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P97(又称VCP,valosin-containing protein)是一种广泛表达的AAA+ ATPase,在真核细胞的蛋白质稳态网络中占据核心节点。该蛋白通过水解ATP提供能量,驱动泛素化底物从多蛋白复合物或细胞结构中解离,进而参与内质网相关降解(ERAD)、泛素-蛋白酶体系统(UPS)及自噬等多种蛋白质质量控制通路。由于恶性肿瘤细胞通常具有高水平的蛋白质合成负荷,p97的活性对于维持其生存尤为关键,这使得p97成为肿瘤生物学研究中的重要分子靶标。CB-5083(AbMole,M13704)作为一种首创的p97 ATPase抑制剂,通过与p97的D2结构域竞争性结合,阻断其ATP水解活性,从而干扰下游底物的加工与降解。
CB-5083的发现源于对p97结构域功能的深入理解。p97由N端结构域(NTD)和两个串联的ATPase结构域(D1和D2)组成,其中D2结构域负责主要的ATP水解活性。结构生物学研究表明,CB-5083选择性嵌入D2结构域的ATP结合口袋,通过竞争性抑制阻断p97与ATP的相互作用,进而抑制其构象循环与底物转运功能。CB-5083(CAS No.:1542705-92-9,AbMole,M13704)对p97的抑制具有高度选择性,其IC50约为11 nM,且在超过175种其他ATPase中未表现出显著脱靶抑制,为探究p97依赖性蛋白质稳态调控提供了可靠的化学工具。
CB-5083(AbMole,M13704)处理后,肿瘤细胞内泛素化蛋白迅速累积,内质网相关降解底物滞留,未折叠蛋白反应(UPR)被激活,最终导致细胞凋亡。CB-5083(CAS No.:1542705-92-9,AbMole,M13704)在多种肿瘤细胞系中表现出广谱的增殖抑制活性,其对350种肿瘤细胞系的IC50范围在115 nM至2000 nM之间,提示该化合物在不同组织来源的肿瘤模型中均具有研究价值。
多发性骨髓瘤细胞因大量合成免疫球蛋白而高度依赖蛋白质稳态通路,因此对p97抑制尤为敏感。研究表明,CB-5083在多种多发性骨髓瘤细胞系(包括MM1.S、OPM2、KMS-11等)中均能有效降低细胞活力,并在原代分离的多发性骨髓瘤细胞中展现出类似的抑制效应。CB-5083(AbMole,M13704)的作用机制涉及泛素化蛋白累积、UPR激活及Caspase依赖性凋亡诱导。值得注意的是,即使在具有蛋白酶体抑制剂背景耐药性的细胞中,CB-5083仍能维持其抑制活性,这与其独特的分子机制相关:p97参与转录因子Nrf1的逆向转运,而Nrf1在蛋白酶体抑制剂暴露后上调蛋白酶体亚基基因的表达,CB-5083通过阻断该通路削弱了细胞的代偿能力。CB-5083(CAS No.:1542705-92-9,AbMole,M13704)与蛋白酶体抑制剂的协同效应已在多种体外体系中得到验证,为克服耐药机制的研究提供了新思路。
除血液肿瘤外,CB-5083在实体肿瘤研究中也展现出显著活性。在骨肉瘤研究中,p97在多数骨肉瘤细胞系中呈高表达状态,而CB-5083对11种骨肉瘤细胞系(包括U2OS、HOS、SJSA-1等)的IC50值介于0.3286 μM至1.032 μM之间,且对正常成骨细胞hFOB1.19的影响相对较小。CB-5083(AbMole,M13704)不仅能抑制骨肉瘤细胞的增殖,还可削弱其克隆形成能力,并诱导细胞凋亡。CB-5083(CAS No.:1542705-92-9,AbMole,M13704) 在骨肉瘤中的作用同样与蛋白质稳态失衡相关,表现为泛素化蛋白累积及内质网应激标志物上调。此外,在横纹肌肉瘤、膀胱癌、急性淋巴细胞白血病等细胞模型中,CB-5083亦显示出不同程度的增殖抑制活性,提示p97依赖的蛋白质降解通路在多种恶性肿瘤中具有保守的促生存功能。
内质网相关的降解程序(ERAD)是细胞清除错误折叠蛋白的关键机制,而p97负责将泛素化的ERAD底物从内质网逆向转运至细胞质,以便蛋白酶体降解。CB-5083通过抑制p97的ATPase活性,阻断该转运过程,导致ERAD底物在内质网腔内滞留,进而触发持续的UPR激活。研究表明,CB-5083处理后,肿瘤细胞中磷酸化eIF2α、ATF4及CHOP等UPR标志物显著上调,IRE1介导的XBP1剪接增强,最终诱导凋亡。CB-5083(AbMole,M13704)在ERAD研究中的应用不仅限于肿瘤领域,在探索蛋白质质量控制通路的细胞生物学机制方面同样具有重要价值。CB-5083(CAS No.:1542705-92-9,AbMole,M13704)所诱导的蛋白质稳态崩溃效应,为研究细胞如何应对蛋白质合成负荷、如何平衡UPR的保护性与促凋亡功能提供了可控的干预手段。
近年来,p97的功能研究已拓展至肿瘤以外的领域。在病毒学研究中,p97被证实为多种病毒复制的宿主依赖因子,CB-5083处理可降低病毒清除效率并影响感染进程。在神经肌肉疾病小鼠模型的研究中,p97的功能异常被证实与包涵体肌病相关,而CB-5083在相关动物模型中可诱导肌肉损伤相关的毒性表型,提示p97在肌肉组织稳态维持中的重要作用。CB-5083(AbMole,M13704)作为高选择性p97抑制剂,为这些跨学科研究提供了标准化的化学探针。CB-5083(CAS No.:1542705-92-9,AbMole,M13704)在DNA损伤修复研究中也显示出潜力,p97抑制可导致MRE11依赖性DNA末端过度切除,影响非同源末端连接修复效率,从而增强电离辐射的杀伤效应,为探索p97在基因组稳定性维持中的功能提供了工具。
本文所述均为科研试剂,仅供科学研究参考。
参考文献及鸣谢
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Le Moigne R, Aftab BT, Djakovic S, et al. The p97 inhibitor CB-5083 is a unique disrupter of protein homeostasis in models of multiple myeloma. Mol Cancer Ther. 2017;16(11):2375-2386.
Tang WK, Odzorig T, Jin W, et al. Structural Basis of p97 Inhibition by the Site-Selective Anticancer Compound CB-5083. Mol Pharmacol. 2019;95(3):286-293.
Nishimura N, Radwan MO, Amano M, et al. Novel p97/VCP inhibitor induces endoplasmic reticulum stress and apoptosis in both bortezomib-sensitive and -resistant multiple myeloma cells. Cancer Sci. 2019;110(10):3275-3287.
Zhao Z, Wu M, Zhang X, et al. CB-5083, an inhibitor of P97, suppresses osteosarcoma growth and stem cell properties by altering protein homeostasis. Am J Transl Res. 2020;12(5):2956-2967.
细胞实验参考
细胞系:U2OS, HOS, SJSA-1 and other osteosarcoma cell lines, as well as hFOB1.19 human osteoblast cells
方法:Cells were treated with various doses of CB-5083 for 72 hours. Cell viability was assessed using the MTT assay, and the half-maximal inhibitory concentration (IC50) was calculated. A colony formation assay was also conducted to evaluate antiproliferative activity.
浓度:0 to 8 μM (IC50 values ranged from 0.3286 to 1.032 μM across different osteosarcoma cell lines)
处理时间:72 h
参考文献:Am J Transl Res. 2020 Jun 15;12(6):2956-2967.
* 上述方法来自公开文献,仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同,请参考其他文献。
动物实验参考
动物模型:Nude mice, SJSA-1 osteosarcoma subcutaneous xenograft model
配制:CB-5083 was dissolved in normal saline containing DMSO
剂量:100 mg/kg
给药处理:Daily administration. Treatment began when tumor volume reached approximately 100 mm³ and continued for 30 days. Tumor volume and body weight were measured every 5 days.
参考文献:Am J Transl Res. 2020 Jun 15;12(6):2956-2967.
* 上述方法来自公开文献,仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同,请参考其他文献。
* 体内实验的工作液,建议现用现配,当天使用;如在配制过程中出现沉淀、析出现象,可以通过超声和(或)加热的方式助溶。切勿一次性将产品全部溶解。
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