Yeast
NSC-40738 blocks the ion conductance but not the water flux through human Aquaporin-1 (AQP1) channels, and impairs AQP1-dependent cell migration and invasiveness in cancer cell lines. It causes the attenuation of bulk translation activity and the assembly of cytoplasmic mRNP granules in Saccharomyces cerevisiae.

研究发现，在酿酒酵母中，糠醛和HMF会导致胞质mRNP颗粒的形成，并降低整体翻译活性。糠醛和HMF联合使用时，应激颗粒（SG）的形成和翻译起始均受到显著抑制。糠醛和HMF均可诱导胞质mRNP颗粒的形成。HMF还会逐渐降低多聚核糖体的比例，同时提高80S单体核糖体的比例[1]。体外实验表明，NSC-40738抑制酵母的生长和发酵。它阻断AQP1的离子传导，并损害AQP1依赖的细胞迁移和侵袭能力。它会导致酵母整体翻译活性的减弱。

体内研究正在探索NSC-40738治疗镰状细胞贫血症的疗效。其阻断AQP1离子传导的能力可能有助于其发挥治疗作用。

NSC-40738 对 AQP1 的抑制作用可通过体外实验进行评估。用该化合物处理表达 AQP1 的细胞，并测量其对离子电导和水通量的影响。其对细胞迁移和侵袭能力的影响则可通过 Boyden 小室实验进行评估。

NSC-40738 的细胞活性检测包括用该化合物处理细胞，并测量其对 AQP1 功能、细胞迁移和侵袭性的影响。此外，还评估了其对酵母生长和发酵的影响。

NSC-40738 的体内动物研究是在镰状细胞贫血模型中进行的。该化合物被给药后，评估其对红细胞镰状化、血流和器官损伤的影响。

吸收、分布和排泄
本研究测定了挪威食物中5-羟甲基糠醛（HMF）的含量，并采用24小时膳食回顾法估算了53名志愿者的HMF膳食摄入量。估算的HMF摄入量与尿液中5-羟甲基-2-呋喃酸（HMFA）的排泄量呈正相关。咖啡、西梅干、黑啤、罐装桃子和葡萄干的HMF含量最高。估算的每日HMF膳食摄入量和24小时尿液HMFA排泄量的第95百分位数分别为27.6 mg和28.6 mg。咖啡、干果、蜂蜜和酒精被确定为尿液HMFA排泄的独立决定因素。大多数参与者的估算HMF摄入量低于其尿液HMFA排泄量。然而，研究发现估计的HMF摄入量与尿液中HMF水平之间存在显著相关性（r=0.57，P<0.001）……
……在一项涉及七名健康志愿者的小型人体研究中，研究人员调查了未代谢的5-羟甲基糠醛的尿液排泄情况。受试者摄入20克含有24毫克5-羟甲基糠醛的李子酱后，在6小时内平均排出163微克，相当于摄入量5-羟甲基糠醛的0.75%。

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代谢/代谢物
5-羟甲基糠醛（HMF）是在富含碳水化合物的食物中，通过酸催化脱水和还原糖的美拉德反应产生的。HMF存在于多种食物中，其含量以mg/kg为单位进行测量。 HMF主要代谢为5-羟甲基-2-呋喃酸（HMFA），但也可能生成未知量的致突变物5-磺酰甲基糠醛（SMF），这使得HMF可能对人类有害……
5-羟甲基糠醛（HMF）在碳水化合物酸化或加热过程中生成，在许多食物中含量很高。HMF在标准遗传毒性试验中无活性，但它可以代谢为具有化学活性的中间体5-磺酰甲基糠醛（SMF），后者具有致突变性和致癌性。……直接向小鼠注射SMF导致近端肾小管出现广泛的急性坏死和蛋白管型，这是主要的毒性作用。由于近端肾小管细胞主动介导许多有机阴离子的排泄，我们假设SMF通过转运蛋白进入细胞可能是造成这种选择性器官毒性的原因。为了验证这一假设，我们使用了稳定表达人OAT1或OAT3的人胚肾细胞（HEK293）。SMF是hOAT1对对氨基马尿酸摄取的竞争性抑制剂，也是hOAT3对硫酸雌酮摄取的竞争性抑制剂，其Ki值分别为225 μM和1.5 mM。此外，表达hOAT1和hOAT3的细胞对SMF的初始摄取率分别比对照HEK293细胞高5.2倍和3.1倍。同样，表达hOAT1和hOAT3的细胞对SMF的细胞毒性也显著高于对照细胞，而添加OAT抑制剂丙磺舒可以降低这种敏感性。总之，这些结果表明OAT1和OAT3介导SMF进入近端肾小管细胞，这可能导致SMF诱导的肾毒性。 5-羟甲基糠醛 (HMF) 由还原糖经酸催化脱水和美拉德反应生成，广泛存在于多种食物中。研究表明，HMF 可诱导大鼠结肠隐窝异常病灶的形成，以及小鼠皮肤乳头状瘤和肝细胞腺瘤的发生。HMF 在采用标准激活系统的体外遗传毒性试验中无活性，但可被磺酰转移酶激活为诱变剂。其产物 5-磺甲基糠醛 (SMF) 的致癌性强于 HMF。迄今为止，在人体和动物体内 HMF 的生物转化研究中尚未检测到 SMF。本研究报道了 HMF 和 SMF 在 FVB/N 小鼠体内的药代动力学特征，并设计了一种基于多反应监测 (MLMS/MS) 的灵敏定量分析方法，用于检测 HMF 和 SMF。静脉注射SMF（4.4 μmol/kg体重）后，其在血浆中的消除动力学符合一级动力学（t_1/2 = 7.9 min）。静脉注射HMF（793 μmol/kg体重）后，其在血浆中的消除动力学符合双相动力学（初始消除相的t_1/2为1.7 min，末端消除相的t_1/2为28 min）；中心室的分布容积与体液总量大致相等。在首次采样时间（HMF给药后2.5 min）观察到SMF血浆浓度峰值。基于这些动力学数据，估计初始HMF剂量中有452至551 ppm转化为SMF并进入血液循环。额外的SMF可能在生成部位与细胞结构发生反应，因此在此平衡中被忽略……
5-羟甲基-2-糠醛 (HMF) 是糖降解的主要产物，存在于食品和肠外营养液中。标记的[(14)C]HMF是通过[(14C)]果糖在离子交换树脂上脱水合成的，并分别经口服 (po) 和静脉注射 (iv) 给药于大鼠。放射性代谢平衡表明，HMF 或其代谢物在 24 小时后迅速从尿液中排出，回收率为 95-100%。文献报道，在某些情况下，高达 50% 的 HMF 可能残留在体内。HMF 完全转化为两种代谢物，通过核磁共振 (NMR) 和质谱 (MS) 鉴定为 5-羟甲基-2-糠醛酸和 N-(5-羟甲基-2-糠醛)甘氨酸。高剂量HMF给药后，其清除率也很快，但生成的甘氨酸结合物量相应减少。全身动物放射自显影证实，给药后不久即可在肝脏中检测到放射性物质，但主要分布于肾脏和膀胱。口服和静脉给药之间唯一的显著差异是，静脉给药组大鼠脑内放射性物质含量更高。有关5-羟甲基-2-糠醛（共8种代谢物）的更完整代谢物数据，请访问HSDB记录页面。5-羟甲基糠醛的已知代谢物包括5-磺酰甲基糠醛。
NSC-40738的分子量为126.11，分子式为C6H6O3。它可溶于水和有机溶剂。储存时，应置于-20°C。

相互作用
我们之前的研究报道，在给兔子口服甘草酸（GZ）后同时给予蜂蜜，可显著提高血清中甘草次酸（GA）的水平。蜂蜜由蔗糖、葡萄糖、果糖和5-羟甲基糠醛（HMF）组成。为了确定蜂蜜中影响GZ药代动力学的致病成分，我们采用交叉设计，给兔子同时给予GZ（150 mg/kg）、葡萄糖（5 g/只）、果糖（5 g/只）和HMF（1 mg/kg）。采用高效液相色谱法（HPLC）测定血清中GZ和GA的浓度，以及粪便中GA和3-脱氢甘草次酸（3-脱氢GA）的浓度。使用非房室模型计算药代动力学参数，并采用方差分析进行统计学比较。我们的研究结果表明，与HMF共同给药可显著增加GA的药时曲线下面积（AUC）29%，而与葡萄糖或果糖共同给药对GZ和GA的药代动力学无显著影响。一项体外研究采用粪便培养法孵育葡萄糖氧化酶（GZ）和葡萄糖氧化酶（GA），结果表明高分子量醛类化合物（HMF）显著抑制GA氧化为3-脱氢GA，这可能解释了体内GA吸收增强的现象。由此得出结论，HMF是蜂蜜中的一种致病成分，会影响体内GZ的首过代谢和药代动力学。对几种品牌的腹膜透析液（PD液）进行化学分析发现，其中含有2-糠醛、5-羟甲基糠醛（5-HMF）、乙醛、甲醛、乙二醛和甲基乙二醛。本研究旨在探讨葡萄糖降解产物（主要在热灭菌过程中形成）引起的体外副作用是否与近期发现的醛类化合物相关。我们向细胞培养基或经无菌过滤的腹膜透析液中添加了不同浓度的醛类化合物。体外副作用的判定指标包括培养的小鼠成纤维细胞的生长抑制和人腹膜细胞超氧自由基释放的刺激。结果表明，热灭菌腹膜透析液中存在的2-糠醛、5-羟甲基糠醛（5-HMF）、乙醛、甲醛、乙二醛或甲基乙二醛可能并非体外副作用的直接原因。要达到与热灭菌腹膜透析液相同的细胞生长抑制水平，2-糠醛、乙二醛和5-HMF的浓度需要比腹膜透析液中的浓度高50至350倍。在经热灭菌的腹膜透析液中检测到的乙醛、甲醛和甲基乙二醛的浓度接近细胞毒性浓度，但仍比细胞毒性浓度低3至7倍。由于这些醛类在测试浓度下未引起体外毒性，因此腹膜透析液中发现的毒性很可能是由另一种未知的葡萄糖降解产物引起的。然而，这些醛类仍可能对接受腹膜透析的患者产生潜在的不良影响。本研究考察了水活度（aw 0.98、0.84和0.60）和反应温度（100、120、140和160℃）对加热的核糖-赖氨酸和葡萄糖-赖氨酸模型体系中美拉德反应产物致突变活性的影响。在加热至100℃的核糖-赖氨酸体系中，混合物的致突变活性随水活度的降低而增加。相反，在葡萄糖-赖氨酸体系中未观察到诱变活性对水分活度的依赖性。在较高温度下，两种体系的褐变混合物均表现出抗菌活性，干扰了细菌诱变性测定。在所有测试条件下，核糖-赖氨酸体系均表现出最高的反应活性，并产生最高水平的诱变剂。此外，该体系中抗菌干扰更容易被检测到。在所用的模型体系中，分析了褐变反应混合物在200-460 nm范围内的吸收光谱以及糠醛的积累情况。结果表明，在120-140 °C的温度范围内，反应温度、420 nm和280 nm附近的吸光度、混合物的诱变活性以及糠醛含量之间存在相关性。糠醛含量的变化可能与褐变混合物诱变性的变化有关。
180℃下烹煮的膳食酪蛋白促进了偶氮甲烷诱导的大鼠结肠癌中异常隐窝灶的生长。我们假设这种促进作用是由于溶剂可萃取产物，例如具有促肿瘤活性的5-羟甲基-2-糠醛（HMF）或致癌杂环芳香胺（HAA）所致。为了验证这一假设，我们用溶剂和水提取了烹煮的酪蛋白。然后，我们对提取物进行了以下实验：1）采用高效液相色谱法测定HMF和HAA的含量；2）测定其对移码敏感型鼠伤寒沙门氏菌菌株的致突变性；3）饲喂偶氮甲烷诱导的大鼠100天，以检测其对异常隐窝灶的促进作用。结果表明：1）烹煮的酪蛋白中未检测到HMF或HAA；2）无论是否进行代谢活化，均未在TA98菌株中检测到致突变性； 3) 促进作用与提取物无关，而是与熟酪蛋白残渣有关……
有关 5-羟甲基-2-糠醛相互作用的更完整数据（共 6 个），请访问 HSDB 记录页面。
NSC-40738 的毒理学特征已在临床前研究中得到评估。作为糖类衍生物，它通常被认为毒性较低。然而，与任何研究化合物一样，在处理它时应采取适当的安全预防措施。

[1]. Biomass conversion inhibitors furfural and 5-hydroxymethylfurfural induce formation of messenger RNP granules and attenuate translation activity in Saccharomyces cerevisiae. Appl Environ Microbiol. 2013 Mar;79(5):1661-7.

药物警告
当医用液体中含有葡萄糖时，灭菌过程中施加的热量会导致葡萄糖降解。葡萄糖降解产物（GDPs）可能引发腹膜透析患者的生物相容性问题。降解程度取决于多种因素，例如加热时间、温度、pH值、葡萄糖浓度和催化剂。本研究旨在探讨pH值和浓度对葡萄糖降解产物生成量的影响，从而确定如何减少GDP的生成。将葡萄糖溶液（1%–60%葡萄糖；pH 1–8）在121°C下进行热灭菌。采用紫外线（UV）吸收、醛类、pH值和细胞内生长抑制（ICG）作为降解指标。结果表明，初始pH值（灭菌前）约为3.5且葡萄糖浓度较高时，葡萄糖降解程度最低。在较高的初始pH值下，灭菌过程中会产生大量的酸性降解产物。观察到两种不同的紫外吸收降解产物生成模式：一种模式主要在pH低于3.5时生成5-羟甲基-2-糠醛（5-HMF）；另一种模式主要在pH高于3.5时生成在228 nm处有吸收的降解产物。3-脱氧葡萄糖酮（3-DG）的浓度以及非5-HMF诱导的228 nm紫外吸收部分与体外生物相容性（通过ICG测定）相关；5-HMF或284 nm处的吸光度与生物相容性无关。为了最大限度地减少腹膜透析液热灭菌过程中生物相容性降解产物（GDP）的生成，应将pH值维持在3.2左右，并保持较高的葡萄糖浓度。5-HMF和284 nm紫外吸光度并非可靠的质量指标。3-DG以及除5-HMF以外的其他降解产物在228 nm处的吸收比例似乎是生物相容性的可靠指标。采用紫外分光光度法测定了USP葡萄糖注射液中降解产物5-羟甲基糠醛（I）的含量。新鲜配制的50%葡萄糖溶液中I的含量为0.10 μg/mL。配制后24小时内，其含量为0.72 μg/mL。在70°F (21°C)下储存4个月后，50%葡萄糖注射液中I的含量为5.80 μg/mL。文中还报告了10%果糖注射液的数据。结论是，可以建立市售溶液中I含量的限量标准。建议将定量测定该杂质的方法添加到葡萄糖注射液的质量控制检测中。
NSC-40738（5-羟甲基糠醛）是一种用于治疗镰状细胞贫血的新型生化药物。它能阻断AQP1离子通道，从而抑制AQP1依赖性细胞迁移。它是研究 AQP1 功能和开发治疗镰状细胞贫血症的新疗法的宝贵研究工具。

C6H6O3

126.11

126.031

C, 57.14; H, 4.80; O, 38.06

67-47-0

5-Hydroxymethylfurfural-13C6;1219193-98-2

237332

Light yellow to light brown solid powder

1.3±0.1 g/cm3

291.5±30.0 °C at 760 mmHg

28-34 °C(lit.)

79.4±0.0 °C

0.0±0.6 mmHg at 25°C

1.563

-0.45

50.44

1

3

2

9

103

0

O1C(C([H])=O)=C([H])C([H])=C1C([H])([H])O[H]

NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N

InChI=1S/C6H6O3/c7-3-5-1-2-6(4-8)9-5/h1-3,8H,4H2

5-(hydroxymethyl)furan-2-carbaldehyde

NSC-40738; BAX-555; 5-HMF; AES-103; NSC40738; BAX555; 5HMF; AES103; NSC 40738; BAX 555; 5 HMF; AES 103;5-HMF-AesRx; 5-hydroxymethyl furfural

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

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

DMSO : ~25 mg/mL ( ~198.23 mM ）

配方 1 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (19.82 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入到400 μL PEG300中，混匀；然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80，混匀；加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备：将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中，得到澄清溶液。

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配方 2 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (19.82 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline) (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入900 μL 20% SBE-β-CD生理盐水溶液中，混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备（4°C，1 周）：将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中，得到澄清溶液。

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配方 3 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (19.82 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% Corn Oil (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL 澄清 DMSO 储备液加入到 900 μL 玉米油中并混合均匀。

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配方 4 中的溶解度: 10% DMSO+40% PEG300+5% Tween-80+45% Saline: ≥ 2.5 mg/mL (19.82 mM)

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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。