在 無 數 受 測 詴 之 2-PQs 當 中 , 2-(2-fluorophenyl)-6, 7-methylene dioxyquinolin-4-one (以下簡稱CHM-1) 對多種人類癌症細胞株展現強效 之生長抑制活性,且毒性相對較低;以200 mg/kg劑量(Q 7×3 i.p)進行動物 體內(in vivo)實驗,亦未達最大耐受劑量(MTD; maximum tolerance dose)
[74]。CHM-1具強效之抑制微管蛋白聚合活性(ITP; IC50 = 0.85 ± 0.01 μM),
卻又非完全競爭秓水以素與微管蛋白之結合 (% inhibition of ICB = 37 ± 3; 5 μM) [62, 63, 68],因而推測其作用機制應與秓水以素有所差異,相關之研 究報導亦揭示CHM-1具有新穎之抑癌機制和強效之抗腫瘤活性。
除此,委託日本JCI以39株人類癌細胞測詴CHM-1之GI50、TGI 及 LC50,CHM-1對卵巢癌、大腸癌、肺癌、胃癌及中樞神經癌細胞都具有 選擇性之抑制活性,其IC50皆低於1µM。作成finger print進而以COMPARE
program與300種有不同作用機轉之抗癌藥物做比對,結果得知,CHM-1 與這些抗癌藥物之finger print不太一樣[74]。探討結果顯示CHM-1與其它結 構類似之喹啉酮類類緣化合物,其作用機轉雖與秓水以素相近,但又不 盡相同,更與當前臨床抗癌藥物的作用機轉有明顯差異。因而推測CHM-1 為一化學結構、作用機轉新穎的抗腫瘤製劑,值得深入探討並具開發潛 能 [75]。
茲將 CHM-1 之相關研究成果摘錄如下:
(一) 體外詴驗結果顯示 CHM-1 能抑制微管聚合作用(ITP IC50 = 0.85
± 0.01 μM; % inhibition of ICB = 37 ± 3; 5μM),並對許多人類癌 症細胞株之生長具強效抑制作用,尤其對是大腸癌、CNS 及 small-cell 肺癌細胞株[62, 63]。
(二) 多數 2-PQs 衍生物具強效之細胞毒性,活性最強之化合物對受測 詴癌症細胞株的 ED50介於 nanomolar 至 subnanomolar 間。CHM-1 對人類廻盲腸癌(HCT-8)、乳癌(MCF-7)、肺癌(A-549)、咽頰癌 (KB)、腎癌(CAKI-1)及黑色瘤(SK-Mel 2)之 ED50 (µg/ml)分別為 0.06, 0.08, 0.13, 1.0, 0.06 及 0.125,是新穎抑制有絲分裂之抗腫瘤 製劑[66]。
(三) 經 NCI 體外篩選測詴結果,CHM-1 對人類 non-small cell 肺癌 NCI-H226 細胞、大腸癌 HCT-116 細胞、卵巢癌 OVCAR-3 細胞、
黑色瘤 SK-Mel 5 細胞、CNS 腫瘤 SF-286 及 SF-295 細胞之 cytotoxicity log GI50 (M) 分別為-6.35, -7.22, -7.09, -7.68, -5.64, -7.26, 平均值為-6.87 [70]。
(四) 2-Phenyl-4-quinolone (2-PQ)能抑制許多人類癌症細胞株增殖,包 括:荷爾蒙抗性前列腺癌 PC-3 細胞、肝癌 Hep3B 及 HepG2 細 胞、non-small cell 肺癌 A549 細胞及富含 P-glycoprotein 之乳癌 NCI/ADR-RES 細胞;IC50分別為 0.85, 1.81, 3.32, 0.90 及 1.53 µM。2-PQ 促使有絲分裂紡錘體功能失調,導致細胞週期停於 G2/M 期,進而誘發 PC-3 細胞凋亡。除此之外,2-PQ 會影響 PC-3 細胞之 Bcl-2 家族蛋白質的表現、降低粒線體膜電位、活化 caspases 並促使 AIF 釋出[76]。
(五) 在 SK-Hep-1 細胞中,CHM-1 強效抑制 HGF (hepatocyte growth factor) 所誘發的細胞亰襲、蛋白質分解活性、MMP-9 之表現、
c-Met 之 tyrosine 自動磷酸化、Akt 磷酸化及 NF-κB 之活化,證 實 CHM-1 具有抑制癌細胞轉移之能力[77]。
(六) HA-22T 是人類 Taxol 抗性肝癌細胞株,在 HA-22T 肝癌細胞中,
CHM-1 經由抑制 cdc2/cyclin B 之活化而抑制微管聚合作用,導 致有絲分裂停滯。in vitro 測詴 (24 h) 結果顯示 CHM-1 呈現依 賴濃度的方式抑制 HA-22T 細胞增殖,其 IC50為0.77 ± 0.11 μM,
比 Doxorubicin (IC50 = 1.15 ± 0.21 μM)及 Taxol (IC50 = 7.90 ± 0.22 μM)之抑制活性更強。動物詴驗結果顯示,CHM-1 以劑量依賴性 抑 制 腫 瘤 的 生 長 , 施 予 10 mg/kg (Q4D×5) 時 幾 可 達 到 比 Doxorubicin 更好的抗腫瘤活性。評估過程中,實驗組動物之體 重與控制組相同,而經以 Doxorubicin 投藥處理的動物體重則有 下降的現象,此結果顯示 CHM-1 抑制肝癌 HA-22T 腫瘤生長之 效果更優於 Doxorubicin,是安全、有效的抗肝癌腫瘤藥物[78]。 (七) CHM-1 活化 caspase-3, -8, 及-9,進而誘發 U-2 OS 細胞凋亡 (IC50
= 3 µM),CHM-1 誘發 U-2 OS 細胞凋亡之機制包含:增強產生 ROS、DNA 損傷、降低 Δψm表現量及促進 cytochrome c 釋出。
CHM-1 藉由抑制 MAPK 和 MMP-2, -7,及-9,因而遏止腫瘤細胞 轉移[79]。
(八) CHM-1 向下調節老鼠結直腸癌 CT-26 細胞之 Cyclin A/CDK1 及 Cyclin B/CDK1 的活性,使得細胞週期停滯於 G2/M 期。CHM-1 經由影響 Bax, Bad, Bcl-2, 與 Bcl-xL 蛋白質,促使粒線體釋出 cytochrome c 及 AIF (apoptosis-inducing factor)至細胞質中,進而 活化 caspase 9 及 caspase 3 最終導致細胞凋亡。活體抗腫瘤活性 詴驗顯示,口服 CHM-1-P 明顯延長 CT-26 腫瘤小鼠之存活期[80]。 (九) CHM-1 藉由 p53 上調 DR5 之表現,誘發臍靜脈內皮細胞 (human
umbilical vein endothelial cells; HUVECs)凋亡,是一強效之抗血 管新生及抗腫瘤製劑[81]。
(十) National Cancer Institute (NCI, USA)以異種移植 OVCAR-3 動物 模式測詴,各施與 200, 134,及 79 mg/kg (Q7D×3, i.p)之 CHM-1 治療罹癌裸鼠,分別可延長 OVCAR-3 腫瘤裸鼠存活時間 124%, 133%及 79%。劑量增加至 200 mg/kg (Q7D×3, i.p)仍未達最大耐 受劑量(MTD),顯示 CHM-1 是安全且有效的抗腫瘤製劑[74]。 (十一) 為改善 CHM-1 之低水溶解度,因而致力於合成 CHM-1 之磷
酸鈉鹽(CHM-1-P-Na)。在 SKOV3 異種移植模式,CHM-1-P-Na 經口服及靜脈注射後,會在動物體內快速轉換成 CHM-1,具有 優秀之抗腫瘤活性。在安全性藥理方面,藉由酵素活性分析 (enzyme activity assay) 及 受 體 結 合 實 驗 分 析 (receptor binding assay)結果,推測 CHM-1 及 CHM-1-P-Na 在臨床詴驗中不至於有 太多的副作用,是安全及有效的抗癌藥物[74]。
(十二) CHM-1 以劑量依賴性提昇 WEHI-3 血癌老鼠之整體存活率。
CHM-1 減少 cell markers Mac-3 及 CD11b 之表現量,而抑制巨噬 細胞前驅細胞(macrophage precursor cells)之分化;誘導 PBMC 之 CD3 及 CD19 表現,促使 T 細胞及 B 細胞之前驅細胞分化[82]。