La telomerasa se expresa específicamente en la gran mayoría de los tumores malignos, por lo que se ha prestado especial atención a la terapia antitelomerasa para los tumores, ya que se prevé actuar sobre los telómeros y la telomerasa, inhibiendo la actividad telomerasa de las células cancerosas. Al inhibir directamente el alargamiento y la estabilización de los telómeros, las células no pueden continuar proliferando y luego entrar en la vía del envejecimiento hasta la muerte. Al mismo tiempo, la diferencia entre los telómeros y la telomerasa entre las células tumorales y los tejidos corporales normales también puede reducir el lado tóxico. efectos de los telómeros y los inhibidores de la telomerasa en el cuerpo El progreso de la investigación sobre los telómeros y los inhibidores de la telomerasa ahora se clasifica e introduce.
1 ¿Sustancias que controlan el objetivo de la extensión de los telómeros?
¿Investigaciones actuales? en los telómeros muestra que los telómeros son estructuras especiales en los extremos de los cromosomas eucariotas. Contienen varias secuencias repetidas de ADN de doble hebra y sus extremos son ADN monocatenario que contiene múltiples G. Diferentes especies Las secuencias repetidas y las longitudes de los telómeros son diferentes. , pero cada organismo tiene su propia secuencia específica y longitud promedio [por ejemplo, los telómeros humanos son (TTAGGG) n, aproximadamente 15 kb. Además, el ADN de los telómeros también tiene proteínas unidas y hay dos formas de unión: una es]. unido al ADN monocatenario; el otro está unido al telómero bicatenario. El primero proporciona una estructura similar a una tapa al final del telómero para estabilizar el telómero; el segundo puede participar directamente en el mantenimiento de la longitud del telómero; equilibrio y es un regulador negativo del alargamiento de los telómeros [1]. La proteína de unión a los telómeros humanos hTRF aislada hasta ahora es una proteína de unión de doble cadena que participa en el mantenimiento de la estabilidad de la longitud de los telómeros [2] 〕. La función de los telómeros se presenta a continuación.
1.1 Actividad anormal de la telomerasa causada por un cambio en la estructura de los telómeros Los telómeros se componen de una gran cantidad de secuencias repetidas en tándem, una de las cuales es rica en Contiene G y la otra es rica en G. en C. Durante la síntesis de telómeros, la telomerasa agrega primero repeticiones de telómeros a la cadena rica en G, y luego la ADN polimerasa sintetiza la cadena rica en C. Las cadenas de telómero G de diferentes organismos generalmente usan una estructura compacta. Entre todas las estructuras, G-quadruplex. En teoría, es la estructura más estable. Además de formarse entre dos moléculas de ADN, también se puede formar en ADN monocatenario que contiene cuatro secuencias teloméricas repetidas. Zahler et al〔3〕 investigaron el impacto de diferentes modos de formación. ADN telomérico en la telomerasa de Tetrahymena cuando se usa como cebador. Descubrieron que la estructura telomérica G-quadruplex inicia la eficiencia de la telomerasa para extender los telómeros. Lo peor de todo es que no puede servir como cebador para la telomerasa. El cebador requerido para la telomerasa probablemente no debería tener ningún plegamiento. La estructura del ADN telomérico plegado no pudo servir como cebador con el componente del ARN de la telomerasa, y el cambio de la velocidad de disociación del cebador de los telómeros de la telomerasa afecta la extensión de los telómeros. Los telómeros de todos los organismos conocidos se forman en la cadena rica en G mediante la telomerasa. Llevan a cabo la síntesis de los telómeros, por lo tanto, las sustancias que pueden promover o estabilizar los telómeros para formar estructuras cuádruplex G pueden tener una importancia terapéutica potencial para el cáncer. [3], se señaló que la concentración fisiológica in vitro (?20 mmol/K e iones Na bajo L?) puede formar una estructura cuádruplex G estable, y el efecto de la primera es más obvio. ] utilizó la tecnología clásica de extensión de cebador de telomerasa para realizar experimentos y descubrió que el pequeño compuesto molecular 2,6-diamidantraquinona puede inhibir la actividad de la telomerasa, su IC50 es de 23 μmol/L y puede inhibir casi por completo la actividad de la telomerasa a aproximadamente 100 μmol/L. Utilizaron resultados de titulación de detección UV (espectroscopia ultravioleta) y 1H-NMR (espectroscopia de resonancia magnética nuclear 1H) que demuestran que la inhibición de la telomerasa por esta sustancia está directamente relacionada con la estructura del telómero G-quadruplex. Esta inhibición intracelular relacionada de la telomerasa. Fedoroff et al [5] también utilizaron métodos de RMN para realizar investigaciones e informaron que los compuestos basados en diimida 3,4,9,10-perilentetracarboxílico se unen a la estructura del cuádruplex G para inhibir.
Actividad de la telomerasa Además, las últimas investigaciones de Burger et al [6] muestran que el fármaco anticancerígeno cisplatino, que se utiliza desde hace mucho tiempo en la práctica clínica, también es un agente reticulante de G-Pt-G de secuencia específica. El estudio encontró que el cisplatino también es un agente de reticulación G-Pt-G de secuencia específica. El platino puede inhibir la actividad de la telomerasa en las células tumorales testiculares humanas, lo que puede ser una de las razones por las que el cisplatino puede tratar eficazmente una variedad de tumores similares. Los compuestos incluyen carbocinamina. Otros factores accesorios están involucrados en el alargamiento y procesamiento de los telómeros. Desempeñan un papel indispensable en la regulación de la longitud de los telómeros o afectan la actividad de la telomerasa o procesan y cortan directamente los telómeros para completar simultáneamente la regulación de la longitud de los telómeros [1]. En las TBP monocatenarias de Tetrahymena, se encontró que tanto las proteínas α como las β en la proteína heterodímera α/β están fosforiladas in vivo. Los estudios in vitro también muestran que la fosforilación de la subunidad β cambia con el ciclo celular. Es probable que el mecanismo desempeñe un papel en el proceso de extensión de los telómeros por la telomerasa [1]. Además, la levadura Rapl es el TBP bicatenario telomérico más estudiado. El papel en el mecanismo de regulación de la longitud es muy complejo y se logra mediante interacciones. con algunas otras proteínas [1]. Por lo tanto, se prevé utilizar TBP como objetivo e inhibir la telomerasa mediante la inhibición o regulación de la actividad de las TBP y los factores relacionados, lo que provoca la muerte de las células tumorales. sobre inhibidores específicos de las proteínas de unión a los telómeros humanos.
2 ¿Sustancias que inhiben los objetivos estructurales y funcionales de la telomerasa?
La telomerasa es un complejo proteico de ácido ribonucleico. Su componente de ARN proporciona una plantilla para la unión de los telómeros humanos.
2 Síntesis de telómeros. Actualmente se cree que el ARN de la telomerasa humana se divide en dos regiones que sirven como cebadores: una es la región plantilla. Contiene 11 nucleótidos 5'-(CUAACCCUAAC)-3' que son complementarios al cebador; la región de anclaje, que está conectada al extremo 5' del cebador y proporciona un camino para que la cadena de ADN se extienda fuera de la telomerasa [7]. La proteína de la telomerasa desempeña un papel en la catalización de la reacción de síntesis. Actualmente hay dos humanos aislados. Las proteínas de la telomerasa TP1 contienen 2627 aminoácidos [8] y pueden mediar en la interacción entre la telomerasa y los telómeros. La otra es hEST2p, que puede ser la subunidad catalítica de la telomerasa humana y es de gran importancia para la expresión y regulación de la actividad de la telomerasa. 9].?
2.1 Dirigirse a la plantilla de ARN de la telomerasa Inhibir la actividad de la telomerasa Kanazawa et al [10] prepararon una ribozima con forma de martillo TeloRZ (una ribozima martillada) que se dirige al componente de ARN de la telomerasa y trataron de encontrarla. a través de experimentos si puede inhibir la telomerasa. Resultados Muestra que TeloRZ tiene la capacidad específica de escindir el nucleótido que contiene el componente de ARN de telomerasa que sintetizaron, y puede escindir el polinucleótido en el primer 5'-C↓U en la región plantilla. La adición de TeloRZ al extracto de líneas celulares de cáncer de hígado HepG2 o Huh-7 inhibe la telomerasa en ambas y se correlaciona positivamente con la dosis. Además, Wan. et al [11] informaron que la ribozima tipo martillo 2'-O-metilada con mayor estabilidad biológica puede inhibir las enzimas gliales humanas en aproximadamente 0,4 μmol/L. La actividad de la telomerasa en las células tumorales U87-MG fue del 90%. Se espera que degradar el componente de ARN de la telomerasa se convierta en un nuevo fármaco contra el cáncer.
Feng et al [12] en Se utilizaron oligonucleótidos antisentido complementarios a la región plantilla in vitro para inhibir la actividad de la telomerasa. De 23 a 26 generaciones de células HeLa transfectadas con hTR antisentido (ARN de telomerasa humana), la mayoría de las líneas celulares (33 28 de las cepas) entraron en un período de crisis, la actividad de la telomerasa se inhibió y las células comenzaron a morir.
Ton et al [13] diseñaron tiooligonucleótidos (PS) y nucleótidos peptídicos (PNA) antisentido que se dirigen a la región plantilla de ARN de la telomerasa humana. La PNA puede reconocer y unirse específicamente a la telomerasa humana y alcanzó una actividad inhibidora de IC50 en el rango de ~. 50 veces; y este último es un inhibidor no selectivo de secuencia de la telomerasa, mientras que el PNA es altamente específico en la inhibición de la telomerasa. Recientemente, Pitts et al [14] descubrieron que el 2'-O-metil ARN puede tener efectos específicos en el cultivo celular y. En animales de experimentación, y su efecto inhibidor sobre la telomerasa es mayor que el del péptido nucleótido PNA. Glukhov et al [15] tomaron como objetivo la línea celular de melanoma SK-Mel-28, la investigación muestra que los nucleótidos antisentido complementarios a la región plantilla hTR inhiben. La actividad de la telomerasa es más fuerte que otros nucleótidos antisentido y puede producir una fuerte inhibición a ?5 nmol/L?, mientras que ?20 nmol/L? Las muestras pueden inhibir completamente la actividad de la telomerasa. Estos resultados de investigación muestran las buenas perspectivas de aplicación de los oligonucleótidos antisentido hTR. p>
2.2 Inhibición de la actividad de la telomerasa basada en las propiedades de la transcriptasa inversa de la telomerasa La telomerasa es en realidad una transcriptasa inversa específica especial. Strahl et al [16] utilizaron células de la línea de células B humanas JY616 y células de la línea de células T Jurkat E6-1 (ambas). Las células expresan la actividad telomerasa Granzyme) se utilizó como objeto de investigación para examinar si los inhibidores retrovirales de la transcriptasa inversa conocidos afectarían la longitud de los telómeros y la tasa de crecimiento de estas células en cultivo. Los experimentos han demostrado que el ddG puede hacer que los telómeros de las células en división se repliquen. (AZT) también puede acortar gradualmente los telómeros de algunas células. Experimentos similares realizados por Yegorov et al [17] demostraron que en presencia de inhibidores de la transcriptasa inversa AZT y Carbovir, en estas condiciones, los fibroblastos embrionarios de ratón pueden transformarse espontáneamente para formar clones libres de telomerasa. , experimentando un proceso similar al envejecimiento. Sin embargo, este proceso inhibidor es reversible y los inhibidores de la transcriptasa inversa como AZT y ddG pueden ocupar preferentemente los telómeros. El sitio de unión de nucleótidos de la enzima inhibe la síntesis de los telómeros. Inhibición de la actividad de la telomerasa al dirigirse a los sustratos de la reacción de la enzima telomerasa La telomerasa, como transferasa terminal, convierte la desoxigenasa en Se añaden nucleótidos a los extremos de los telómeros para alargarlos. Los experimentos de Fletcher et al [18] demostraron que 7-deaza-dGTP y 7-deaza. -dATP inhibe la actividad de la telomerasa. 7-deaza-dGTP -dGTP y 7-deaza-dATP pueden inhibir la actividad de la telomerasa en un 50% en la línea celular 293 de riñón embrionario humano a ?11 μmol/l y ?8 μmol/l respectivamente. añadido al ADN telomérico por la telomerasa. Sin embargo, debido a que no es un sustrato correcto y eficiente para la telomerasa, inhibe la actividad de la telomerasa, lo que lleva a una maduración prematura de los telómeros (premaduración), que se manifiesta como telómeros acortados, lo que sugiere que N?7 es importante para la telomerasa. La actividad puede ser necesaria. Este modelo se puede utilizar para estudiar el papel de la estructura secundaria del ADN en el mecanismo de la telomerasa y, al mismo tiempo, proporciona una idea de referencia para el diseño de nuevos inhibidores de la telomerasa.
2.4 Dirigirse a la región de anclaje del ADN de la telomerasa para inhibir la actividad de la telomerasa utiliza la región de anclaje para unirse al extremo 5' del ADN telomérico como cebador y luego extiende los telómeros destruyendo la región de anclaje del ADN. puede inhibir la telomerasa de la síntesis de los telómeros, lo que hace que las células tumorales acorten sus telómeros y mueran [19]. Sin embargo, actualmente no hay informes sobre tales sustancias.
2.5 Fosfatasa Inhibición de la actividad de la telomerasa por 2A Li ? al [20] utilizó células de cáncer de mama humano PMC42 como material de investigación y descubrió que la fosfatasa 2A (PP2A) puede inhibir significativamente sus telómeros cuando se incuba con extractos nucleares de células tumorales de prueba. Actividad enzimática. Este efecto depende de la concentración (ED50 es? 10U? ¿±2U?
), y muy rápidamente (se produce una inhibición significativa en 10 segundos y la inhibición completa se produce en 2 minutos. Sin embargo, cuando se incuba PP2A con el extracto de membrana celular de prueba, la inhibición de su actividad telomerasa es ligeramente más débil y es incompatible con el citoplasma). Básicamente, no inhibe su actividad telomerasa durante la incubación. Además, el efecto inhibidor de PP2A sobre la actividad de la telomerasa nuclear puede ser específico, porque ni la proteína fosfatasa 1 ni la 2B afectan la actividad de la telomerasa. El inhibidor catalítico de PP2A, el ácido okadaico. se utilizó para demostrar que la inhibición de la telomerasa inducida por PP2A está relacionada con la desfosforilación de proteínas. Recientemente, Sogawa et al [21] descubrieron un polisacárido extracelular aislado de Micrococcus marinos. También tiene la capacidad de inhibir la actividad de la telomerasa en las células K562. cuando se cultivan células K562 con este polisacárido ***, la expresión de la subunidad catalítica PP1γ1 de la proteína fosfatasa 1 disminuye. Estos experimentos muestran que algunos telómeros. La fosforilación y desfosforilación de componentes proteicos de la enzima o factores reguladores de la telomerasa son de gran importancia para los telómeros. síntesis en células cancerosas.?
2.6 Inhibición de la actividad de la telomerasa por inhibidores de la PKC Ku et al[22] utilizaron células cultivadas de carcinoma nasofaríngeo NPC-076 como objeto de investigación y descubrieron que dos inhibidores de la proteína quinasa (PKC), bisindoplilmaleimida I y H-7, podrían inhibir significativamente la actividad de la telomerasa en las células de prueba. Entre los otros dos inhibidores de la PKC, la estaurosporina puede inhibir moderadamente la actividad de la telomerasa y la esfingosina solo puede inhibirla ligeramente. que la mayoría de las células tratadas siguen siendo viables (más de 75) y mantienen un nivel muy alto de capacidad de síntesis de proteínas. Este descubrimiento proporciona nuevas ideas para estudiar el mecanismo de la telomerasa y la terapia con telomerasa para el cáncer.
2,7 Algunos compuestos de moléculas pequeñas Inhibición de la actividad de la telomerasa Perry et al [23] informaron sobre la inhibición de las actividades de la telomerasa y de la enzima Taq mediante derivados de aminoantraceno-9,10-diona disustituidos 1,4 y 2,6, como el valor de CI50. de azaciclina para inhibir la actividad de la telomerasa es ?4μmol/L?~?11μmol/L?, lo que muestra una mayor eficacia entre los inhibidores de la telomerasa sin ácido nucleico actualmente conocidos. Además, Maasani ?et al [24] Los experimentos han demostrado que el galato de epigalocatequina, El principal componente de catequina en el té, puede inhibir directa y fuertemente la actividad de la telomerasa, que puede ser uno de los principales mecanismos del efecto anticancerígeno del té. Bare ?et al [25] Utilizando un nuevo método de sondas marcadas con europio y resueltas en el tiempo. fluorescencia, se examinaron 125.000 compuestos y se identificaron una serie de inhibidores de la telomerasa que contienen isotiazolona, entre los cuales se encontraron las sustancias más potentes en niveles submicrónicos. El valor IC50 se puede alcanzar a nivel molar. Estudios recientes también han demostrado que el DMSO puede inhibir reversiblemente la actividad de la telomerasa. .
3 ¿Conclusión?
Los telómeros y la telomerasa se han convertido en los más interesantes en la actualidad. Uno de los nuevos objetivos más atractivos para el tratamiento antitumoral, algunos estudios recientes han demostrado que los inhibidores de la telomerasa. no solo puede causar directamente la muerte de las células tumorales, sino que también aumenta la sensibilidad de las células tumorales a los medicamentos antitumorales que dañan el ADN y su resistencia a la susceptibilidad a la apoptosis (células U251-MG) [26], este resultado hace que la aplicación. Las perspectivas de los inhibidores de la telomerasa son más prometedoras. Aunque no todas las preocupaciones sobre esta terapia, por ejemplo, existen preocupaciones de que los inhibidores de la telomerasa afecten a las células madre y tengan efectos adversos en las células germinales, y preocupaciones de que el uso de inhibidores de la telomerasa pueda inducir no telomerasa. Sin embargo, según el conocimiento actual, las preocupaciones sobre las primeras pueden abordarse hasta cierto punto diseñando cursos de tratamiento para evitarlas (pero hay informes individuales de que no todos los telómeros de las células tumorales son más cortos que los de las células madre). , y las preocupaciones sobre esto último deben resolverse mediante pruebas experimentales y experimentos adicionales.
Sí, ciertamente, los esfuerzos de búsqueda e investigación de inhibidores de la telomerasa se basan en la comprensión de los telómeros, la telomerasa
Investigación enzimática Con la continua investigación en profundidad sobre los telómeros, la estructura, función y mecanismo regulador de la telomerasa, la investigación sobre los inhibidores de la telomerasa seguramente será cada vez más profunda. Sin embargo, a juzgar por la investigación actual, la investigación sobre la telomerasa es la más importante. La mayor parte de la investigación sobre inhibidores de enzimas aún se encuentra en la etapa de experimento celular in vitro, y hay pocos informes sobre los efectos farmacológicos y la farmacocinética in vivo. También es necesario verificar más a fondo los efectos y los efectos secundarios tóxicos de los inhibidores de la telomerasa cuando se usan en aplicaciones clínicas. .