Mitomycin C的作用机制及在肿瘤细胞系和动物模型中的多场景应用
2025-06-13 来源:本站 点击次数:77Mitomycin C（丝裂霉素C，MMC，AbMole，M5791）是一种从链霉菌属（Streptomyces caespitosus）发酵产物中分离得到的醌类抗生素。Mitomycin C具有一定的肿瘤抑制活性，它通过抑制细胞增殖和DNA合成发挥抑制作用。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、靶点蛋白、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利引用。
一、Mitomycin C（丝裂霉素C）作用机制
Mitomycin C（丝裂霉素C，MMC，AbMole，M5791）在细胞内的低氧或还原环境下，如肿瘤细胞微环境中，MMC的苯醌环可被 NADPH-细胞色素P450还原酶或DT-二氢叶酸还原酶还原为氢醌衍生物，随后氢醌衍生物自发氧化释放活性氧（ROS）并生成烷化剂，上述烷化剂能够与DNA的鸟嘌呤（G）N-2位点发生烷基化反应。同时，其苯醌环的另一活性位点可与相邻 DNA 链的鸟嘌呤或胞嘧啶（C）形成共价交联，最终导致 DNA 双链交联（DSC），严重阻碍 DNA 的复制和转录过程，使得细胞无法正常进行遗传信息的传递和表达，从而对细胞的增殖和功能产生抑制作用。
图 1. Mitomycin C的作用机理[1]
除了 DNA 交联作用外，Mitomycin C（丝裂霉素C，MMC，AbMole，M5791）在氧化还原循环过程中会产生大量ROS，进而攻击细胞内的生物大分子，包括脂质、蛋白质和核酸等。引发氧化应激反应，加剧细胞损伤，最终诱导细胞凋亡或坏死。最近的研究发现，Mitomycin C对硫氧还蛋白还原酶（Thioredoxin Reductase, TrxR）具有抑制作用[2]。Mitomycin C对TrxR的抑制可能导致细胞内氧化应激水平升高，进而影响细胞的抗氧化防御系统。
二、研究应用
1.Mitomycin C（丝裂霉素C）用于肿瘤研究
在肿瘤细胞系研究中，MMC （丝裂霉素C，Mitomycin C，AbMole，M5791）可用于评估其对肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。通过体外实验，观察Mitomycin C处理后肿瘤细胞的克隆形成能力、细胞划痕愈合速度以及穿过 Transwell 小室的能力变化，研究肿瘤细胞的恶性生物学行为，筛选潜在的肿瘤抑制靶点。Mitomycin C可用于抑制膀胱癌、胃癌、头颈部肿瘤、乳腺癌、胰腺癌、非小细胞肺癌等多种肿瘤细胞系[3]。
2.Mitomycin C用于其它动物模型的研究
Mitomycin C（丝裂霉素C，Mitomycin C，AbMole，M5791）还是一种动物实验慢性伤口造模剂，经Mitomycin C处理组的大鼠后背伤口愈合速度更慢，疤痕组织形成减少，且出现了坏死组织。伤口呈现棕色、干燥、厚实的慢性伤口特征，愈合时间比对照组长[4]。在食管化学损伤模型中，局部应用MMC具有增益效果，尤其是在损伤后立即使用[5]。Mitomycin C还能够用于声带损伤模型的愈合[6]。此外，利用Mitomycin C还可构建大鼠肺静脉闭塞模型，通过给SD大鼠注射2 mg/kg的Mitomycin C，然后观察肺组织的炎症细胞浸润、肺泡壁增厚和肺静脉闭塞情况。MMC处理的肺组织显示出肺泡壁增厚、炎症细胞浸润和肺静脉闭塞等变化，证实模型的成功构建[7]。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。
三、范例详解：
Front Immunol. 2023 May 1;14:1182851.
中山大学第一附属医院的实验人员在上述论文中探究了DNA依赖的IFN调节因子（DAI），在树突状细胞（DCs）成熟中的作用，以及抑制DAI对小鼠胰岛和皮肤异体移植存活的影响。实验人员使用重组腺病毒载体（AdV-DAI-RNAi-GFP）转导小鼠骨髓来源的树突状细胞（BMDCs），以抑制DAI表达（DC-DAI-RNAi），并评估其在脂多糖（LPS）刺激下的免疫细胞表型和功能。在胰岛移植和皮肤移植前，将DC-DAI-RNAi注入受体小鼠，记录胰岛和皮肤异体移植的存活时间，并测量脾脏中T细胞亚群的比例和血清中细胞因子的分泌水平。在文章中，AbMole的Mitomycin C（丝裂霉素C，Mitomycin C，AbMole，M5791）用于处理DCs，以抑制其在混合淋巴细胞反应（MLR）中的增殖能力（Mitomycin C可用于处理抗原呈递细胞以避免其在反应过程中发生自主增殖，从而确保反应的特异性和可分析性）。
图 2. DC-DAI-RNAi exhibited the immunosuppressive properties of tolerogenic DCs[8]
参考文献及鸣谢
[1] A. Bose, C. Surugihalli, P. Pande, E. Champeil, A.K. Basu, Comparative Error-Free and Error-Prone Translesion Synthesis of N(2)-2'-Deoxyguanosine Adducts Formed by Mitomycin C and Its Metabolite, 2,7-Diaminomitosene, in Human Cells, Chem Res Toxicol 29(5) (2016) 933-9.
[2] M.M. Paz, X. Zhang, J. Lu, A. Holmgren, A new mechanism of action for the anticancer drug mitomycin C: mechanism-based inhibition of thioredoxin reductase, Chem Res Toxicol 25(7) (2012) 1502-11.
[3] J.H. Beijnen, H. Lingeman, H.A. Van Munster, W.J. Underberg, Mitomycin antitumour agents: a review of their physico-chemical and analytical properties and stability, J Pharm Biomed Anal 4(3) (1986) 275-95.
[4] A. Ariawan, A. Wicaksana, A. Rifqi Fauzi, R. Seswandhana, Chronic wound mitomycin-c-induced animal models, Journal of thee Medical Sciences (Berkala Ilmu Kedokteran) 50(2) (2018).
[5] T.F. Bustamante, P.L. Lourenção, K.L. Higa, A.P. Silva, E.V. Ortolan, The use of mitomycin C in caustic esophagitis in rats, Acta Cir Bras 28(2) (2013) 136-41.
[6] C.G. Garrett, J. Soto, J. Riddick, C.R. Billante, L. Reinisch, Effect of mitomycin-C on vocal fold healing in a canine model, Ann Otol Rhinol Laryngol 110(1) (2001) 25-30.
[7] Q. Song, P. Chen, S.J. Wu, Y. Chen, Y. Zhang, Differential Expression Profile of microRNAs and Tight Junction in the Lung Tissues of Rat With Mitomycin-C-Induced Pulmonary Veno-Occlusive Disease, Front Cardiovasc Med 9 (2022) 746888.
[8] P. Cheng, Q. Jian, Z. Fu, R. Deng, Y. Ma, Inhibition of DAI refrains dendritic cells from maturation and prolongs murine islet and skin allograft survival, Front Immunol 14 (2023) 1182851.
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