表观遗传修饰主要包括翻译后组卵白修饰、、DNA修饰和RNA修饰,它们可以通过调理转录和染色质结构来影响基因表达。最新研究批注组卵白和RNA去甲基酶有希望成为有用的抗肿瘤靶标。表观遗传调理涉及到多种组卵白、、DNA和RNA修饰相关卵白的协同作用,同时调控这些修饰有可能施展协同抗癌作用。然而,许多表观遗传调理卵白尚无有用的抑制剂/激活剂,因此,施展这些修饰的协同作用面临重大挑战。最近研究发明,滋扰线粒体代谢和铁稳态是很是有远景的抗癌战略。线粒体代谢中的中心产品是组卵白/DNA/RNA去甲基化酶的辅因子或自然的抑制剂;而铁则是这些生物大分子Fe(II)/2-氧代戊二酸依赖性去甲基酶的活性中心。
克日,ng电子游戏化学学院毛宗万教授和谭彩萍副教授团队设计了偶联临床铁螯合剂的线粒体靶向铼(I)配合物,以期抵达同时破损线粒体代谢和细胞内铁稳态的目的(图1A)。其中,DFX-Re3可以将细胞中的铁重新定位到线粒体,并滋扰线粒体代谢,包括与表观遗传修饰亲近相关的要害代谢物(图1B),并对三阴性乳腺癌体现出高选择性杀伤效果。别的,铁的重新定位导致Fe(II)/2-氧代戊二酸依赖性去甲基酶的下调。效果显示,DFX-Re3可以同时提高DNA、、RNA和组卵白的甲基化水平,最终改变RNA聚合酶II的活性以及基因表达图谱。机制研究批注DFX-Re3可以诱导细胞免疫原性凋亡,并在体内体现出显著的抗肿瘤活性。该研究提供了一种通过干预线粒体代谢和铁稳态来调理癌症表观基因组的抗癌新战略。

作用机制研究发明,该设计具有以下几个显著优势:(1) DFX-Re3影响线粒体代谢中与表观遗传修饰相关的代谢物;(2) DFX-Re3将细胞铁富集于线粒体并诱导线粒体爆发大宗活性氧;(3) DFX-Re3同时提高组卵白、、DNA和RNA的甲基化水平;(4) DFX-Re3改变转录组,尤其是RNA聚合酶II的活性;(5) DFX-Re3诱导细胞免疫原性凋亡并在体内体现出很高的抗癌活性。
该研究效果揭晓在化学顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.,并被评为VIP论文。问题为 “Recoding Cancer Epigenome by Intervening Metabolism and Iron Homeostasis with Mitochondria-Targeted Re(I) Complexes”, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 18755-18762.
ng电子游戏化学学院2017级博士研究生潘正银为论文的第一作者,谭彩萍副教授、、毛宗万教授为配合通讯作者。上述研究事情获得了国家自然科学基金(21778078, 91953117,21837006),教育部立异团队(No.IRT-17R111),广东省自然科学基金(2015A030306023)和中央高校基础研究经费等项目的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202008624