背景及概述[1][2]
諾考達唑是作用于微管系統(tǒng)的新研發(fā)藥物，通過使微管解聚，干擾微管的聚合從而使細胞停留在細胞周期的G2期和M期。通過阻止癌變細胞的分裂增殖達到治療的目的。
制備[2]
以噻吩和對甲氧基苯甲酸為原料經(jīng)過Friedel—Crafts反應(yīng)得到2-(4-甲氧基苯甲酰）噻吩，2-(4-甲氧基苯甲酰）噻吩與乙酸酐和硝酸組成的親電體經(jīng)過硝化反應(yīng)得到2-(4-甲氧基-3-硝基苯甲酰）噻吩，在通過氨解反應(yīng)得到2-(4-氨基-3-硝基苯甲酰）噻吩，2-(4-氨基-3-硝基苯甲酰）噻吩與鐵粉和氯化銨組成的還原體系經(jīng)過還原反應(yīng)得到2-(3，4-二氨基苯甲酰）噻吩，在經(jīng)過和S-甲基異硫脲硫酸鹽的合環(huán)反應(yīng)得到目標(biāo)化合物。
藥理研究[1] [3]
李丹等人的研究發(fā)現(xiàn)諾考達唑可阻斷大鼠血管平滑肌細胞的增殖狀態(tài)并降低其能量代謝，可能與 Mfn-2 抑制平滑肌細胞增殖的分子機制有關(guān)。通過細胞周期的各個階段的啟動和后續(xù)進展的精確控制細胞增殖至關(guān)重要。胸腺嘧啶核苷與諾考達唑是研究細胞周期中常用的誘導(dǎo)藥物。胸腺嘧啶核苷作為一種常用的 DNA合成抑制藥可逆地抑制 S期細胞DNA 合成而不影響其他細胞周期運轉(zhuǎn)， 將處于不同時相的細胞群體阻斷在 G1 /S 期交界處；諾考達唑是一種紡錘體抑制藥，可抑制紡錘體的形成及功能，最終可將細胞群體阻斷在 G2/M 期，細胞發(fā)生嚴重的核內(nèi)復(fù)制，導(dǎo)致多倍體細胞的形成，失去細胞正常的增殖功能。通過進一步的研究發(fā)現(xiàn)，諾考達唑阻斷 rVSMCs的增殖狀態(tài)的同時， rVSMCs 的線粒體的形態(tài)、分布與能量代謝均發(fā)生了明顯的變化。這提示諾考達唑阻斷rVSMCs 的增殖狀態(tài)與線粒體中的某種物質(zhì)有關(guān)。
李丹等人研究發(fā)現(xiàn)諾考達唑處理后 rVSMCs 中 Mfn-2 的表達較增殖期升高，故而推測諾考達唑阻斷 rVSMCs 的增殖狀態(tài)與 Mfn-2 有關(guān)。Mfn-2 是分布于線粒體外膜與線粒體融合與分裂相關(guān)的蛋白質(zhì)。早期的實驗已經(jīng)證實，抑制Mfn-2 的表達會導(dǎo)致 rVSMCs 的增殖，增強 Mfn-2 的表達可抑制 rVSMCs 的增殖。實驗顯示增殖期 C 組的 rVSMCs 線粒體較 A 組明顯腫脹， 胸腺嘧啶核苷聯(lián)合諾考達唑處理后 rVSMCs 線粒體的體積明顯縮小，數(shù)量驟減，并出現(xiàn)大量的自噬體，同時，細胞停滯生長期 B 組線粒體的體積也比較小，也有一部分自噬體，即諾考達唑處理后細胞的超微結(jié)構(gòu)與 B 組非常相似。與增殖期相比，諾考達唑處理后 rVSMCs糖代謝、 氨基酸代謝水平明顯降低，ATP 的產(chǎn)生銳減，NADH 的水平明顯增多而 NAD 的水平明顯降低。
這可能是由于糖代謝、氨基酸代謝均檢測的是胞質(zhì)中的代謝水平，諾考達唑處理后 rVSMCs 發(fā)生嚴重的核內(nèi)復(fù)制，其糖代謝主要依賴糖酵解，代謝水平遠遠低于糖氧化，故 ATP 的生成明顯減少，三羧酸循環(huán)的限速酶NADH 的產(chǎn)生也顯著減少；其氨基酸代謝的來源主要為核內(nèi)氨基酸，代謝水平也降低。而且諾考達唑處理后 rVSMCs 代謝水平與B組差異無統(tǒng)計學(xué)意義，B 組與諾考達唑處理后 rVSMCs 中 Mfn-2 的表達均比 C 組增高。提示諾考達唑可能通過誘導(dǎo) rVSMCs 中 Mfn-2 的表達來阻斷 rVSMCs 的增殖狀態(tài)。在線粒體內(nèi) Mfn-2在鈣離子介導(dǎo)的 NADH 的產(chǎn)生中起著關(guān)鍵的作用，Mfn-2 可介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體的融合， 導(dǎo)致線粒體從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)攝取鈣離子促進葡萄糖氧化，三羧酸循環(huán)限速酶 NADH 的產(chǎn)生增加?？傊?，諾考達唑可阻斷 rVSMCs 的增殖狀態(tài)，導(dǎo)致rVSMCs 的線粒體的體積縮小、數(shù)量減少，能量代謝降低，可能與 Mfn-2 有關(guān)，相關(guān)的分子機制還有待于進一步的研究。
諾考達唑和阿非科林是細胞有絲分裂的抑制劑，目前僅有報道它們應(yīng)用于鼠胚胎干細胞周期的相關(guān)研究，但它們對人胚胎干細胞周期的影響研究較少， 聯(lián)合作用后對胚胎干細胞功能的影響也鮮有報道。魏建峰等人通過諾考達唑和阿非科林聯(lián)合應(yīng)用于人胚胎干細胞，流式細胞儀測定細胞周期的變化，研究表明人胚胎干細胞在加入諾考達唑和阿非科林后，細胞周期的同步化水平較高，其細胞生長狀態(tài)和細胞周期在撤除藥物后能都得到恢復(fù)，仍然具有擬胚體( EB) 形成能力和多胚層分化潛能。研究表明諾考達唑和阿非科林聯(lián)合作用在促進人胚胎干細胞周期同步化方面效果較好，并不對細胞生理功能產(chǎn)生顯著性損傷，為研究人類干細胞的相關(guān)臨床應(yīng)用具有一定的研究意義。
主要參考資料
[1]李丹,郭小梅.諾考達唑抑制大鼠血管平滑肌細胞增殖的作用及機制[J].醫(yī)藥導(dǎo)報,2014,33(08):1004-1008.
[2]謝洪磊. 抗腫瘤藥物諾考達唑的合成研究[D].遼寧醫(yī)學(xué)院,2012.
[3]]魏建峰,王昱博.諾考達唑和阿非科林對人胚胎干細胞周期的影響[J].生物技術(shù),2015,25(06):591-596.