMole，M2288）、Oxaliplatin（AbMole，M2290）、Lobaplatin（AbMole，M9649）。這些衍生在某些方面具有獨特的優勢，例如Carboplatin與Cisplatin相比，Carboplatin用1,1-環丁二羧酸根替代了Cisplatin中的兩個氯離子，屬于氨類配體改變的衍生物，體外研究表明在等效劑量下與Cisplatin形成相同的反應產物。Carboplatin的穩定性相較于 Cisplatin有所提高，但其與DNA結合的動力學更慢。Carboplatin的優勢在于對動物模型中的腎臟毒性較小。Cisplatin家族成員較多，實驗人員可以根據實驗對象、實驗目的等選擇合適的Cisplatin及其衍生物。
圖2.Chemical structures of selected platinum drugs: A-cisplatin; B-carboplatin; C-oxaliplatin; D-ormaplatin; E-enloplatin
二、研究應用
1.腫瘤抑制研究
Cisplatin（Cisplatinum，AbMole，M2223）廣泛用于多種腫瘤細胞的研究。在肺癌、乳腺癌、卵巢癌等腫瘤細胞系中，Cisplatin 能夠顯著抑制細胞增殖，誘導細胞凋亡。例如在對MCF-7細胞的研究中，Cisplatin表現出顯著的細胞活力抑制作用，隨著Cisplatin濃度的增加，MCF-7細胞的活力逐漸降低[2, 3]。
2.Cisplatin與抑制劑或單抗聯用研究
Cisplatin（CDDP，AbMole，M2223）常與Paclitaxel（AbMole，M1970）、Doxorubicin（AbMole，M1969）、Gemcitabine（AbMole，M5680）等細胞周期抑制劑聯用以發揮更好的效果，能有效阻止多種腫瘤細胞的復制和分裂。最近也有研究表明Cisplatin和維生素 D類似物之間也存在表現良好的協同關系，例如經骨化三醇（Calcitriol，AbMole，M2174）處理的HL-60對Cisplatin具有更好的敏感性，其機制涉及p21、E-鈣粘蛋白、c-Jun N末端激酶（JNK）的表達調控[1]。
Cisplatin（順鉑，AbMole，M2223）也與腫瘤的免疫清除之間存在協同，Cisplatin在引發腫瘤細胞死亡后，可以在體內釋放腫瘤相關抗原，經樹突狀細胞（DC）將抗原呈遞給T細胞后，可激活T細胞以清除腫瘤細胞。Cisplatin再結合Pembrolizumab（AbMole，M6102）或者Atezolizumab（AbMole，M6101）等抗PD-1/PD-L1信號軸的人源化單抗后，可以增加免疫細胞的浸潤，以及改變腫瘤微環境的性質，使其從免疫抑制的“冷”腫瘤轉變為免疫激活的“熱”腫瘤。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學用于動物體內實驗，相關科研成果發表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
三、范例詳解
1.J Immunother Cancer. 2022 Oct;10(10):e005270
上述文章的核心內容是研究CUL3（Cullin 3）和SPOP（Speckle type POZ protein）復合體對卵巢癌細胞（SKOV3）的免疫逃逸和對抑制劑敏感性的調控作用。研究發現，CUL3/SPOP復合體通過降解PD-L1蛋白，抑制卵巢癌細胞的免疫逃逸，并增強對Cisplatin的敏感性。在實驗設計中，科研人員選擇了AbMole的Cisplatin（順鉑，AbMole，M2223）用于評估CUL3和PD-L1在卵巢癌抑制中的作用[4]。
圖3. Decreased CUL3 reduced chemotherapy sensitivity of tumor-bearing mice to cisplatin by stabilizing the expression of PD-L1 protein[4]
2.Free Radic Biol Med. 2023 Nov 1;208:587-601
上述文章主要研究Cisplatin在膀胱癌中的作用，以及CAB39蛋白如何通過LKB1/AMPK/LC3通路促進膀胱癌細胞對Cisplatin的耐受性。研究通過建立Cisplatin耐受的膀胱癌細胞系（UMUC3r、T24r和J82r），并分析這些細胞系與親本細胞系之間的蛋白質組學差異，揭示了CAB39在Cisplatin耐藥中的關鍵作用。在這篇文章中，科研人員使用了由AbMole提供的Cisplatin（順鉑，AbMole，M2223）用于上述實驗[5]。
圖4. Changes in the biological behavior of drug-resistant cell lines[5]
3.Cell Death Discov. 2023 Jul 25;9(1):259
在動物實驗中，Cisplatin可能會造成動物的腎臟功能下降和急性腎臟損傷（AKI）。上述文章中，科研人員報道了一種名為四硫鉬酸銨（TM）的化合物，可以抑制Cisplatin誘導的AKI。實驗人員還證實了TM具有較強的抗氧化活性，并且TM對AKI的抑制涉及到 NRF2通路的激活。科研人員在實驗中使用了由AbMole提供的Cisplatin（CDDP，AbMole，M2223）[6]。
圖5. TM treatment ameliorates cisplatin-induced acute kidney injury in mice[6]
參考文獻及鳴謝
[1] S. Dasari, P. B. Tchounwou, Cisplatin in cancer therapy: molecular mechanisms of action, European journal of pharmacology 740 (2014) 364-78.
[2] N. T. Nguyen, N. N. T. Nguyen, N. T. N. Tran, et al., Synergic Activity Against MCF-7 Breast Cancer Cell Growth of Nanocurcumin-Encapsulated and Cisplatin-Complexed Nanogels, Molecules (Basel, Switzerland) 23(12) (2018).
[3] A. Ruiz-Silvestre, A. Garcia-Venzor, G. Ceballos-Cancino, et al., Transcriptomic Changes in Cisplatin-Resistant MCF-7 Cells, International journal of molecular sciences 25(7) (2024).
[4] M. Dong, M. Qian, Z. Ruan, CUL3/SPOP complex prevents immune escape and enhances chemotherapy sensitivity of ovarian cancer cells through degradation of PD-L1 protein, Journal for immunotherapy of cancer 10(10) (2022).
[5] Dongyang Gao, Runchang Wang, Yuwen Gong, et al., CAB39 promotes cisplatin resistance in bladder cancer via the LKB1-AMPK-LC3 pathway, Free Radical Biology and Medicine 208 (2023) 587-601.
[6] H. Qi, H. Shi, M. Yan, et al., Ammonium tetrathiomolybdate relieves oxidative stress in cisplatin-induced acute kidney injury via NRF2 signaling pathway, Cell death discovery 9(1) (2023) 259.
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