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描述:KU0060648 HCl 是一种新型、高效的 DNA 依赖性蛋白激酶 (DNA-PK) 和 PI3Kα/β/δ(磷脂酰肌醇 3-激酶)双重抑制剂,具有潜在的抗肿瘤活性。它对 DNA-PK 和 PI3Kα/β/δ 的 IC50 值分别为 8.6 nM 和 4 nM、0.5 nM、0.1 nM。与其他 PIKK 和 60 种其他激酶相比,它对 DNA-PK 的选择性高 20-1000 倍。
| 靶点 |
DNA-PK (IC50: 0.019 μM in MCF7 cells; IC50: 0.17 μM in SW620 cells)
PI-3K (IC50: 0.039 μM in MCF7 cells; IC50: >10 μM in SW620 cells, with only 42% inhibition at 10 μM) PI-3K isoforms: greatest potency against PI-3Kα and least potency against PI-3Kγ [1] |
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| 体外研究 (In Vitro) |
体外活性:KU-0060648 对多种人类癌细胞系表现出不同的生长抑制作用,但细胞毒性并不显著。在基于细胞的实验中,KU-0060648 对 MCF7 细胞的 DNA-PK 和 PI-3K 抑制作用强于 SW620 细胞。1 mM KU-0060648 处理 5 天后,MCF7 细胞增殖抑制率超过 95%,而 SW620 细胞增殖抑制率仅为 55%。在克隆形成存活实验中,KU-0060648 增强了依托泊苷和阿霉素在 DNA-PKcs 功能正常的细胞中的细胞毒性,但在 DNA-PKcs 缺陷的细胞中则没有这种作用,这证实了拓扑异构酶 II 抑制剂对依托泊苷和阿霉素的细胞毒性增强是由于 DNA-PK 抑制所致。
KU-0060648 在 MCF7 细胞中抑制细胞 DNA-PK 自磷酸化的 IC50 为 0.019 μM,在 SW620 细胞中为 0.17 μM。 它抑制 PI-3K 介导的 AKT 磷酸化,在 MCF7 细胞中 IC50 为 0.039 μM,在 SW620 细胞中 IC50 >10 μM(10 μM 时仅抑制 42%)。 在 5 天的连续暴露实验中,1 μM KU-0060648 对 MCF7 细胞的增殖抑制率 >95%,对 SW620 细胞的增殖抑制率 55%,对所有测试的细胞系(LoVo、T47D、MDA-MB-231)的增殖抑制率 >50%。 GI50 值:SW620 0.95 μM,LoVo 0.21 μM,MCF7 0.27 μM,T47D 0.41 μM,MDA-MB-231 1 μM。 经 1 μM KU-0060648 处理 16 小时后,除 MDA-MB-231 细胞(41%)外,所有细胞系的存活率约为 80%。 在克隆形成实验中,1 μM KU-0060648 可使依托泊苷的细胞毒性增强 100 倍以上。 SW620 在 MCF7 中提高了 9 倍,在 LoVo 中提高了 100 倍以上? (表1:SW620细胞对依托泊苷的增强倍数为105±16;MCF7细胞为8.9±4.9;LoVo细胞为6.6±2.6;T47D细胞为4.1±0.6;MDA-MB-231细胞为3.6±1.2)。 阿霉素细胞毒性增强:MCF7细胞增强超过100倍,SW620细胞增强12倍,LoVo细胞增强73倍,T47D细胞增强58倍,MDA-MB-231细胞增强3.8倍。 在DNA-PKcs缺陷型V3细胞与DNA-PKcs功能正常的V3-YAC细胞中,化疗增敏作用主要依赖于DNA-PK:KU-0060648在V3-YAC细胞中使依托泊苷的细胞毒性增强超过13倍,但在V3细胞中仅增强2.5倍。 在M059J细胞中与 M059-Fus-1(功能正常)相比,KU-0060648 使 M059-Fus-1 中阿霉素的细胞毒性增强高达 32 倍,但在 M059J 中仅增强 1.4 倍。 KU-0060648 单独使用可使 V3/V3-YAC 细胞的存活率降低 <15%,使 M059J/M059-Fus-1 细胞的存活率降低 <5%。 M059J 和 M059-Fus-1 的 PI-3K 活性(AKT 磷酸化)相当,且均能被 KU-0060648 和 ZSTK474 抑制 [1]。 |
| 体内研究 (In Vivo) |
在携带 SW620 和 MCF7 异种移植瘤的小鼠中,KU-0060648 的浓度足以在体外抑制肿瘤生长并增强化疗敏感性,且在肿瘤内以无毒剂量维持至少 4 小时。 KU-0060648 单独使用可延缓 MCF7 异种移植瘤的生长,并使依托泊苷诱导的 MCF7 和 SW620 异种移植瘤的生长延迟时间延长至 4.5 倍,且未导致依托泊苷毒性达到不可接受的水平。
在携带 MCF7 异种移植瘤的小鼠中,KU-0060648 单独使用(10 mg/kg,腹腔注射,每日两次,持续 14 天)可使肿瘤生长延迟时间中位数为 30 天(达到 RTV4 的时间 = 40 天,平均 43.3±3.6 天,P=0.0467)。 依托泊苷磷酸酯单独使用(11.35 mg/kg,腹腔注射,每日一次,持续 5 天)可使肿瘤生长延迟时间中位数为 38 天(达到 RTV4 的时间 = 48 天,平均 31.7±8.6 天,P=0.0001)。 联合用药KU-0060648(每日一次?实际上是每日两次?图 4A:KU-0060648 每日两次,共 14 天?但文本中提到 MCF7 联合用药“每日一次,持续 14 天”?请澄清:在 MCF7 联合用药中,KU-0060648 是每日一次吗?文本:“对于联合用药,KU-0060648 腹腔注射,每日一次或两次,持续 5 天(SW620)或每日一次,持续 14 天(MCF7)”。因此,MCF7 联合用药是每日一次。然而,图 4A 的图例中提到 KU-0060648 单独使用每日两次,共 14 天,但联合用药呢?需要明确说明。文本摘录:“联合治疗导致中位生长延迟 55 天(达到 RTV4 的时间=65 天,平均 52±6.8 天,P=0.006)”。毒性:单药治疗最大体重减轻 3%,联合用药组为7%。 在SW620异种移植模型中,KU-0060648单药(10 mg/kg,腹腔注射,每日两次?实际上是每日一次,连续5天?文本:“单药KU-0060648,10 mg/kg,腹腔注射,每日两次,连续5天”,但联合用药组也“每日一次,连续5天”?图4B显示了每日一次和每日两次的给药方案。文本:“当KU-0060648每日两次给药时,肿瘤生长延迟了2天”。然而,由于肿瘤快速生长,没有统计学意义上的显著延迟。 离体药效学试验:在SW620肿瘤中,KU-0060648(2.5或25 mg/kg,静脉注射)导致DNA-PK活性(p53 Ser15磷酸化)呈剂量依赖性降低。在25 mg/kg剂量下,接近100% DNA-PK活性抑制至少4小时,肿瘤浓度足以产生生物学效应[1] |
| 酶活实验 |
提供的论文中未描述(没有无细胞酶测定的详细信息)。[1]
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| 细胞实验 |
但其中也描述了一些基于细胞的检测方法。“细胞检测”部分应包含基于细胞实验的详细步骤。以下摘自“材料与方法”部分。
细胞培养:所有人类细胞(LoVo、SW620、T47D、MCF7、MDA-MB-231、V3、V3-YAC、M059J、M059-Fus-1)均培养于含10% FBS、青霉素(50 U/ml)、链霉素(50 μg/ml)的RPMI 1640或DMEM培养基中,置于37°C、5% CO2条件下培养。 细胞对DNA-PK和PI-3K活性的测定:细胞暴露于KU-0060648 1小时后,用X射线(10 Gy)照射以诱导DNA-PK自磷酸化;30分钟后使用Phosphosafe试剂制备细胞裂解液。采用抗pSer2056 DNA-PKcs和总DNA-PKcs进行Western blot分析。PI-3K活性检测:细胞暴露于KU-0060648 1小时后,用IGF-1(50 ng/ml)处理30分钟;采用抗pSer473 AKT和总AKT进行Western blot分析。进行密度分析;IC50值根据S型剂量反应曲线计算。 细胞毒性和生长抑制:克隆形成实验——细胞暴露于依托泊苷或阿霉素(含/不含KU-0060648 (1 μM))16小时后,接种于无药培养基中,10-14天后对克隆进行染色并计数。生长抑制(连续暴露5天)通过SRB法测定; GI50 计算。 Western blot 详情:Tris-Acetate 3-8% 梯度凝胶,转移至硝酸纤维素膜,用一抗(DNA-PKcs、pSer2056 DNA-PKcs、AKT、pSer473 AKT、肌动蛋白)进行探针检测,HRP 标记的二抗,ECL 检测,LAS-3000 成像仪 [1] |
| 动物实验 |
携带 SW620 和 MCF7 异种移植瘤的小鼠
动物实验方案描述: 血浆药代动力学:雌性 Balb C 小鼠接受 KU-0060648 10 mg/kg 静脉注射、口服或腹腔注射。制剂:等摩尔磷酸盐溶液,最终 pH 值为 5。每隔 360 分钟处死小鼠;采用 LC-MS/MS 法测定血浆浓度。 组织分布:携带 MCF7 或 SW620 异种移植瘤(~650 mm³)的雌性无胸腺 CD1-nu/nu 小鼠接受 KU-0060648 12.5 mg/kg 静脉注射。分别在 60 分钟或 240 分钟处死;切除肿瘤,在 PBS 中匀浆(1:3 w/v);采用液相色谱-串联质谱法 (LC-MS/MS) 测定血浆和肿瘤中的药物浓度。 离体药效学试验:将SW620荷瘤小鼠静脉注射KU-0060648 2.5或25 mg/kg,或注射赋形剂。1或4小时后,切除肿瘤并匀浆;采用p53肽底物(Ser15磷酸化)通过ELISA测定DNA-PK活性。 抗肿瘤疗效:对携带SW620或MCF7异种移植瘤(可触及,约5×5 mm)的小鼠进行治疗。SW620荷瘤小鼠:KU-0060648 10 mg/kg,腹腔注射,每日两次,连续5天(两次给药间隔8小时),或每日一次,连续5天;依托泊苷磷酸酯11.35 mg/kg,腹腔注射,每日一次,连续5天(相当于10 mg/kg游离依托泊苷)。联合用药:KU-0060648在依托泊苷给药前立即给药。MCF7细胞系:KU-0060648 10 mg/kg,腹腔注射,每日两次,持续14天(单药治疗)或每日一次,持续14天(联合用药);依托泊苷给药方案相同。肿瘤体积用游标卡尺测量,计算公式为a²×b/2;采用相对肿瘤体积(RTV)[1]。 |
| 药代性质 (ADME/PK) |
在Balb C小鼠中,10 mg/kg剂量的KU-0060648的血浆药代动力学参数如下:
静脉注射:Cmax 1.9 μg/ml,Tmax 5 min,AUCinf 242 μg/mlmin,T1/2 102 min,CL 41 ml/kg/min。 口服:Cmax 0.9 μg/ml,Tmax 120 min,AUCinf 287 μg/mlmin,T1/2 142 min,CL 35 ml/kg/min,生物利用度 119%。 腹腔注射:Cmax 0.9 μg/ml,Tmax 30 min,AUCinf 189 μg/mlmin,T1/2 106 min,CL 54 ml/kg/min,生物利用度 78%。 荷瘤小鼠的组织分布12.5 mg/kg 静脉注射: 在 MCF7 异种移植瘤中:60 分钟时 – 血浆浓度为 1.0±0.6 μM,肿瘤浓度为 7.0±3.8 μM;120 分钟时 – 血浆浓度为 0.8±0.5 μM,肿瘤浓度为 4.7±1.1 μM。 在 SW620 异种移植瘤中:60 分钟时 – 血浆浓度为 2.1±0.5 μM,肿瘤浓度为 4.9±0.3 μM;120 分钟时 – 血浆浓度为 0.7±0.2 μM,肿瘤浓度为 2.9±0.4 μM。 肿瘤内浓度 >1 μM(足以进行体外化疗增敏)至少维持 4 小时 [1] |
| 毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK) |
疗效研究中观察到的毒性:
在MCF7异种移植模型中,单独使用KU-0060648或单独使用依托泊苷均未引起明显的毒性(最大体重下降3%)。联合用药未引起不可接受的毒性(最大体重下降7%)。 在SW620异种移植模型中,单独使用KU-0060648或依托泊苷均未引起显著毒性(无体重下降)。联合用药导致最大体重下降11%(尚可接受)。[1] |
| 参考文献 |
Mol Cancer Ther.2012 Aug;11(8):1789-98.
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| 其他信息 |
KU-0060648是一种DNA-PK和PI-3K双重抑制剂,由LY294002药效团开发而来,其溶解度提高了500倍以上,对DNA-PK的抑制效力更强,并且对其他PIKK家族成员(ATM、ATR、mTOR)具有选择性。
它是一种ATP竞争性抑制剂。 该化合物表现出细胞系依赖性的PI-3K抑制作用; SW620 细胞中 PI-3K 抑制的缺乏可能是由于亚型表达差异所致(KU-0060648 对 PI-3Kα 的抑制效力最强,对 PI-3Kγ 的抑制效力最弱)。 MCF7 和 T47D 细胞(携带 PIK3CA 突变)对 KU-0060648 单药生长抑制的敏感性高于 MDA-MB-231 细胞(无突变)。 体内实验表明,KU-0060648 单药对 MCF7 异种移植瘤(PIK3CA 突变型)具有抗肿瘤活性,但对 SW620 异种移植瘤无效。 KU-0060648 的化疗增敏作用主要归因于 DNA-PK 抑制,这已通过同源配对的 DNA-PKcs 功能正常和缺陷细胞得到证实 [1]。 |
| 相关CAS号 |
881375-00-4
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|---|---|
| 外观&性状 |
Typically exists as solid at room temperature
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| 别名 |
KU-0060648 HCl
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| HS Tariff Code |
2934.99.9001
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| 存储方式 |
Powder -20°C 3 years 4°C 2 years In solvent -80°C 6 months -20°C 1 month |
| 运输条件 |
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
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| 溶解度 (体外实验) |
DMSO: ~10 mM
Water: N/A Ethanol: N/A |
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计算结果:
工作液浓度: mg/mL;
DMSO母液配制方法: mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。
体内配方配制方法:取 μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。
(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
(2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。