Journal of Organic Chemistry Research 有机化学研究, 2024, 8(1), 1-13 Published Online March 2024 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/jocr https://doi.org/10.12677/jocr.2024.81001
Research Progress of Multidrug Resistance Mechanism and Reverser in Tumor
Mudan Guo1, Xiuying Xu1, Doudou Xu1, Jingjing Liu1, Andrease Melzer2, Yimin Zheng1*
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Received: Jun. 24th, 2024; accepted: Jul. 8th, 2024; published: Jul. 15th, 2024
College of Pharmacy and Bioengineering, Chongqing University of Technology, Chongqing University of Dundee, Dundee UK
Abstract
Multidrug resistance (MDR) is a phenomenon in which tumor cells produce cross-resistance to an-titumor drugs with different structures and target targets. MDR is the main reason for the failure of tumor chemotherapy. This article reviews the mechanism of tumor MDR and the progress of tumor MDR chemical reversal agents.
Keywords
Tumor, Multidrug Resistance, Mechanism, Chemical Reversal Agent
肿瘤多药耐药机制及化学逆转剂研究进展
郭牡丹1，胥秀英1，徐豆豆1，刘晶晶1，Andrease Melzer2，郑一敏1*
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重庆理工大学药学与生物工程学院，重庆 英国邓迪大学，英国 邓迪
收稿日期：2024年6月24日；录用日期：2024年7月8日；发布日期：2024年7月15日
摘 要
肿瘤多药耐药(Multidrug Resistance, MDR)系肿瘤细胞对结构与作用靶位不同的抗肿瘤药物产生交叉耐药性的现象，MDR是肿瘤化疗失败的主要原因。本文对肿瘤MDR发生机制及肿瘤MDR化学逆转剂进展进行了综述。
*通讯作者。
文章引用: 郭牡丹, 胥秀英, 徐豆豆, 刘晶晶, Andrease Melzer, 郑一敏. 肿瘤多药耐药机制及化学逆转剂研究进展[J]. 有机化学研究, 2024, 8(1): 1-13. DOI: 10.12677/jocr.2024.81001
郭牡丹 等
关键词
肿瘤，多药耐药，机制，化学逆转剂
Copyright ? 2024 by author(s) and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Open Access 1. 引言
肿瘤严重威胁人类生命和健康[1] [2] [3]，目前90%以上肿瘤患者治疗失败都与肿瘤MDR有关[3]。本文对肿瘤MDR发生机制以及逆转肿瘤MDR的进展进行了综述。
2. 多药耐药机制
肿瘤细胞MDR形成机制是多因素参与的复杂过程，ABC转运蛋白家族、miRNA、肿瘤干细胞(cancer stem cell, CSC)、自噬诱导、诱导异常、DNA损伤修复、药物靶点突变及表观遗传诱导与之有关(图1)。
Figure 1. Potential mechanism of tumor MDR [4]
图1. 肿瘤MDR潜在机制[4]
2.1. ABC转运蛋白家族
ABC转运蛋白能外排细胞内药物，分ABCA到ABCG亚家族[5]，共49种不同类型的转运蛋白[6]。如ABCB1促使癌细胞对米托蒽醌，沙奎那韦，表鬼臼毒素和蒽环类药物的耐药性[7] [8] [9] [10]。ABCG2与乳腺癌、结肠癌、胃癌、小细胞肺癌和卵巢癌MDR关系密切[11]。ABC转运蛋白已经成为开发新型逆转剂的靶点[12]。
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2.2. miRNA调控
miRNA是一类小非编码RNA，它通过调节ABC转运蛋白，凋亡蛋白，DNA损伤修复，自噬和药物代谢酶等(图2)产生肿瘤MDR [13] [14]。
Figure 2. miRNA regulates MDR pathway in tumor cells [15] 图2. miRNA调控肿瘤细胞MDR路径[15]
2.3. 肿瘤干细胞(CSC)调控
CSC具有自我更新和分化特性，多处于细胞G0期，具有很高的端粒酶活性及DNA复制修复能力，是造成肿瘤耐药的最根本原因[16]。通过高表达ABC转运蛋白和抗凋亡基因而逃避化疗及放疗，导致肿瘤复发和转移[17]。
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2.4. 自噬诱导
自噬是一个高度保守的细胞降解和循环过程[18]。自噬通过降解药物分子发挥其细胞保护作用，帮助癌细胞逃避凋亡[19]。
2.5. 凋亡异常
肿瘤细胞通过抑制细胞凋亡而引起MDR [20]。肿瘤细胞凋亡异常有凋亡蛋白抑制因子、Caspase-8蛋白、死亡受体等表达异常[21]。
2.6. DNA损伤和修复(DDR)
肿瘤细胞DNA修复可以切除抗肿瘤药物致命性的DNA损伤，降低基于破坏肿瘤细胞DNA药物的效果。最新研究表明，在10,489例肿瘤内，80个核心DDR基因中有13个被显著扩增和过表达，带有DDR基因扩增的肿瘤可产生化疗耐药而导致整体生存率下降[22]。
2.7. 表观遗传诱导
表观遗传是指细胞内除遗传信息以外的其他可遗传物质的改变，与肿瘤MDR的恶性表型密切[23]。
3. 化学逆转剂
3.1. 临床研究中逆转肿瘤MDR药物
3.1.1. 靶向ABCB1耐药逆转剂
靶向ABCB1/p-gp/MDR1耐药逆转剂(图3)经历了三代发展(表1)，目前已经研发至第四代。由于毒副作用大，至今没有应用于临床。
Table 1. Targeted ABCB1 resistance reversal agents 表1. 靶向ABCB1耐药逆转剂
分类 第一代[24] 第二代[25] [26]
代表化合物
维拉帕米(Verapamil)和环孢素A
右旋维拉帕米(dexverapamil)、哌啶类衍生物VX-710、环
孢素A的同系物PSC833
问题
治疗效果差、所需剂量高、易产生心脏毒副作用 选择性差，抑制CYP450介导的抗癌药物代谢，
干扰正常细胞代谢，仍存在毒副作用
第三代[27] [28]
环丙基二苯并环庚烷类物质[Zosuquidar (LY335979)，在一定程度上克服了前两代的不足之处，
Laniquidar (R101933)]、新型氨基哌啶类逆转剂S9788 但仍然存在药代动力学异常、对正常细胞毒性大等问题
维拉帕米 环孢素A 右旋维拉帕米 Verapamil Cyclosporin A dexverapamil
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哌啶类衍生物(VX-710) 环孢素A的同系物 环丙基二苯并环庚烷类物质
VX-710 PSC833 Zosuquidar (LY335979)
环丙基二苯并环庚烷类物质 新型氨基哌啶类逆转剂
Laniquidar (R101933) S9788
Figure 3. Targeting ABCB1 resistance reversal agent 图3. 靶向ABCB1耐药逆转剂
3.1.2 谷胱甘肽转移酶(GST)/谷胱甘肽(GSH)抑制剂
GST/GSH过度表达而产生MDR [29]。抑制GSH的药物有丁硫氨酸亚碘胺(BSO)、依地尼酸(EA)、硝基咪哇类等。BSO是谷氨酰半胱氨酸合成酶的特异性抑制剂，它通过降低细胞内GSH的浓度，增加肿瘤细胞对抗癌药物的敏感性逆转MDR。EA可以抑制GST的活性，在GST的催化作用下，EA与GSH结合形成的EA-GSH复合物比EA更强作用[29] [30]。小分子化合物APR-246 (图4)具有调节细胞内GSH水平的作用，毒副作用小，是潜在的MDR逆转剂，正在进行临床试验[31]。 3.1.3. 拓扑异构酶(Topo)抑制剂
Topo是细胞凋亡过程中关键的核内酶。临床用药初期，TopoI抑制剂(伊立替康、拓扑替康等)抗肿瘤敏感性较高，但易产生耐药性。TopoII抑制剂XR11576 (图5)可逆转TopoI/ABCB1/MRP导致的MDR
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