白桦脂酸

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白桦脂酸(Betulinic Acid, BA)是一种天然存在的五环三萜类化合物,最初提取自白桦树Betula alba)的树皮。与传统的化疗药物(通过损伤 DNA 杀伤细胞)不同,白桦脂酸被定义为一种直接的“线粒体靶向剂”。它能直接触发线粒体外膜通透性(MOMP),释放细胞色素 c,从而诱导癌细胞凋亡。这一过程完全不依赖于 p53 或 CD95(Fas)受体,使其对化疗耐药的肿瘤(如 p53 突变的肿瘤)依然有效。此外,BA 还是转录因子 SP1 的强效抑制剂,通过促进 SP1 降解来阻断肿瘤血管生成。

白桦脂酸
Betulinic Acid / 3β-Hydroxy-lup-20(29)-en-28-oic acid (点击展开)
               [Image:Betulinic_acid_chemical_structure_3D]
结构:羽扇豆烷型五环三萜
化学性质
分子式 C30H48O3
分子量 456.71 g/mol
CAS 号 472-15-1
溶解性 极难溶于水 (疏水性)
药理机制
主要靶点 线粒体 (PTP孔), SP1
作用方式 直接诱导 MOMP, 蛋白酶体降解
依赖性 非 p53 依赖
适应症与研发
核心适应症 黑色素瘤, 神经母细胞瘤
抗病毒 HIV-1 (成熟抑制剂)
开发瓶颈 生物利用度低 (需纳米制剂)

线粒体刺客:绕过 p53 防线

白桦脂酸最引人注目的特性是其独特的促凋亡机制,这使其能杀伤对传统化疗耐药的肿瘤:

  • 直接靶向线粒体:
    BA 直接作用于线粒体,诱导线粒体通透性转换孔(PTP)开放或直接破坏外膜完整性。这导致致死因子(细胞色素 c、AIF、Smac)从线粒体释放到胞质。
  • p53 独立性:
    大多数化疗药(如阿霉素)依赖 DNA 损伤引发的 p53 信号来启动凋亡。然而,超过 50% 的肿瘤存在 p53 突变。BA 的杀伤作用完全不经过 p53,也不需要死亡受体(CD95)参与,因此对 p53 突变型肿瘤同样高效。

SP1 降解剂:切断血管生成

机制上的突破

与光辉霉素(竞争性结合 DNA)不同,白桦脂酸通过促进转录因子 SP1泛素-蛋白酶体降解来抑制其功能。这种作用极其迅速,导致 SP1 下游的促生存基因(如 VEGF, Survivin, Cyclin D1)表达水平急剧下降,从而抑制肿瘤生长和血管生成。

临床潜力:黑色素瘤与 HIV

领域 独特优势 当前状态
黑色素瘤 BA 在微酸性环境(肿瘤微环境)中活性更强;对黑色素瘤细胞具有极高的特异性杀伤力。 局限于局部给药或纳米制剂(因溶解度差)。
抗 HIV 衍生物 Bevirimat 是一种“成熟抑制剂”,阻断病毒衣壳蛋白的最后切割步骤。 II 期临床(概念验证成功,但在寻找更好衍生物)。
神经母细胞瘤 联合 长春新碱TRAIL 可克服耐药性。 临床前研究。
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Pisha E, et al. (1995). Discovery of betulinic acid as a selective inhibitor of human melanoma that functions by induction of apoptosis. Nature Medicine.
[点评]:历史性文献,首次报道了白桦脂酸对黑色素瘤的特异性杀伤作用,使其成为明星分子。

[2] Fulda S, et al. (1997). Betulinic acid triggers CD95 (APO-1/Fas)- and p53-independent apoptosis via activation of caspases in neuroectodermal tumors. Cancer Research.
[点评]:Simone Fulda 团队的经典研究,确立了其不依赖 p53 和 CD95 的线粒体凋亡机制。

[3] Chintharlapalli S, et al. (2007). Betulinic acid inhibits prostate cancer growth through inhibition of specificity protein transcription factors. Cancer Research.
[点评]:首次详细揭示了白桦脂酸通过降解 SP1 来抑制肿瘤生长的分子机制。

           白桦脂酸 · 知识图谱
分子机制 MOMP (线粒体通透) • p53非依赖SP1降解
来源植物 白桦树皮酸枣仁迷迭香
衍生药物 白桦醇 (前体) • Bevirimat (抗HIV)
适应症 黑色素瘤神经母细胞瘤胶质母细胞瘤