文摘
抗疟药的不加区别的消费对冠状病毒疾病- 2019强调长期临床药物武器。在这项工作中,我们进行了综述氨基喹啉的抗肿瘤机制,关注肿瘤组织学的反应和不同组织和毒性药物动力学有关。这个定义的分析显示类似机械的形式由氨基喹啉在不同组织学肿瘤组织和coexposure条件下,尽管不同的药理的效能也发生。这些分子lysosomotropic胺增加化疗药物的抗增殖作用,主要是通过细胞周期阻滞,组蛋白乙酰化作用,生理变化在酪氨酸激酶新陈代谢,抑制PI3K / Akt / mTOR通路、细胞周期蛋白D1, E2F1,血管生成,核糖体生物起源,触发的ATM-ATR p21 / p53 /信号、细胞凋亡和肿瘤多肽。化疗/放疗敏感效应可能对实体肿瘤是一种佐剂的选择,因为4-aminoquinolines诱导lysosomal-mediated编程癌细胞的细胞毒性和积累关键标记,主要,LAMP1, p62 / SQSTM1 LC3成员,GAPDH, beclin-1 / Atg6,α-核蛋白,脂褐质颗粒。不利影响存在剂量依赖的相关性,但与氯喹最常见,羟氯喹,阿莫地喹,和其他氨基喹啉胃肠道变化,视力模糊室性心律失常,心脏骤停,QTc延长,严重的低血糖和意识丧失,和视网膜病,他们比羟氯喹和阿莫地喹与氯喹由于药代动力学特性。此外,心理/神经也发现在急性或慢性影响使用,但氨基喹啉不轻易穿过胎盘和低量存在于母乳尽管他们长时间指的是住宅,这取决于共存的肝脏疾病(癌症相关与否),首先通过新陈代谢,和comedications。世界市场上的低成本和可用性已经将氨基喹啉为制药再利用“明星药物”,而是一个连续的药物警戒行动是必要的,因为这些抗疟药有多种模式/不必要的目标,相对狭窄的治疗窗,经常性的不利影响,以及相关的自我治疗中毒。因此,他们的使用必须遵守严格的规则,道德和医疗处方,临床和实验室监测。
1。介绍
在全球范围内,大约在6人死亡是由于癌症和大约70%的癌症死亡发生在低收入和中等收入国家。大约三分之一的这些死亡是与高体重指数、低消费的水果和蔬菜、缺乏身体活动、使用烟草和酒精。烟草使用是最重要的风险因素癌症和大约占总死亡人数的22%。另一方面,如肝炎、感染人乳头状瘤病毒(HPV)负责25%的癌症病例在贫穷和发展中国家。仅在2018年,约960万人死亡是癌症(1- - - - - -3]。
确定治疗和姑息治疗的目标是癌症治疗的关键步骤和以人为本的综合卫生服务(3]。即使有多种选择治疗肉瘤癌,腺癌,如抗代谢物,微管抑制剂,DNA intercalators [4],单克隆抗体(5),阻力仍然是导致治疗失败的核心以及副作用(6]。
在这种背景下,战略分子的合成和识别是至关重要的,如果我们想要低成本,效率,和速度生产有价值的化学分子。在这里,我们可以包括氨基喹啉化合物,氨基喹啉环的位置4系统。这些化合物包括分子用于治疗的第一线(阿莫地喹和氯喹),复发(tafenoquine),简单(羟氯喹)和预防(氯喹、羟氯喹和tafenoquine)疟疾感染间日疟原虫,三日疟原虫,p .那,恶性疟原虫(7- - - - - -9]。
2019年12月,一个新的严重急性呼吸系统综合症coronavirus-2(称为SARS-CoV-2)在中国出现,导致coronavirus-related 2019年大流行(COVID-19) [10]。氯喹的滥用和羟氯喹作为一线,辅助,或者缓和药物(s)治疗的受害者COVID-19或新的当地疫情预防控制11,12)强调了各种药物的长期临床分支,包括那些对慢性疾病。优势,如低成本,长期使用历史,即使在发展中国家和市场可用性疟疾流行原因解释,至少在某种程度上,这些药物的商业成功,4-aminoquinolines转换成“明星药物”在制药行业中重用。然后,我们进行了综述氨基喹啉的抗肿瘤机制,关注的反应和不同组织学肿瘤组织和毒性方面的相关药物动力学。
进行一个全面和一致的分析,我们只使用主系统和辅助材料,包括研究论文、评论、书籍、和政府出版物用英语写的,葡萄牙或西班牙语。文献研究了科学数据库ScienceDirect,斯高帕斯,PubMed和收录。描述符“自噬”、“细胞周期”,“凋亡”,“药物再利用”,和“肿瘤”,加上“氨基喹啉”叙事科学探索。
2。主要内容
2.1。抗癌药物的药物再利用:需要或制药业务吗?
更少的有毒和更有效的治疗的设计往往重定向的主要原因,考虑先前记录的临床前和临床方面的药效学和毒性动力学,使药物重用快(13- - - - - -15]。
的例子重用先进有效的抗癌药物的临床前或临床研究几乎是不可估量的。作为一个典型的例子,萨力多胺是一种主要的分子已经销售在1956年西德,1957年首次antiflu和怀孕的止吐剂,但现在已经使用和批准用于多发性骨髓瘤16,17];伊曲康唑、三唑抗真菌在1980年代开发的,显示在临床抗癌活动在体外和在活的有机体内胰腺导管腺癌来源于肝转移模型(18];戒酒硫,最初批准缓解酒精中毒,调查将防辐射的乳腺癌干细胞(19];奈非那韦,最初表示治疗艾滋病毒的感染,也表现出协同效应对人类宫颈癌细胞(20.];西地那非,在二期临床试验失败的心绞痛疾病,已被重定向到治疗勃起障碍,前列腺癌细胞doxorubicin-mediated凋亡[处于敏感状态21];甲苯咪唑、广谱驱虫剂开发治疗兽医寄生虫,从对待动物拥有先进的第一个人类的临床应用,抑制肾上腺皮质癌的增长,胃癌,成神经管细胞瘤,胶质母细胞瘤、白血病、骨髓瘤和乳腺癌和前列腺癌(22];二甲双胍,经典的降糖药物治疗糖尿病,揭示了一个新身份作为抗肿瘤活性通过抑制哺乳动物雷帕霉素靶(mTOR)在人类宫颈癌20.和急性髓系白血病23),丙戊酸的抗惊厥的临床试验被认为是在几个由于其表观遗传特性,组蛋白脱乙酰酶的抑制作用,诱导自噬在胃肿瘤细胞(24]。
1934年,第一变形成aminoquinoline-chloroquine [4 n - (7-chloroquinolin-4-yl)其它1-N-diethylpentane-1, 4-diamine)——基于奎宁结构独立于金鸡纳树皮officinalis叫在1800年代。1946年,羟氯喹[2 - [[(4 s) 4 - [(7-chloroquinolin-4-yl)氨基]戊烷基]-ethylamino]乙醇)是合成,和分子都开发成抗疟工具(图1),以及额外的4 -和8-aminoquinolines(阿莫地喹、tafenoquine伯氨喹,甲氟喹合成,阿的平、奎宁、奎尼丁、8 -羟基喹啉和青蒿素),为了克服阻力疟原虫物种,和副作用8,25,26]看起来类似于癌症治疗的最初成功打疗法已经被更多的结合有效的协议。
目前,氨基喹啉、磷酸氯喹和硫酸羟氯喹,一直是最常用的盐(27]随着激进的治疗疟疾的一线方案间日疟原虫在大部分地区26)和治疗急性和慢性炎症条件(9,28- - - - - -30.),分别虽然伯氨喹和阿莫地喹,当单独使用或结合青蒿素,提供足够的功效对许多寄生虫(仍然8,26]。
2.2。抗增殖机制氨基喹啉
50多年前,氯喹显示很有前途的肿瘤细胞的细胞毒性在体外(31日),但仅在过去二十年里,研究氯喹、羟氯喹和相关分子证明lysosomal-mediated癌细胞的细胞死亡。细胞毒性作用的确切机制尚未完全清楚,但假设有企图。
这些分子可以通过被动扩散进入核内体/溶酶体,或者他们可以一起与钠的交换质子,证明特定抑制剂的真核细胞膜Na+/小时+换热器(新人道)[32]。两个收敛的积累在核内体/溶酶体,导致自噬流量的干扰(33- - - - - -35),中断的几个酶(如酸水解酶和溶酶体组织蛋白酶B和D半胱氨酸蛋白酶)(36,37),抑制抗原处理(38,39,最近生产蛋白质的翻译后修饰(35,40]。此外,临床前和临床研究正在测试的有效性奎宁的自噬抑制剂通量克服阻力当传统化疗药物作为单一疗法,自诱导自噬与抗性有关的癌症治疗(41,42]。
2.2.1。大脑肿瘤细胞
氯喹减少细胞增殖的p53野生型神经胶质瘤行更有效率,指示一个关键p53负责凋亡细胞死亡和细胞周期控制通过HDM2 P21, PIG3,伯灵顿基因(图2)。同样,诱导细胞凋亡在活的有机体内被发现在小鼠U87MG当用氯喹治疗颅内神经胶质瘤(43]。
另一方面,chloroquine-induced正常神经元的神经细胞死亡(44]表明线粒体功能障碍由于p53-independent效应(43),但依赖溶酶体组织蛋白酶D半胱氨酸蛋白酶处理,提出了直接或间接的行为在组织蛋白酶D代谢(37]。此外,氯喹激活共济失调telangiectasia-mutated (ATM) /共济失调毛细血管扩张和Rad3-related (ATR)激酶DNA损伤(45)还存在似乎不必要的和p53激活(37,43,44,46- - - - - -48),这表明氨基喹啉诱发恶性胶质瘤细胞的死亡,无论p53状态(37]。
缺乏引起的DNA损伤氯喹类似于直接电离辐射导致的DNA损伤激活p53可与DNA分子的相互作用机制,从氯喹插入到DNA,但并不直接导致DNA损伤(43,49];这并不排除caspase-3激活在野生型p53神经胶质瘤细胞更强,提出明确的贡献p53 chloroquine-induced凋亡(43]。
U251-MG脑细胞,原位gl - 261神经胶质瘤,或鼠brain-implanted C6细胞处理suberoylanilide氧肟(组蛋白脱乙酰酶抑制剂,HDACi)和temozolomide(烷化剂)在氯喹10 - 15的存在μM显示细胞生存能力降低,形态学变化,增加子任务人口,伯灵顿,cleaved-caspase-3 cleaved-PARP1 (poly - (ADP-ribose)聚合酶1),磷脂酰丝氨酸的外化,激活caspase-3/7(表1)。这样的事件是细胞凋亡的特征,但时间进程曲线显示/ M逮捕发生自噬和凋亡,因为之前阻止这个响应的自噬抑制剂(例如3-methyladenine和氯喹)使细胞容易temozolomide suberoylanilide氧肟(54,60]。
2.2.2。人类颈椎肿瘤
人类乳头状瘤正海拉细胞(p53野生型)对死亡受体凋亡诱导效应(64年与75年),但预处理μM氯喹敏感海拉细胞对凋亡介导Fas,以TUNEL染色的DNA链断裂(65年),由于中断增殖蛋白激酶(MAPK) /细胞外signal-regulated激酶(ERK) 1/2,发现在细胞治疗PD98059, MEK1抑制剂。事实上,氯喹和类似物似乎禁用成员上游的MAPK通路(图3),避免矛盾的英国皇家空军磷酸化ERK磷酸化和激活的特定的残留物,这可能阻碍了一种蛋白激酶ERK激活的活动(65年]。
海拉细胞治疗10 ~ 30μ克/毫升的羟氯喹提出溶酶体数量的增加和组织蛋白酶B从溶酶体释放到细胞质和细胞核,导致细胞质液泡化,细胞收缩,磷脂酰丝氨酸暴露,线粒体跨膜电位(ΔΨ的损失米)、细胞色素c的释放、激活caspase-3(图2),染色质凝结。特别是,液泡化被发现之前染色质凝结,并伴随着macroautophagy[的迹象36]。这些影响被bafilomycin A1,防止LC3退化,导致其积累在autophagolysosomes [66年),作为抑制剂的vacuolar-type H+腺苷三磷酸酶,改变endosomal pH值(67年通过溶酶体),这表明羟氯喹激活细胞凋亡而不是其他细胞器(线粒体或原子核,例如)。
比色MTT试验表明,3-methyladenine (3-MA)或单独氯喹对海拉细胞的生存能力没有显著影响,但增强顺铂的细胞毒性效应。cotreatment也p62的表达增加,水平的裂解caspase-3 / 4,抑制自噬引起的下游,并积累ubiquitinated beclin-1和LC3II错误折叠的蛋白质,而且几乎同时凋亡激活。因为顺铂诱发错误折叠蛋白质的生成,但自噬增加,这将缓解生理应激清理ubiquitinated内质网的蛋白质,这将触发内在细胞凋亡在海拉细胞55]。磷脂酰肌醇的复合3-MA抑制剂3-kinases,扮演着重要的角色在控制mTOR的激活,自噬的关键调节器(68年]。
2.2.3。结肠直肠癌
嘧啶类似物,5 -氟尿嘧啶(研究者用)作为抗代谢物抑制DNA和RNA合成,还包括机体,免疫抑制,和突变特性,被广泛用于治疗各种实体肿瘤,包括结肠癌、乳腺癌、胃癌、胰腺癌、卵巢、膀胱、肝肿瘤(69年]。研究者用人类的凋亡影响大肠癌细胞腺癌HT-29也增加了氯喹。HT-29细胞的预处理与氯喹抑制CDK-2表达和细胞周期素E / CDK2复合物的催化活性(图2),导致 逮捕[52]。这些调查结果认为自噬作为一种保护路线的行动研究者用,因为自噬抑制剂增加fluoropyrimidine的抗增殖特性。
鼠科动物细胞系的内生upregulation receptor-interacting蛋白激酶3 (RIP3)对氯喹(更敏感61年)和胞质RIP3-p62复合物和LC3-II积累,这是一般招募吞噬体膜。然而,最初的/刽子手半胱天冬酶水平显然不是被氯喹在CT-26 necroptotic细胞死亡细胞(61年]。
形态和流动仪调查以来chloroquine-treated CT-26细胞显示核溶解,冷凝,细胞器肿胀,细胞膜的破裂,这些发现表明,细胞凋亡,而是RIP3-dependent necroptosis RIP3可能是一个原因+-chloroquine-induced细胞死亡(61年,70年,71年]。
诱导肿瘤细胞凋亡在活的有机体内暴露,氯喹激活细胞凋亡并不是唯一途径死亡级联,necroptosis TUNEL实验,验证了信号。在任何情况下,小鼠CT-26-tumor异种移植后显示肿瘤减少辅助治疗,而单独使用氯喹显示减少了45%,并结合化疗增加了80%61年]。
氯喹+舒尼替,贝伐单抗和/或铂p62细胞内水平的增加,表明自噬流量的积累和中断,caspase-3活动增加和敏感在缺氧条件下,和减少血管形成、CD31表达、微血管密度、和一氧化氮水平在结肠直肠癌58,59]。HT-29结肠癌生长的异种移植在贝伐单抗和oxaliplatin-treated老鼠从7.2被推迟到23天当贝伐单抗和铂coadministered与氯喹(58]。
除了作为自噬抑制剂,氯喹、奎纳克林,阿莫地喹触发p53稳定TP53-specific记者人类癌症细胞(59和野生型细胞系49,72年)(图2)。阿莫地喹在体外在20μ米比氯喹特别高效诱导p53稳定由一个独立的ATM信号通路,阻断细胞增殖的结直肠癌细胞系(除了乳腺癌、肝、肺、肉瘤,和黑素瘤),减少一般的合成核糖体precursor-47S rRNA-in U2OS细胞,诱导的积累LC3II自噬小体和溶酶体相关膜蛋白1 (LAMP1),和损害易位DDX21核仁的解旋酶nucleoplasma [49),催化蛋白参与核糖体rna的合成和加工73年]。
阿莫地喹核仁的变化引起的类似细胞中观察到治疗氯喹和BMH-21l,聚合酶抑制剂。此外,阿莫地喹抑制泛素连接酶的活性Hdm2从而稳定/激活p53 [49]。
2.2.4。乳房癌
奎尼丁[74年- - - - - -76年],奎宁[77年],氯喹[76年,77年),羟氯喹(75年在MCF-7癌细胞)诱导分化,证明了细胞的积累阶段,细胞内的牛奶脂肪球膜蛋白和脂滴(分化的典型标记),增加p21和抑制磷酸化视网膜母细胞瘤和ki - 67抗原的表达,细胞周期蛋白D1,cmyc和E2F1蛋白水平(图2)。氯喹在刺激MCF-7细胞凋亡时,奎宁是最活跃的在促进分化77年]。
氯喹或羟氯喹+ all-trans视黄酸也减少Ki67 MCF-7细胞阳性,及其clonogenicity和羟氯喹改变了乙酰化作用状态的氨基端赖氨酸组蛋白H3和H4,表观遗传的网站所期望的“zip”:模型组蛋白乙酰化作用[51]。这些观察表明,与all-trans视黄酸、奎尼丁、奎宁、氯喹、或羟氯喹调节蛋白质乙酰化事件和结合all-trans视黄酸刺激组蛋白乙酰转移酶和抑制HDAC酶在乳腺癌(图2)。然而,直接的HDAC抑制酶似乎没有必要区分抗疟活性喹啉类药物(76年]。
乳房MCF-7细胞(野生型p53) 74%的细胞周期阻滞在G1阶段后24 h和72 h接触氯喹50μM和everolimus [20 nM, 40 -O——(2-hydroxyethyl)雷帕霉素,mTOR抑制剂),显示出抑制效应,当这两种药物添加剂在3 d cocultures补充道。这证实了增殖减少DNA量化和p53、p21水平上升Cip1与氯喹治疗MCF-7细胞后,但不是everolimus,这表明逮捕是由肿瘤抑制通路p53、p21 [48]。
Loehberg et al。46)详细的依赖p53氯喹对BALB / c的影响p53-null乳腺上皮细胞和人类乳腺上皮MCF10A线。Chloroquine-dependent DNA损伤激活p53及其下游p21基因,导致G1细胞周期阻滞后译后chloroquine-induced磷酸化激活p53的ATM蛋白,证明存在p53 ATM-dependent磷酸化的检查点(图2)。这些分子的发现可以解释的特殊能力氯喹3.5毫克/公斤,增长率和肿瘤发病率减少41%只在p53-wild-type BALB / c小鼠暴露N甲基-N亚硝基脲治疗8周后。自从TP53的中介全身的荷尔蒙(雌激素/孕激素)防止化学观察乳腺致癌作用和没有保护BALB / c p53-null乳腺上皮细胞,它肯定表明氯喹可以预防乳腺癌类似于雌激素/孕激素治疗,显示了p53依赖(46]。
如之前所述,细胞自噬是所需的有效增长,和饥饿氯喹减少LC3II溶酶体降解[66年,73年,78年,79年]。因此,67 - nr和4-T1小鼠乳腺癌细胞系与氯喹治疗敏感优先响应磷酸肌醇3-kinases或mTOR的路线,直接调节自噬(图3)。令人惊讶的是,氯喹敏感4-T1和67 - nr细胞抑制磷酸肌醇3-kinases甚至雷帕霉素Atg12基因非功能细胞,pan-caspase抑制剂zVAD-fmk (zVAD)没有增加细胞生存,表明氯喹应该能够使敏感即使自噬先前已经被阻塞。确凿的这些发现,降低细胞生存能力包括氯喹的caspase-independent机制而不是bafilomycin A1糖分会让细胞rapamycin-mediated细胞毒性的行为,尽管他们俩块自噬和LC3-II退化(53]。
2.2.5。肺癌
低浓度的氯喹(0.25 -32μ米)24 h暴露诱导肺腺癌- 549细胞的细胞凋亡和空泡形成的体积增加酸性隔间,但引起坏死48 h和更高的浓度,通过乳酸脱氢酶化验。在D609面前,有趣的是,一个特定的抑制剂phosphatidylcholine-specific磷脂酶C,只有低浓度效应抑制(80年]。
胡锦涛et al。(50),使用细胞毒性筛选方法和吸光度分析,指出coculture氯喹和Akt抑制剂(磷脂酰肌醇类似物,寡肽Akt-PH连接器直接抑制剂Akt-kinase活动,和阻断剂的催化亚基磷酸腺苷网站)比任何一个单独更有效。这样造成的影响chloroquine-mediated chemosensitization发生在低浓度为10 - 20μM和现在杀死癌症特异性高达120倍比正常细胞(50]。这些发现表明氯喹可能大幅增加一些PI3K-Akt抑制剂的治疗效果与小行动无限增殖184 b5正常乳腺上皮细胞。也许,chloroquine-mediated chemosensitization相关块的能力消化囊泡的形成,由灰叶素激活细胞,自然鱼藤酮诱导人类上皮细胞内吞作用和随后的退化受体酪氨酸激酶(her - 1和2)(81年]。
2.2.6款。黑素瘤
筛选化学库的抗疟药物对黑色素瘤显示endoperoxide-based氧化还原抗疟artemisinin-class成员作为细胞凋亡的诱导物,而转移性黑色素瘤细胞(A375、G361和LOX)显示一个特定的漏洞对青蒿素和半合成青蒿素衍生物和NOXA-dependent凋亡[82年),一个proapoptotic Bcl2家族的成员。这种敏感性是证实的upregulation细胞氧化应激,磷脂酰丝氨酸外化,乳沟procaspase-3 [82年]。接下来,amodiaquine-exposed - 375和G361黑色素瘤细胞表现出多泡的形成单一membrane-enclosed结构与电子密度夹杂物(溶酶体扩张的象征),线粒体跨膜电位的障碍,和积累LAMP1 p62 / SQSTM1,α-核蛋白,脂褐质,LC3-II浓度低至1μ米(57),所有积累自噬蛋白质由于阻塞autophagic-lysosomal通量(图3)。溶酶体受损的封锁透露类似的模式酸化反应治疗与bafilomycin A1,阿莫地喹,氯喹的机械论的观点。
有趣的是,在黑素瘤A375细胞进行比较分析显示更高的抗增殖活动阿莫地喹对氯喹相比,这证实了阵列分析,揭示基因表达与细胞周期的调制(upregulation发展CDKN1A的差别,对这些E2F1)和调制的基因TP53,CDKN1A,E2F1,CCND1和磷酸化RB1。另一方面,氯喹未能改变蛋白质含量TP53 E2F1, CCND1,和HSPA1A A375细胞,表明氯喹治疗并不是与细胞周期阻滞的感应,发现非常不同于amodiaquine-induced黑色素瘤细胞周期阻塞年代阶段(57]。
先前的研究已经表明阿莫地喹作为有效的抗疟分子比氯喹,属性归因于一个目标取向的酸性食物泡疟原虫(83年]。阿莫地喹是lysosomotropic 4-aminoquinoline-based叔胺,但它有一个1,4-aminophenol-pharmacophoric取代基能够形成一个亲电quinoneimine-metabolite胞内氧化条件下。然后,这个反应中间会引发内收(蛋白质共价57),可能导致更高的效力。
2.2.7。视网膜色素上皮细胞
10 - 250μM氯喹产生持续减少mTOR活动在视网膜ARPE-19细胞和细胞内钙,导致核转录因子易位的溶酶体生物起源,溶酶体的扩张,严重抑制autophagosome-lysosome融合,并增加胞质LAMP1, beclin-1, 3 -磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)和磷脂细胞内含量25倍或更高版本(40,84年]。
内吞作用的抑制剂减少核内体和逮捕大量GAPDH到溶酶体胞质囊泡和细胞膜。另一方面,它的退化是生理上减少或阻止的适应反应溶酶体检索正常功能,尽管细胞内基质的积累,包括p62 GAPDH,磷脂,不完全恢复84年]。不管怎样,chloroquine-induced蛋白质积累表明自噬抑制因为p62和GAPDH是退化通过自噬和溶酶体chaperon-mediated自噬途径,分别是(85年]。
GAPDH,酶144 kda四聚物在细胞表面表达和分泌细胞导致远期交易的活跃GAPDH细胞,积极贡献endosomal招聘(85年]。的多功能性和滥交功能及其相互作用与多个蛋白质伙伴使GAPDH细胞生存的重要工具,因为它是一个清道夫剂清除错误折叠分子和激活内部流程在分泌溶酶体膜贩运和生产(86年]。
2.2.8。小鼠胚胎成纤维细胞
在小鼠胚胎成纤维细胞(MEF),氯喹和羟氯喹浓度的方式证实了他们的块自噬能力(87年]。事实上,伯灵顿−−/和贝克−−/MEF细胞耐药对hydroxychloroquine-induced线粒体和质膜透化作用和羟氯喹诱导组织蛋白酶B细胞内重新分配(图3);此外,它无法导致线粒体去极化,释放细胞色素c或细胞死亡与野生型相比MEF细胞。总之,这些数据意味着一个特定的序列的亚细胞的改变:(a)溶酶体积累导致的选择性线粒体潜在损失和释放溶酶体酶,如组织蛋白酶B;伯灵顿(b)激活和线粒体透化作用,和(c) caspase-3激活磷脂酰丝氨酸暴露,染色质缩合、DNA损失,细胞凋亡(图2)[36]。相应地,在活的有机体内影响后24 h或48 h的C57BL / 6小鼠jolahsd羟氯喹60毫克/公斤显示高尔基变化和积累LC3 [87年]。
这些细胞也测试了一组approved-FDA含喹啉或喹诺酮药物药效团。氯喹引起前列腺癌的分泌细胞凋亡response-4从野生型p53 mef(图(4杆)2),以及从正常的人类前列腺间质肺成纤维细胞和各自的氨基喹啉衍生物,并诱导C57BL / 6小鼠4杆系统分泌的剂量50毫克/公斤体重,并从临床试验的病人与癌症手术前服用羟基氯喹(88年]。可预测,氯喹的积累引起LC-3II和p62 / SQSTM1,但药物4杆的分泌没有被zVAD, p62水平和差异没有注意到与野生型治疗后4杆和4杆−−/细胞(88年]。
4杆是一种肿瘤抑制能够诱导细胞凋亡有选择地在大多数肿瘤细胞而不影响正常/不灭的是非的人。4杆的增加细胞外基质导致细胞死亡的肿瘤细胞通过绑定overexpressing GRP78受体在细胞表面。正常行展览undetectable-to-low这种受体水平(89年),保护他们免受“友军炮火”虽然4杆分泌正常和癌组织(89年,90年]。因此,4杆分泌不与细胞凋亡有关,不影响正常的小鼠胚胎成纤维细胞的自噬。与此同时,cocultures chloroquine-treated 4杆+ / +mef + h - 460肺p53+ / +和h - 1299、HOP92 KP-7B肺或前列腺曲泽p53−−/癌细胞敏感细胞凋亡,但不是当cocultured chloroquine-treated 4杆−−/mef和氯喹未能诱导4杆在前列腺癌细胞分泌(LNCaP C42B, du - 145和曲泽)和肺癌细胞(h - 460和- 549)。这些发现表明,chloroquine-induced 4杆正常分泌物行导致肿瘤细胞旁分泌细胞凋亡(86年],这些行动会增加4杆的选择性表达受体GRP78癌细胞表面(91年)(图2)。
在活的有机体内相关C57BL / 6小鼠发现轴承LLC1肺肿瘤还显示系统性海拔4杆退化动物肿瘤的生长和转移性肺结节治疗氯喹25毫克/公斤/天连续5天(88年,90年]。再一次,氯喹的抗增殖活动与p53的激活和抑制NF -κB因为这些事件促进4杆分泌88年因为p53调节分泌途径的古典组件(图2)。这种相对不知名的4杆途径增加了新的重要传统DNA保护正常的角色TP53管理肿瘤抑制基因。
2.3。我们需要跳出固有思维模式
2.3.1。新的药理的判断
传统理解的影响氯喹和类似物在亚细胞的溶酶体生理意味着一个特定的序列变化:(a)溶酶体积累导致选择性释放溶酶体酶,如组织蛋白酶B和D;(b)激活伯灵顿/坏和线粒体透化作用;(c)线粒体潜在的损失,还存在和(d)激活,磷脂酰丝氨酸暴露,染色质缩合、DNA损失,细胞凋亡(图2)。
然而,新的药理判断出现在这一领域,改变了一些科学教条。观察溶酶体高pH值与已知的碱化药物治疗4 h后(氟西汀、丙咪嗪、dimebon,三苯氧胺,氯丙嗪,阿米替林,和维拉帕米),包括氯喹。考虑他们的高亲脂性的结构(clogP从3.49到6.24),这表明合适的进入靶细胞包括骨肉瘤U2OS,腺癌宫颈海拉、胚胎大鼠心肌细胞H9C2,和人类视网膜色素上皮ARPE-19线。事实上,阿莫地喹、青蒿素、甲氟喹哌喹,伯氨喹,奎纳克林,氯喹,两个抗疟化合物(甲氟喹和奎纳克林)约30 - 60倍更有效比氯喹对U2OS细胞自噬抑制剂,分别为(92年]。
然而,高pH值持续不超过复合曝光时间,24小时后,再次酸性细胞器与pH检测到4 - 5之间,表明restorage pH值,这也证实了核易位的转录因子参与溶酶体生物起源、大溶酶体体积,并返回组织蛋白酶水平为了重建酶消化(最优条件84年,93年,94年]。
大部分研究也表明氯喹或hydroxychloroquine-induced细胞死亡是由“II型编程自噬/溶酶体途径,”包括细胞器的封存到自噬小体和细胞质液泡化(图3),这些过程是紧随其后的是后来的迹象“I型编程死亡”(36,40,66年传统上显示核破裂),DNA碎片,线粒体细胞色素的释放c还存在bcl - 2 proapoptotic蛋白质和激活,细胞收缩,磷脂酰丝氨酸外化(图2)。此外,尽管4-aminoquinoline家庭的成员,包括氯喹、羟氯喹,Lys-05(二聚的氯喹)抑制自噬68年),有人建议,核糖体生物起源压力治疗中发现细胞自噬抑制不是一般的后果,阿莫地喹4-aminoquinoline家族中脱颖而出的复合功能2独立机制在两个不同的细胞内环境:细胞质,发生自噬抑制和核仁,减少/堵塞核糖体生物起源的49),这表明阿莫地喹但不是氯喹抑制核糖体生物起源,扰乱了核仁的结构,和触发器退化的RNA聚合酶I。
endosomal贩卖,endosome-lysosome融合、膜稳定性、信号通路、转录活动由羟氯喹和氯喹受损,这是假定他们结合辐射是一个很好的辅助选择(47]。然而,氯喹敏感的乳腺癌行显示独立的自噬抑制,自敏化不是模仿的击倒Atg12或Beclin 1基因或治疗后bafilomycin A1,甚至chloroquine-induced细胞死亡发生在缺乏Atg12 [53),建议减少自噬不影响药物细胞毒性无所不在地在所有人类细胞。与此同时,研究表明氯喹特定细胞致敏作用特殊抗有丝分裂的药物,而伯氨喹和甲氟喹合成可以提高耐药肿瘤细胞对所有抗有丝分裂的药物没有偏好(81年]。
以类似的方式,大多数调查表明氯喹不阻止endolysosomal系统的各种形式和步骤。分析表明,氯喹/羟氯喹抑制自噬在初始阶段,导致积累酸性泡状细胞器和打破/停止autophagosome-lysosome融合,但他们不改变溶酶体的消化能力目标大分子传统接受。在另一个角度看,化合物只是增加了上游自噬流量不改变下游融合和降解步骤可能不提供疗效[95年]。这可以解释为什么只有氯喹和羟氯喹正式推荐为自噬抑制剂通过美国食品和药物管理局(FDA)。
如果我们回忆起一个更综合的概念,考虑到良好的自噬流量堵塞的细节和能力抑制mTOR / PI3K / Akt通路和触发ATM p21 / ATR / p53 /信号,可以想象他们补充导致肿瘤细胞的死亡。一旦mTOR通常磷酸化在2448位置通过PI3K / Akt和更高水平的p15时被抑制INK4B,p16INK4Ap21,Cip1p27Kip1、p53和其他抑制肿瘤存在在压力条件下,p21要求限制通过抑制绑定CDK2 /细胞周期素E或其他CDK /细胞周期蛋白复合物[45]。这些生理方面支持的理论氯喹或羟氯喹展品,至少部分抗肿瘤的效应改变的磷酸化状态EGFR / PI3K / Akt / mTOR / Atg和p53通路(43,46,48,49,57)由于PI3K-Akt激酶的直接抑制作用,阻碍腺苷结合催化亚基的网站(80年),和/或misregulation上皮生长因子受体信号的内吞作用期间(举),因为他们似乎削弱受体介导内吞作用的唯一的转移使下降的隔间(95年)(图3)。
在这种背景下,抑制酪氨酸激酶受体和下游通路(受体/ PI3K / Akt或受体/ Grb2 / Ras / Raf MEK / ERK)是合适的目标选择抗肿瘤的例子再利用分子(50,80年,81年)(图3)。尽管酪氨酸激酶抑制剂已经证明了增强的选择性,对一些激酶和额外的影响超出了他们的目标家庭展示内在polypharmacology往往有利于临床疗效[6]。因此,阻断信号通路,因此具备干细胞维持一个合理的目标,以避免复发以及阻止肿瘤的生长和转移。转移性癌症或肿瘤手术nonresectable显示五年侵略性的癌症死亡率在90%以上,如胰腺肿瘤和急性髓系白血病(aml)。因此,除了少数例外,侵略性的癌症的存活率很低,主要是由于治疗失败(15]。
本能地,这些新的研究表明氯喹不增溶酶体碱化在所有细胞类型在一个相似的大小,和溶酶体甚至可能维持他们的能力(完全)消化有机材料,确认氯喹抑制自噬体与溶酶体融合在一个浓度,但它不会改变溶酶体的活动相当(84年,87年]。pH值的程度增加溶酶体和溶酶体多少时间需求规范化后复合暴露可以发散很多如果我们考虑细胞特异性,倍增时间,吞噬细胞的能力,以及如何有效的细胞/溶酶体对复合封存。在细胞的角度来看,自噬构成压力的反应适应,可以抑制细胞凋亡,但当自噬被阻塞在早期或晚期,这可能导致细胞凋亡结果失败的适应环境改变的状态。
总的来说,奎宁的糖分会让癌细胞的精确机制PI3K-Akt或MEK / ERK抑制剂尚不清楚,但这是认识到这些信号通路中或调节癌症而不是在正常细胞中,打开一个“机会之窗”,设计多个目标药物和临床试验的基础上,溶酶体封锁的能力。非常重要的是要记住,转移给肿瘤患者多种分子和细胞特征。因此,转移的异质性,肿瘤,细胞选择成为一个常见的问题观察在抗肿瘤化疗(第一行6]。因此,包括增敏剂抗诱变剂的行动(如氯喹)减少的程度主要DNA重组负责突变克隆的出现和可能会推迟/抑制肿瘤恶化。
一个广义的概述还强调最脆弱的问题:做氨基喹啉共享一个公共的影响作用方式还是各种不同流程的产品吗?一旦他们的机制仍然不确定,分子和临床经验是不可或缺的细节剂量/量效关系和安全方面指导开发新的调节自噬疗法(30.]。
2.3.2。Pharmacokinetic-Related毒性
最常见的副作用氯喹,羟氯喹,阿莫地喹,和其他氨基喹啉在临床使用恶心、腹部/ hypochondrial疼痛,视力变化(视力模糊),苦涩在口中,失眠、无力、关节痛、背痛、外阴瘙痒和刺痛的感觉,腹泻,苍白的凳子。事实上,50%的患者接受羟氯喹报告一些肠胃的效果。这是剂量依赖性,最常发生在加载剂量> 800毫克(96年,97年),但400 - 800毫克每日剂量有关精神病的症状,焦虑,失眠、困惑、幻觉、妄想、抑郁、紧张症,自杀。这些心理/神经可能出现在任何年龄,影响患者的急性或慢性期间使用,或没有精神病史98年]。
与抗疟药物的中毒也引起心血管疾病如心肌炎、室性心律失常,心脏骤停,延长和高职院校学前教育专业由于hERG钾离子通道的封锁。,氯喹、羟氯喹、阿莫地喹和其他衍生品应该小心使用心脏疾病,肿瘤患者室性心律失常,低钾血症和/或低镁症,或心动过缓(˂50 bpm),期间伴随管理QT间隔延长代理(如大环内酯类和氟喹诺酮类原料药)9,99年- - - - - -101年]。如果怀疑毒性,快速停止的QT间隔延长代理可能防止危及生命的并发症。
严重的低血糖患者的意识丧失或不与抗糖尿病的药物已经被观察到102年),尽管有益的代谢综合征(103年]。因此,患者低血糖的临床症状治疗期间应该回顾了在必要时他们的血糖检查和治疗。此外,横纹肌溶解(99年)和耳毒性时使用的孕妇在妊娠期第三甚至不可逆耳聋(104年据报道。尽管如此,健康指南指出维护用羟氯喹治疗自身免疫性疾病患者在怀孕和哺乳期间因为这些氨基喹啉不轻易穿过胎盘和低量存在于母乳(105年]。
氯喹和羟氯喹结构和行动模式密切相似除了额外的羟基基,使羟氯喹不透水blood-retinal屏障,它允许更快的从视网膜色素细胞间隙,暗示小风险和安全选项自与羟氯喹容忍更高的每日剂量和长期的临床试验显示更少的药物之间的相互作用(102年]。治疗窗口相对狭窄,视网膜损伤是最常见的副作用之一,长期使用(106年]。大约20%的氯喹用户显示由于高剂量和治疗眼部受伤频率在1980年代39),自1974年以来,这是一个规定在日本医学由于chloroquine-associated视网膜病变(107年]。因此,眼或色觉检查的患者在抗疟疗法为视网膜毒性的早期检测是必不可少的一个阶段,它仍然是可逆的中断治疗后(39]。视网膜损害的初步发展800到1200毫克的剂量羟氯喹已经被发现使用敏感的视网膜筛查(108年]。
同时使用tamoxifen-the大多数规定选择性雌激素受体的调制器治疗的患者,早期和晚期或转移性乳腺癌手术后减少的风险recurring-with羟氯喹会增加眼睛的毒性的风险由于协同的溶酶体块/视网膜色素上皮细胞自噬步骤和潜在的有毒ubiquitinated蛋白质的积累108年]。尽管视网膜病变通常比用羟氯喹与氯喹,这也可以解释为低体积的分布(Vd)羟氯喹(47.3 L)与氯喹(65 L)(图4)。眼科学的指导方针建议comedication三苯氧胺+羟氯喹长达6个月,每日最大剂量的5毫克/公斤/天体重羟氯喹不超过5年(30.,40,106年,109年]。
除了分子相似,氯喹和羟氯喹发生在对映体(R和S异构体)在体外和在活的有机体内分析并没有显示重要的差异由于生物活性(30.),立体选择性药物之间的相互作用,对毒性和临床后果的优惠代谢对映体(105年]。S(+)氯喹和更高的绑定白蛋白和羟氯喹礼物α1酸性糖蛋白,但羟氯喹是拆分在活的有机体内在健康的志愿者,表明蛋白结合的R(−)对映体[越少110年]。然后,羟氯喹血浆蛋白结合程度似乎控制其分布进入细胞,它可以帮助解释氯喹有较大的Vd, R(−)对映体以来几乎是蛋白结合的患病率低于S(+)对映体(105年]。值得注意的是,S(+)—构成的羟氯喹的兔眼组织(111年),这表明政府的纯S(+)对映体可以提供更好的疗效和毒性较小105年]。
实验阻滞剂如3-MA bafilomycin A1,和短发卡RNA(成分)击倒的基因Beclin引起自噬的不足,增加肾小管细胞p53-dependent细胞凋亡在顺铂治疗肾脏近端肾小管细胞(112年),支持令人信服的数据,自噬对肾细胞的生存至关重要。因此,随之而来的接触抗癌药物和临床可用的自噬阻滞剂(如阿莫地喹、伯氨喹和类似物)也正常组织处于敏感状态,可以急剧恶化肾功能在急性或慢性肾脏疾病患者。在这种情况下,一个受损的肾功能增加抗疟药物的生物利用度和comedications,药理作用不良反应的风险。
在药代动力学背景:(i)单一口服300毫克剂量的氯喹可从健康志愿者血液和尿液中发现postdose 52和119天,分别是(113年];(2)终端氯喹的消除半衰期,羟氯喹,及其活性代谢物(分别desethylchloroquine和desethylhydroxychloroquine,最后,bisdesethyl氯喹作为下游两种药物的代谢物)从20天(30.,114年];(3)这两种药物可以分发水细胞和细胞间隔间,导致长时间意味着住宅(约1300 h羟氯喹和900 h氯喹)(114年];(iv) 30 - 50%的抗疟药物改变了肝细胞色素P450年,主要是,CYP2D6 CYP3A和115年),(v) 37 - 67%的氯喹/羟氯喹绑定到liver-derived血浆蛋白(110年,116年,117年]。此外,阿莫地喹的半衰期只有5.3 - -7.7 h,因为它是快速初步的新陈代谢和生成N-desethylamodiaquine,人类性格的主要途径,其活性代谢物半衰期> 100 h和,因此,阿莫地喹可以被视为一个前药(118年]。因此,与阿莫地喹,氯喹和羟氯喹不高与血浆蛋白但有很强的组织约束力。
也是批判性思考的共存肝疾病(癌症相关与否),首先通过新陈代谢,和comedications如果问题是生物利用度或linked-side因为消除影响显著降低的肝功能障碍,和近50%的药物氯喹是尿液中恢复不变。作为背景,巴西最近的一项研究显示,羟氯喹的管理(400毫克每日两次,七天)没有或阿奇霉素(7天每天500毫克一次)引起心率上升(119年]。
的确,与抗癌目的临床试验表明氯喹和羟氯喹是强烈的副作用和毒性剂量依赖性(100 - 1200 mg /天)。根据常见的不良事件的术语标准3.0版,毒性被发现与100到200毫克/天(120年- - - - - -122年]。200至600毫克/天,最常见的副作用是归类为等级1和2,并包括皮疹,视觉模糊,畏光、恶心、腹泻、疲劳、体重减轻、呕吐、消化不良、厌食、皮肤干燥(123年- - - - - -128年]。三年级或更高的副作用是发现从600年到1200毫克/天。4级毒性与myelosuppression羟氯喹(800毫克/天122年]。同时,结合temsirolimus(25毫克/天,mTOR抑制剂)和羟氯喹(200 - 1200 mg /天)被认为是安全的,即使在最高剂量在晚期实体肿瘤患者和黑色素瘤(126年]。2或3级不良事件更普遍,导致减少剂量后2 - 3个月的治疗。羟氯喹和bortezomib,蛋白酶体抑制剂的患者复发/难治性骨髓瘤,导致1或2级不良事件,主要,但有些患者骨髓抑制和胃肠道毒性三年级127年]。在1200毫克/天,羟氯喹诱导淋巴细胞减少和增加血清丙氨酸转氨酶(3/4级)转移性胰腺癌患者(128年]。
3所示。结论
敏化机制归因于氨基喹啉组织学基础,但大部分都是相互关联的自噬过程。他们表达信号的自噬破坏和cytotoxic-related行动,包括积累关键标记,主要,LAMP1, p62 / SQSTM1 LC3成员,GAPDH, beclin-1 / Atg6,α-核蛋白,脂褐质颗粒。
氨基喹啉作为溶酶体alkalinizers并采取所有权在death-promoting机制,解释,至少在某种程度上,他们的化疗和放疗增感剂影响使用时作为辅助选项对实体肿瘤在临床试验中。他们推翻lysosomal-related病理生理障碍,减少吸收,药物分布,避免阻力,并改善细胞毒性活动响应弱碱性的临床药物,因为他们工作chemosensitizers在特定的微环境条件下,特别是当酸溶酶体和发炎组织pH值导致离子捕获和封存的化疗药物使质子化酸性核内体。此外,他们还被肿瘤耐药性在活的有机体内,这表明自噬抑制也反血管增生的有效性。因此,在机械的观点中,氨基喹啉诱导ATM-ATR p21 / p53 /信号,半胱天冬酶激活,展览不具体的能力重叠凋亡级联上游caspase-3激活和/或包含nonp53 /凋亡/自噬途径(图5)。
更具体地说,两个4-aminoquinolines-chloroquine hydroxychloroquine-accumulate慢慢地进入细胞,需要时间来培养的细胞毒性。然后,长时间接触被认为提供更好的抗增殖效果,考虑到他们有一个晚发型但长期行动甚至在停用药物。此外,没有发现重大差异的立体选择性药物之间的相互作用,对生物活性临床后果,额外pharmacokinetic-related毒性。然而,持续药物警戒是必需的,因为这些抗疟分子表现出多种细胞不具体的行动模式(不受欢迎的非目标),相对狭窄的治疗窗,复发性副作用,self-treatment-related中毒。视网膜病变,主要是,更与氯喹,损害肾脏和肝脏功能和增加了抗疟药物的生物利用度和风险不良交互。因此,他们使用必须严格规定,道德和医疗处方,临床和实验室跟进。
缩写
| ATM-ATR: | 共济失调telangiectasia-mutated /共济失调毛细血管扩张和Rad3-related激酶 |
| Atg: | Autophagy-related蛋白质 |
| CDK: | 细胞周期蛋白依赖性激酶 |
| 表皮生长因子受体: | 上皮生长因子受体 |
| GAPDH: | 甘油醛3磷酸脱氢酶 |
| GRP78: | 葡萄糖调节蛋白78 |
| LAMP1: | 溶酶体相关膜蛋白1 |
| MAPK: | 增殖蛋白激酶,最初叫ERK细胞外signal-regulated激酶 |
| LC3: | Microtubule-associated蛋白质1 a / b光链3 |
| NF -κB: | 核kappa系数B |
| 4杆: | 前列腺细胞凋亡response-4 |
| p53: | 蛋白质53 |
| p62: | 蛋白质62 |
| PARP1: | (聚)- ADP-ribose聚合酶1 |
| PI3K: | 磷脂酰肌醇3-kinases |
| SQSTM1: | Sequestosome 1 |
| S6K1: | p70S6 kinase1 |
| TLR: | toll样受体 |
| 唯一: | 酪氨酸激酶受体 |
| UACA: | 眼色素层的自身抗原与卷曲螺旋域和锚蛋白重复 |
| Vps34: | 水泡蛋白质排序34 |
| 4 e-bp: | 4 e结合蛋白质 |
| 研究者用: | 5 -氟尿嘧啶 |
| zVAD-fmk: | Benzyloxycarbonyl-Val-Ala-Asp-fluoromethyl酮。 |
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现是作为引用引用的。
的利益冲突
作者宣称他们没有经济利益冲突或可能影响这项工作的人际关系和结果报告。
作者的贡献
PMPF计划评审和写的作用机理和毒性动力学研究结果。在toxicity-related JROF合作问题。DPB讨论与抗癌药物重用的目的。主要依据和GCGM分析在体外机制和修改后的文章。所有作者已阅读及同意发布版本的手稿。
确认
保罗ibsen Pinheiro米歇尔•费雷拉和丹尼尔·佩雷拉博士Bezerra感激公众巴西代理“慰问Nacional de Desenvolvimento Cientifico e学府”(CNPq)个人奖学金(分别303247/2019-3和313350/2018-3)。