Bleomycins (BLMs) 博萊霉素家族常用抗生素成員的應用選擇

◇◇ Bleomycin Sulfate 硫酸博萊霉素；Bleomycin A5 Hydrochloride 鹽酸平陽霉素；

◇◇ Zeocin 博萊霉素；Phleomycin 腐草霉素；

基本概念：

博萊霉素（博來霉素）（Bleomycins, BLMs），由輪枝鏈霉菌（Streptomyces verticillus）代謝產生的一種抗腫瘤糖肽抗生素，是臨床上相關的天然產物，用于化療治療淋巴瘤、鱗狀細胞癌和睪丸癌。BLMs通過一種金屬依賴的機制引起序列特異性的氧化切割dsDNA。BLMs含4個功能結構域：i）包含嘧啶博萊酸（pyrimidoblamic acid）和β-羥基組氨酸的金屬結合域；ii）由二噻唑部分和與嘧啶胺環相互作用的C端胺基尾部構成的DNA結合域；iii）連接金屬和DNA結合域的一連接區域；以及iv）負責細胞選擇性和DNA斷裂活性的二糖部分[1]?！疚墨I1：Coughlin JM et al. BlmB and TlmB provide resistance to the bleomycin family of antitumor antibiotics by N-acetylating metal-free bleomycin, tallysomycin, phleomycin, and zorbamycin. Biochemistry. 2014 Nov 11;53(44):6901-9.】

一、硫酸博萊霉素（Bleomycin Sulfate）與鹽酸平陽霉素（Bleomycin A5 Hydrochloride）

□ 用途：抗腫瘤藥物（Anticancer agent）

平陽霉素和博萊霉素通常與其他抗腫瘤劑聯合使用在臨床上用來治療睪丸癌、卵巢癌、子宮頸癌、頭頸癌、食道癌、甲狀腺癌和淋巴瘤。

1.1 兩種抗生素的結構特征

平陽霉素（Pingyangmycin），也稱為博萊霉素A5（Bleomycin A5），是博萊霉素家族成員之一。于1969年發現于中國浙江平陽縣，之后于1978年國家食品藥品監督管理（SFDA）授權用于臨床用途。

博萊霉素（Bleomycin, BLM）于1962年發現，于1969年在日本授權為抗腫瘤藥物，也在1973年獲US FDA許可用于臨床藥。BLM是兩種主要成分構成的混合物，博萊霉素A2（55-70%）和B2（25-32%）。

博萊霉素A2、B2和A5結構見圖1，三個化合物具有相同的化學骨架，但不同的帶正電荷R基團。幾種轉運體負責攝取帶正電荷的BLMs。一旦進入細胞，BLMs的抗腫瘤活性取決于它們產生RNA和DNA斷裂的能力，引起細胞死亡。

圖1. 博萊霉素A2、B2和A5的化學結構圖。

1.2 兩種抗生素（三個化合物）的藥理特征

He Y et al.[2]對6種不同的細胞系，包括一種獨特的CHO突變細胞（GAG生物合成缺陷）比較博萊霉素A2、B2和A5的細胞毒性和分子機制，細胞毒性數據表明GAGs可能是BLMs的細胞攝取受體。而BLM和A5作用下EGFR表達和磷酸化的下調說明，不同的BLMs具有相同的分子機制來誘導細胞毒性（基于細胞周期數據、參與細胞周期、凋亡和其他過程重要蛋白的免疫印跡分析）。（文獻2：He Y et al. Pingyangmycin and Bleomycin Share the Same Cytotoxicity Pathway. Molecules. 2016 Jun 30;21(7).）from maokangbio)

在中國，博萊霉素A5更多替代BLM用作一種抗腫瘤藥，因組分單一且價格更便宜，更重要的是A5是有效的，雖然在腫瘤細胞上并未比BLM更優秀。的確，本文中A5的細胞毒性和IC50數據也表明其在所有腫瘤和CHOK1細胞系（除CHO745）毒性更強（見圖2）。有意思的是，A2和B2在CHO745中的毒性明顯強于A5。進一步說明GAGs可能是哺乳動物細胞內負責BLM攝取的受體。

圖2. Growth inhibitory effect of BLMs on A549, H1299, HCT116, HT29, CHO745 and CHOK1 cell lines. Two human lung cancer cell lines A549 and H1299, two human colon cancer cell lines HCT116 and HT29, and two Chinese hamster ovary cell lines (CHO745 and CHOK1) were used to measure the percentage of viable cells after 48 h exposure to 0–160 μM BLM (A2B2), A2, B2, A5, A2A5 and B2A5. The experiment was repeated three times with similar results. The untreated cells (control) were assigned values of 100 and the results were presented as mean ± S.D. (n = 3). Different letters (a, b, or c) in each concentration group mean significant differences (ANOVA with Tukey test for multiple comparisons, p < 0.05).

二、博萊霉素（Zeocin）和腐草霉素（Phleomycin）

□ 用途：篩選抗生素（selection antibiotic）

2.1 兩種抗生素的基本介紹

腐草霉素（Phleomycin）是一種糖肽類抗生素，結構上類似于抗生素Bleomycin (BLM)。純化的腐草霉素主要由腐草霉素D1（Phleomycin D1）（末端胺基是胍丁胺）以銅離子螯合和鹽酸鹽形式提供。腐草霉素阻斷細胞周期進入S期，雖然腐草霉素類似于Bleomycin，能破壞DNA，但不用作一種抗腫瘤劑。目前腐草霉素的作用機理并未完全得以闡明，據報道由于修飾的二噻唑部分，其不能插入DNA。RAD6 DNA修復基因在突變酵母內對腐草霉素抗性是必須的。分子遺傳實驗中腐草霉素用作一種選擇性抗生素，其具廣譜的毒性，對細菌、真核微生物和植物和動物細胞呈體內活性。腐草霉素因此能用于鑒定和篩選含腐草霉素抗性基因比如Sh ble基因的各種細胞。

Zeocin?是博萊霉素/腐草霉素（bleomycin/phleomycin）抗生素家族的成員之一，從輪枝鏈霉菌Streptomyces verticillus中分離得到，對細菌、真菌（包括酵母菌）、植物和哺乳動物細胞具很強的毒性。Zeocin?是腐草霉素D1的商業名稱，一種堿性、水溶性、銅離子螯合的糖肽抗生素。銅離子的存在使得溶液為藍色，此銅螯合的形式為無活性。一旦進入細胞后，二價銅離子（Cu2+）被還原為一價銅離子（Cu+），并被細胞內的巰基化合物去除。銅離子被去除后，Zeocin?被活化，嵌入DNA使其斷裂，最終導致細胞死亡。

2.2 兩種抗生素的應用差異

腐草霉素（Phleomycin）和Zeocin?都屬于博萊霉素/腐草霉素（bleomycin/phleomycin）抗生素家族的成員，后者是對Phleomycin D1的商業名稱。這兩種抗生素都用作篩選抗生素，分子遺傳學中用來攜帶腐草霉素抗性基因比如Sh ble基因的轉染細胞。

腐草霉素（Phleomycin）與Zeocin?有效成分基本差不多，但有所差異，腐草霉素（Phleomycin）建議用于對Zeocin?敏感性比較差的細胞，比如：絲狀真菌和某些酵母菌。

三、四種化合物的產品信息【我司懋康生物maokangbio提供以上四種產品的博萊霉素家族化合物，現貨供應，歡迎訂購或來電資料，021-54736159】

 — —Written/Edited by V. Shallan【版權歸MKBio懋康所有】

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