3-Bromopyruvic acid   中文名称: 3-溴丙酮酸

Hexokinase II/HXK II

3-Bromopyruvate/3-Bromopyruvic Acid 可改善乳腺癌细胞中 TRAIL 引起的光暴露 [2]。 3-Bromopyruvate 增加 DR5 的表达，同时抑制 ATP 的合成。 3-Bromopyruvate 会提高 AMPK、GRP78 和 CHOP 磷酸化以及 TRAIL 触发的 Bax 和 caspase-3 的水平 [2]。 3-BP抑制ATP生成并上调DR5表达。 3-BP/3-Bromopyruvic Acid上调CHOP、GRP78及AMPK磷酸化水平，增强TRAIL诱导的Bax和caspase-3表达。 AMPK抑制剂Compound C可减弱3-BP对TRAIL协同抑制细胞生长和促进凋亡的作用。 Compound C抑制3-BP诱导的DR5、GRP78、CHOP及p-AMPK等凋亡相关蛋白的上调。[2]

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结果表明3-BrPA3-Bromopyruvic Acid/通过细胞凋亡以剂量依赖方式诱导生长抑制。3-BrPA联合雷帕霉素对NB细胞产生协同抑制作用，影响细胞凋亡、细胞周期及代谢通路。3-BrPA与雷帕霉素共培养的NB细胞中观察到LC3-II积累明显增加。雷帕霉素单独作用可抑制mTOR信号通路，与3-BrPA联用则增强该现象并影响NB细胞代谢。 结论：3-BrPA联合雷帕霉素可能通过抑制mTOR活性诱导NB细胞凋亡。本研究提示同时抑制mTOR信号通路和糖酵解活性可能成为NB化学预防的有效治疗策略。[1]

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己糖激酶II（HKII）作为糖酵解关键酶在癌细胞中广泛过表达。HKII抑制剂3-溴丙酮酸/3-Bromopyruvic Acid（3-BrPA）被认为是一种特异性抗肿瘤剂。自噬是调节蛋白质合成与降解平衡的过程，在哺乳动物系统中既可基础发生，也可被饥饿、氧化应激等刺激激活。因此我们假设3-BrPA可能诱导自噬。本研究探讨了3-BrPA的作用机制及其与氯喹的联合效应。结果表明在MDA-MB-435和MDA-MB-231细胞中，3-BrPA诱导的自噬可被氯喹抑制。联合治疗能协同降低活细胞数量，值得注意的是：联合用药在MDA-MB-435细胞中触发凋亡，而在MDA-MB-231细胞中诱导坏死性凋亡。当3-BrPA与CQ联用时，ROS介导了细胞死亡。最终CQ在体内增强了3-BrPA的抗癌功效。综上，3-BrPA通过触发自噬增加乳腺癌细胞对治疗的抵抗，而CQ通过刺激ROS形成增强3-BrPA诱导的乳腺癌细胞死亡。因此抑制自噬可能成为乳腺癌辅助化疗的创新策略。 人骨骼肌研究显示：诱导型shRNA有效耗竭SU86.86胰腺癌细胞中的Mirk后，八种抗氧化基因表达下降。这表明癌细胞与分化肌管均利用Mirk激酶缓解氧化应激。[3]

3-溴丙酮酸（8 mg/kg；腹腔注射；每 4 天一次，持续 28 天）在裸鼠体内的 MCF-7 细胞异种移植物中表现出优异的抗肿瘤活性 [2]。

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3-溴丙酮酸/3-Bromopyruvic Acid(3-BP)与TRAIL在肿瘤异种移植模型中的抗肿瘤效果[2]
将MCF-7细胞皮下接种至裸鼠前肢诱导异种移植瘤形成。当肿瘤平均体积达到~100 mm3时，根据肿瘤体积将小鼠匹配分为4组，分别接受PBS、3-BP、TRAIL或3-BP+TRAIL治疗。治疗28天后，各组肿瘤体积分别为：PBS组~1,200±100 mm3、3-BP组~850±71 mm3、TRAIL组~700±77 mm3、3-BP+TRAIL组~232±40 mm3(图6A)。为评估上述治疗的肝肾毒性，检测了血清学标志物水平，包括天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、血尿素氮(BUN)和肌酐(Cr)。结果显示各组均未表现出明显毒性水平，这些标志物的表达量未发生变化(图6B)。H&E染色结果表明，3-BP组、TRAIL组及3-BP+TRAIL联合组的肿瘤均出现坏死，其中联合组的坏死区域面积大于其他治疗组(图6C)。肝脏和肾脏的H&E染色显示各治疗方案均未引起明显损伤(图6C)。最后，TUNEL染色显示3-BP+TRAIL联合组的凋亡细胞数量较其他组增加(图6D)。因此，结果表明3-BP与TRAIL联用的抗肿瘤效应与体内较低的肝肾毒性相关。

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CQ增强3-溴丙酮酸/3-Bromopyruvic Acid(3-BrPA)在裸鼠中的抗肿瘤效果[3]
为确认3-BrPA与CQ联用是否能抑制肿瘤生长，对MDA-MB-231异种移植模型进行研究。空白对照组、CQ单药组、3-BrPA单药组及CQ+3-BrPA联合组的异种移植瘤均持续生长。CQ+3-BrPA联合使用可阻止肿瘤生长(图6A)。治疗结束后处死小鼠并切除肿瘤进行评估：空白对照组、CQ单药组和3-BrPA单药组的肿瘤重量均大于CQ+3-BrPA联合组(图6B)。苏木精-伊红(HE)染色显示CQ+3-BrPA联合治疗组小鼠的肿瘤坏死区域更大。因此，CQ在体内增强了3-BrPA的抗肿瘤效果。

细胞活力测定[2]
细胞类型： MCF-7 和 MDA-MB-231 细胞
测试浓度： 40、80、160 或 320 µM
孵育持续时间：24小时
实验结果：3-溴丙酮酸（80和160 µmol/l）和TRAIL（400 ng） /ml) 显着抑制细胞活力。

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Western Blotting分析[1]
用3-BrPA/3-Bromopyruvic Acid和/或雷帕霉素处理人神经母细胞瘤细胞后，使用RIPA裂解液在冰上分离总蛋白，并用BCA蛋白检测试剂盒测定蛋白浓度。取40μg蛋白进行SDS-PAGE电泳并转膜至PVDF膜。PVDF膜用含0.05% Tween 20的5%脱脂牛奶(PBS配制)封闭1小时，随后与一抗在4°C孵育过夜。次日，PVDF膜与二抗室温孵育1小时，TBST洗涤3次后，用ECL Plus Western Blotting检测试剂及分析系统显影。为控制上样量一致，PVDF膜用β-actin抗体校准。

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Annexin V-FITC/PI染色[1]
使用Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒检测经3-Bromopyruvic Acid/3-BrPA和/或雷帕霉素处理的神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y和SK-N-SH)凋亡情况。收集细胞上清及贴壁细胞，离心重悬后加入1×Binding Buffer和5μL Annexin V-FITC，轻柔混匀并于冰上避光孵育10分钟，再加入10μL PI染色液，冰上避光孵育5分钟。最后用Accuri C6流式细胞仪检测数据，并通过Treestar FlowJo软件分析。

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流式细胞术评估细胞周期[1]
将神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y和SK-N-SH)以3×10^5细胞/孔的密度接种于6孔板，经3-BrPA和/或雷帕霉素处理后，用不含EDTA的0.25%胰酶消化收集细胞，预冷PBS洗涤，4°C 75%乙醇固定2小时或过夜。PBS洗涤两次后，将细胞悬于100μL 5 mg/mL RNase溶液中，室温避光孵育30分钟，再加入50μg/mL碘化丙啶(PI)溶液，4°C避光染色30分钟。最终使用FACS Calibur流式细胞仪分析。

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代谢物分析[1]
神经母细胞瘤细胞分别用含DMSO、25μM雷帕霉素、50μM 3-BrPA或25μM雷帕霉素+50μM 3-BrPA的RPMI-1640培养基培养6小时。采用BioVision 的检测试剂盒测定细胞葡萄糖摄取、乳酸生成及ATP产量。数据为三次重复实验的平均值，并以对照组百分比表示。

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细胞活力检测[1]
采用CCK-8法检测经3-BrPA和/或雷帕霉素处理的NB细胞(IMR-32、SH-SY5Y和SK-N-SH)增殖情况。将细胞以5×10^3细胞/孔接种于96孔板过夜，分别用不同浓度(0、25、50、75和100μM)3-BrPA处理24小时(DMSO作为空白对照)。弃上清后加入CCK-8溶液，37°C避光孵育4小时，最后用酶标仪在450 nm波长下测定吸光度。实验独立重复三次。

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细胞活力检测[2]
将细胞接种于96孔板(6×10^3细胞/孔)，分别用不同浓度3-Bromopyruvic Acid/3-BP(0、40、80、160和320 μmol/l)或TRAIL(25、50、100、200和400 ng/ml)处理24小时。每孔加入含5 mg/ml MTT的PBS溶液(15 μl)，继续孵育4小时。弃培养基后加入DMSO(150 μl/孔)溶解甲臜结晶，最后用酶标仪在490 nm波长下测定吸光度。

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PI染色[2]
将细胞接种于12孔板(1.5×10^5细胞/孔)培养24小时至对数生长期，分别用不同浓度3-BP、TRAIL或两者联用处理24小时。每孔加入碘化丙啶(PI，600 μl)染色2小时，流式细胞仪分析。

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ATP定量[2]
按说明书使用CellTiter-Glo发光法细胞活力检测试剂盒测定ATP水平。将细胞(1.5×10^5/孔)接种于12孔板24小时，再用不同浓度3-BP处理4小时(37°C)。收集细胞后用RIPA裂解液冰上裂解10分钟，4°C 13,225×g离心5分钟。取30 μl裂解液加入96孔板，与核苷酸释放缓冲液(100 μl/孔)和ATP监测酶(10 μl/孔)混合，最后用Luminoskan化学发光仪和Varioskan Flash多功能酶标仪检测信号。

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细胞表面染色[2]
将细胞(2.5×10^5/ml)接种于6孔板，用PBS或80 μmol/l 3-BP处理24小时。用含10% FBS的PBS封闭非特异性抗体结合位点20分钟，PBS洗涤后重悬于200 μl PBS，分装两管并与20 μl抗体溶液(兔抗DR5抗体，1% FBS-PBS稀释1:1000)冰上孵育30分钟。PBS洗涤两次后，与100 μl FITC标记的山羊抗兔IgG冰上孵育30分钟，最后用Accuri C6流式细胞仪检测表面染色。

动物/疾病模型：雌性裸鼠（BALB/c；4-5周龄，18-20 g）[2]
剂量：8 mg/kg
给药途径：腹腔注射（ip）；每4天一次，持续28天
实验结果：在肿瘤模型中，在异种移植瘤中显示出抗肿瘤疗效。

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体内实验[2]
为了研究3-溴丙酮酸/3-BP和TRAIL的抗肿瘤作用，使用了雌性裸鼠（BALB/c；4-5周龄，18-20 g）。小鼠饲养于特定病原体清除（SPF）条件下（温度26–28°C，气压差10–20 kPa，10小时光照/14小时黑暗循环，自由摄食饮水）。将MCF-7细胞（4×10⁶个细胞/只）皮下注射至小鼠体内以诱导肿瘤形成。共20只肿瘤体积>100 mm³的小鼠被随机分为四组（每组5只），每4天腹腔注射PBS（0.2 ml）、3-BP（8 mg/kg）、TRAIL（0.1 mg/kg）或3-BP（8 mg/kg）联合TRAIL（8 mg/kg）。每次注射前均监测小鼠体重。肿瘤体积采用以下公式计算：长度×宽度²/2。治疗28天后，采用颈椎脱臼法处死小鼠。经过28天的治疗后，将小鼠体内的实体瘤切除，保存在4%福尔马林溶液中，切片后进行苏木精-伊红（H&E）染色或TUNEL染色。

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体内肿瘤实验[3]
本研究使用的裸鼠（5-6周龄）购自北京维利华，肿瘤植入时体重为20-25克。小鼠饲养于12小时光照/12小时黑暗循环、温度为24±2℃的环境中，并喂以清洁的饲料和水。将人MDA-MB-231细胞（10⁷个细胞/毫升）皮下接种以形成肿瘤。将肿瘤体积为100-200毫米³的小鼠随机分为四组（每组5只）。将载体（0.9%生理盐水）、氯喹（40mg/kg/d，持续24天）或3-溴丙酮酸/3-溴丙酮酸（5mg/kg/d，持续24天）单独或联合给药，均采用腹腔注射。每三天对每只小鼠的单个肿瘤进行二维测量，以监测肿瘤生长情况。肿瘤体积的计算公式为：长×宽²/2。治疗结束后，处死每组小鼠。切除肿瘤，测量体积，并用4%福尔马林溶液固定，石蜡包埋，然后进行苏木精-伊红（H&E）染色。

小鼠腹腔注射LD50为72 mg/kg，感觉器官和特殊感觉：流泪：眼睛；肺、胸腔或呼吸：呼吸刺激；胃肠道：唾液腺结构或功能的变化。《药理学与实验治疗学杂志》，123(48)，1958 [PMID:13539790]

[1]. Synergistic Effect of 3-Bromopyruvate in Combination with Rapamycin Impacted Neuroblastoma Metabolism by Inhibiting Autophagy. Onco Targets Ther. 2020;13:11125-11137.

[2]. 3 Bromopyruvate sensitizes human breast cancer cells to TRAIL induced apoptosis via the phosphorylated AMPK mediated upregulation of DR5. Oncol Rep. 2018;40(5):2435-2444.

[3]. Hexokinase II inhibitor, 3-BrPA induced autophagy by stimulating ROS formation in human breast cancer cells. Genes Cancer. 2014;5(3-4):100-112.

3-溴丙酮酸是一种2-氧代单羧酸，是丙酮酸的一个甲基氢被溴原子取代后的衍生物。它是丙酮酸的合成溴代衍生物和结构类似物，是一种高活性烷化剂，也是一种抗癌药物。它既是烷化剂又是抗肿瘤药物。它是一种2-氧代单羧酸，也是一种有机溴化合物，在功能上与丙酮酸相关，是3-溴丙酮酸的共轭酸。

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我们的研究还发现，在MYCN扩增的神经母细胞瘤中，自噬蛋白SQSTM1/p62表达下调，表明自噬活性在高危神经母细胞瘤中较高，可能发挥致癌作用。然而，添加葡萄糖代谢抑制剂3-BrPA后，神经母细胞瘤的自噬通路受到损害。雷帕霉素与3-溴丙酮酸（3-BrPA）联用可对肿瘤产生协同抑制作用，不仅影响自噬通路中的相关基因，还影响细胞内葡萄糖代谢水平。本研究为3-BrPA与雷帕霉素联合治疗高危神经母细胞瘤提供了一种新的治疗策略。因此，代谢重编程与自噬能力之间可能存在耦合关系。癌细胞重编程其代谢以应对细胞生长和增殖的生物合成挑战这一观点可能影响自噬能力，从而为调控细胞代谢以进行癌症治疗提供契机。[1]既往研究表明，乳腺癌细胞对肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）诱导的凋亡的敏感性与细胞膜上死亡受体的表达相关。然而，耐药性限制了TRAIL在癌症治疗中的应用。大量研究表明，内质网（ER）应激反应可上调诱导细胞凋亡的死亡受体。3-溴丙酮酸/3-溴丙酮酸盐（3-BP）是一种抗癌药物，它通过干扰糖酵解来抑制细胞生长并诱导细胞凋亡。本研究表明，3-BP可通过上调死亡受体5（DR5）协同增强乳腺癌细胞对TRAIL诱导的细胞凋亡的敏感性。此外，我们发现，3-BP处理后，葡萄糖相关蛋白78（GRP78）和CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白（CHOP）的蛋白水平升高。在MCF-7细胞中，Bax的表达增加；在MDA-MB-231细胞中，caspase-3的表达增加。3-BP与TRAIL联合治疗后，抗凋亡蛋白Bcl-2的表达降低。为了研究调控这一效应的分子机制，我们检测了3-BP激活的腺苷单磷酸活化蛋白激酶（AMPK）的表达。结果表明，3-BP处理后，磷酸化AMPK表达上调。值得注意的是，AMPK抑制剂Compound C逆转了3-BP的作用。最后，在裸鼠MCF-7细胞异种移植瘤模型中观察到3-BP与TRAIL的协同抗肿瘤作用。综上所述，这些结果表明，3-BP通过AMPK介导的DR5上调，增强乳腺癌细胞对TRAIL的敏感性。[2]

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总之，3-溴丙酮酸/3-BrPA诱导的乳腺癌细胞自噬可能作为一种抵抗细胞死亡的机制。因此，抑制自噬可能成为乳腺癌辅助治疗的一种新策略。尽管我们模型中ROS生成和自噬的详细机制尚不清楚，但我们的数据将为未来3-BrPA治疗癌细胞的研究提供参考。[3]

C3H3BRO3

166.96

165.926

1113-59-3

70684

White to light yellow solid powder

2.0±0.1 g/cm3

223.4±23.0 °C at 760 mmHg

77-82 °C

88.9±22.6 °C

0.0±0.9 mmHg at 25°C

1.521

-0.54

54.37

1

3

2

7

98.4

0

C(C(=O)C(=O)O)Br

PRRZDZJYSJLDBS-UHFFFAOYSA-N

InChI=1S/C3H3BrO3/c4-1-2(5)3(6)7/h1H2,(H,6,7)

3-bromo-2-oxopropanoic acid

3-bromopyruvic acid; bromopyruvic acid; 3-Bromo-2-oxopropionic acid; Propanoic acid, 3-bromo-2-oxo-; DTXSID7040940; CHEBI:131461; 3-BrPA cpd; ...; 1113-59-3;

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

注意： 请将本产品存放在密封且受保护的环境中，避免吸湿/受潮。

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

H2O : ~250 mg/mL (~1497.36 mM)

配方 1 中的溶解度: 100 mg/mL (598.95 mM) in PBS (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液; 超声助溶。

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请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。