NMac1

目录号: V120103
NMac1是一种口服有效的Nm23/NDPK激活剂。
NMac1 CAS号: 1332290-68-2
产品类别: AMPK
产品仅用于科学研究,不针对患者销售
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产品描述
NMac1是一种口服有效的Nm23/NDPK激活剂。NMac1可直接与Nm23-H1结合,激活重组Nm23-H1的NDPK活性,其EC50值为10.7 μM。在MDA-MB-231细胞中,NMac1可诱导AMPK激活并抑制mTOR和ERK,导致线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)失调,抑制线粒体活性氧(ROS)生成,从而诱导线粒体功能障碍。NMac1抑制MDA-MB-231细胞中复合物I的活性,并抑制Rac1激活后引起的细胞形态和肌动蛋白骨架变化。NMac1可抑制肿瘤侵袭、迁移和转移。NMac1可用于乳腺癌等转移性肿瘤的研究。NMac1可从生姜(Cassumunar Roxb.)中分离得到。
NMac1(CAS 1332290-68-2)是一种天然苯基丁烯二聚体,分离自姜科植物姜黄(Zingiber cassumunar Roxb.),又名姜黄烯。它是一种口服活性小分子,可作为核苷二磷酸激酶(Nm23/NDPK)的强效激活剂。NMac1直接与Nm23-H1的C端结合,并以10.7 microM的EC50值激活其NDPK酶活性。它具有抗转移特性,能够抑制肿瘤侵袭、迁移和转移,尤其是在乳腺癌模型中。NMac1还能通过抑制复合物I活性、减少ATP生成和降低线粒体膜电位来诱导线粒体功能障碍。它激活AMPK,同时抑制mTOR和ERK信号通路,导致氧化磷酸化(OXPHOS)失调。这种化合物可以从生姜中分离出来,在东亚传统上被用作抗炎剂。
生物活性&实验参考方法
靶点
NMac1 targets multiple cellular pathways and proteins. Its primary molecular target is Nm23-H1 (also known as NME1 or NDPK-A), a nucleoside diphosphate kinase that plays a crucial role in suppressing tumor metastasis. NMac1 directly binds to the C-terminal domain of Nm23-H1 and activates its NDPK enzymatic activity. Additionally, NMac1 targets mitochondrial complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase), inhibiting its activity and leading to mitochondrial dysfunction. Downstream, NMac1 modulates several signaling pathways: it activates AMPK (AMP-activated protein kinase), inhibits mTOR (mechanistic target of rapamycin) and ERK (extracellular signal-regulated kinase). It also affects reactive oxygen species (ROS) production, Ras signaling, and the NF-kappaB pathway. Through these mechanisms, NMac1 suppresses changes in morphology and actin cytoskeleton organization following Rac1 activation in cancer cells, ultimately inhibiting tumor cell invasion and metastasis.
体外研究 (In Vitro)
在葡萄糖饥饿条件下,NMac1抑制MDA-MB-231和MCF7细胞的增殖(IC50值分别为7.197和2.849 μM)[1]。NMac1(0-20 μM,0-20 h)诱导葡萄糖缺乏的MDA-MB-231细胞中AMPK的激活,并抑制mTOR和ERK[1]。NMac1(0-20 μM,0-20 h)通过抑制ATP生成和降低线粒体膜电位,诱导MDA-MB-231细胞线粒体功能障碍[1]。在葡萄糖缺乏条件下,NMac1(0-10 μM,0-100 min)诱导MDA-MB-231细胞中ATP耗竭,抑制线粒体ROS,并诱导线粒体ATP生成系统中的氧化磷酸化(OXPHOS)失调[1]。 NMac1(250-500 μM,0-100 分钟)抑制 MDA-MB-231 细胞中复合物 I 的活性[1]。NMac1(0-30 μM,2-14 天)以剂量依赖的方式抑制 MDA-MB-231 细胞球体的增殖[1]。NMac1(0-25 μM,16-24 小时)通过 NDPK 激活 Nm23-H1 来抑制 Rac1 的激活,从而降低 MDA-MB-231 细胞的侵袭和迁移能力[2]。
体外实验表明,NMac1在特定条件下具有显著的抗癌活性。在葡萄糖饥饿条件下,NMac1抑制MDA-MB-231和MCF7乳腺癌细胞的增殖,IC50值分别为7.197 microM和2.849 microM。它以剂量依赖的方式激活重组Nm23-H1的NDPK活性,EC50值为10.7 microM。在葡萄糖饥饿条件下,浓度为12.5-25 microM的NMac1可在2小时内诱导MDA-MB-231细胞中AMPK的激活,并抑制mTOR和ERK的活性。在250-500 microM浓度下,NMac1可降低ATP生成和线粒体膜电位,抑制复合物I的活性,并在0-25 microM浓度下通过激活Nm23-H1的NDPK活性来抑制Rac1的激活。 NMac1还能以剂量依赖的方式降低MDA-MB-231细胞的侵袭和迁移能力,而不影响细胞增殖。它还能诱导细胞形态发生改变,从转移性间质细胞型转变为转移能力较弱的表型。
体内研究 (In Vivo)
NMac1(10 mg/kg,小鼠,每天一次,持续 21 天)在乳腺癌转移模型中可放大乳腺癌,而不影响原发肿瘤的大小[2]。
体内实验表明,NMac1 具有显著的抗转移活性,且不影响原发肿瘤的生长。在一项异种移植研究中,将 MDA-MB-231-LUS-D3H2LN 细胞(一种高转移性乳腺癌模型)原位注射到 NOD/SCID 小鼠体内,连续 3 周口服 10 mg/kg 的 NMac1,可显著抑制乳腺癌转移。重要的是,该治疗并未影响原发肿瘤的大小,表明 NMac1 特异性地靶向转移过程而非肿瘤生长。该化合物在此剂量下具有良好的口服活性和耐受性,未见对动物体重或整体健康状况的不良反应报道。这些体内实验结果支持 NMac1 作为一种抗转移药物,用于治疗转移性乳腺癌以及其他潜在的转移性癌症。未来需要开展更多研究,以评估其在其他肿瘤模型中的疗效。
酶活实验
体外酶/受体结合(非细胞)通用方案:测定Nm23-H1的NDPK活性,配制反应混合物,其中包含50 mM Tris-HCl(pH 7.5)、5 mM MgCl2、1 mM ATP、0.5 mM TDP(或其他NDP底物)和重组Nm23-H1蛋白(0.1-1 ug)。加入不同浓度的NMac1(0.1-100 uM,溶于DMSO,最终DMSO浓度<0.5%)。30℃孵育30分钟。95℃加热2分钟终止反应。通过高效液相色谱法(HPLC)在260 nm处进行紫外检测,或通过丙酮酸激酶和乳酸脱氢酶偶联酶法(监测340 nm处NADH的氧化)定量生成的NTP。通过绘制活性倍数增加与化合物浓度对数的关系图,计算 NDPK 激活的 EC50 值。对于直接结合,进行表面等离子共振 (SPR) 实验:将 Nm23-H1 固定在 CM5 芯片上,在运行缓冲液(10 mM HEPES pH 7.4、150 mM NaCl、0.005% Tween-20)中加入 NMac1(0.1-100 uM),并通过拟合 1:1 Langmuir 结合模型计算 Kd 值。
细胞实验
Western Blot 分析[1]
细胞类型: MDA-MB-231 细胞
测试浓度: 0、5、10、12.5、20 μM
孵育时间: 0、2、4、8、12、16、20 小时
实验结果: 诱导 AMPK 激活并抑制 mTOR、ERK 和 pS6K,在葡萄糖耗竭条件下 2 小时内快速诱导 AMPK 激活。
免疫荧光分析[1]
细胞类型: MDA-MB-231 细胞
测试浓度: 12.5 μM
孵育时间: 6 小时
实验结果:结果:在缺乏葡萄糖的情况下,细胞线粒体完整性受损,TOM20 水平降低。
蛋白质印迹分析[2]
细胞类型:MDA-MB-231 细胞
测试浓度:0、5、10、25 μM
孵育时间:16 小时
实验结果:Rac1 活化降低。
细胞迁移实验[2]
细胞类型:MDA-MB-231 细胞
测试浓度:0、5、10、25 μM
孵育时间:24 小时
实验结果:侵袭和迁移能力呈剂量依赖性降低。以不影响其繁殖的方式。
体外细胞实验通用方案:将MDA-MB-231细胞(人乳腺癌细胞)培养于含10%胎牛血清(FBS)和1%青霉素/链霉素的DMEM培养基中,置于37℃、5% CO2培养箱中培养。在葡萄糖饥饿条件下进行增殖实验时,将常规培养基替换为含10%透析FBS的无葡萄糖DMEM培养基。将细胞以8×103个/孔的密度接种于96孔板中,并过夜培养。用不同浓度的NMac1(0、1、5、10、25、50 uM)处理细胞48-72小时。加入MTT(0.5 mg/mL)孵育4小时,将甲臜溶解于DMSO中,测定OD570值。侵袭实验使用涂有Matrigel的Transwell小室。将 2×10⁵ 个细胞悬浮于无血清培养基中,加入含有不同浓度 NMac1(0、12.5、25 uM)的上室。下室加入 10% FBS 作为趋化因子。孵育 24 小时后,用甲醇固定下室膜上的侵袭细胞,用 0.1% 结晶紫染色,并在显微镜下计数。对于蛋白质印迹实验,用 NMac1(12.5 uM)处理细胞 2-24 小时,用 RIPA 裂解缓冲液裂解细胞,并检测 p-AMPK、AMPK、p-mTOR、mTOR、p-ERK 和 ERK 的表达。
动物实验
动物/疾病模型:乳腺癌(MDA-MB-231-Luc-D3H2LN细胞,1 × 106)转移NOD/SCID小鼠模型[2]
剂量:10 mg/kg
给药途径:口服,每日一次,持续21天
实验结果:显著抑制乳腺癌转移,且不影响原发肿瘤大小。
体内动物实验通用方案:使用雌性NOD/SCID小鼠(6-8周龄,18-22 g)。将MDA-MB-231-LUS-D3H2LN细胞(1×10⁶个细胞溶于50 μL PBS,PBS与Matrigel按1:1比例混合)原位注射到乳腺脂肪垫中。每周使用游标卡尺测量肿瘤生长情况。当肿瘤体积达到约50-100 mm³(通常3-4周)时,将小鼠随机分组(每组n=8-10):载体对照组(0.5%甲基纤维素或玉米油)和NMac1组(10 mg/kg/天)。每日灌胃给予NMac1,持续21天。每周测量两次原发肿瘤体积。为评估转移情况,21天后处死小鼠,解剖肺脏和其他器官,用Bouin氏液固定,并在解剖显微镜下计数表面转移结节。对肺组织进行组织学处理(H&E染色)以确认微转移灶。使用ImageJ软件测量转移灶面积,量化转移负荷。NMac1治疗应能显著减少肺转移灶的数量和面积,且不影响原发肿瘤的生长或体重。
药代性质 (ADME/PK)
一般药代动力学特性:NMac1 作为一种口服活性化合物,具有良好的口服生物利用度。基于其在 10 mg/kg 口服剂量下的体内疗效,该化合物可能易于从胃肠道吸收。其化学结构(C24H2₈O4,分子量 380.48)表明其具有中等亲脂性,使其能够透过细胞膜。根据典型的苯基丁烯二聚体,血浆半衰期 (t1/2) 估计为 2-4 小时,但 NMac1 的具体药代动力学数据有限。该化合物主要在肝脏代谢,可能通过 I 期(氧化、还原)和 II 期(葡萄糖醛酸化)代谢途径进行。蛋白结合率为中等至高。排泄主要通过胆汁和肾脏途径。对于体内研究,NMac1 可配制成 0.5% 甲基纤维素或玉米油制剂用于口服给药。研究人员应进行有针对性的药代动力学研究,包括在啮齿动物中以 5、10 和 20 mg/kg 的剂量进行血浆浓度-时间曲线分析,并采用 LC-MS/MS 定量分析,以确定其特定实验条件下的 Cmax、Tmax、AUC、t1/2 和口服生物利用度。
毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK)
总体毒性特征:在临床前研究中,NMac1 在治疗相关剂量下通常耐受性良好。在已发表的异种移植研究中,小鼠口服 NMac1 10 mg/kg,持续 3 周,未引起小鼠体重显著变化或产生可观察到的不良反应(嗜睡、毛发蓬乱、行为异常)。未报告死亡病例。体外细胞毒性试验:在葡萄糖存在的情况下,NMac1 对 MDA-MB-231 细胞的增殖无显著影响,表明其总体细胞毒性较低;其抗增殖作用仅在葡萄糖饥饿条件下观察到,这可能赋予其一定的癌症选择性。在常规培养基中,浓度高达 50 μM 时,NMac1 不会降低细胞活力。目前尚未发表有关其遗传毒性、心血管毒性或器官毒性的具体研究。该化合物来源于天然物质(生姜),并具有作为抗炎剂的传统应用历史,表明其安全性良好。不过,在处理该化合物时,应遵循标准的实验室安全预防措施(手套、实验服、护目镜)。
参考文献

[1]. Small molecule activator of Nm23/NDPK as an inhibitor of metastasis. Sci Rep. 2018 Jul 19;8(1):10909.

[2]. Nm23-H1 activator phenylbutenoid dimer exerts cytotoxic effects on metastatic breast cancer cells by inducing mitochondrial dysfunction only under glucose starvation. Sci Rep. 2021 Dec 7;11(1):23549.

其他信息
NMac1 又名 Nm23 激活剂 1、cassumunene 和化合物 1。其分子式为 C24H2₈O4,分子量为 380.48 g/mol。该化合物为固体(粉末),可溶于 DMSO 和乙醇,但难溶于水。储备液(10-50 mM)应使用 DMSO 配制,并于 -20℃ 避光保存,最长可保存 1 年;水性工作液应立即使用,因为可能出现沉淀。NMac1 于 2018 年首次被报道为一种具有抗转移活性的 Nm23/NDPK 小分子激活剂(Lee JJ 等,Sci Rep. 2018;8(1):10909)。该化合物尚未获批用于临床,目前仅作为研究转移生物学和开发抗转移疗法的科研工具。 NMac1粉末在-20℃下至少可稳定保存3年。使用时应小心谨慎,避免吸入和皮肤接触。
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
分子式
C24H28O4
分子量
380.48
CAS号
1332290-68-2
相关CAS号
(Z)-NMac1
外观&性状
Typically exists as solids at room temperature
HS Tariff Code
2934.99.9001
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)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
May dissolve in DMSO (in most cases), if not, try other solvents such as H2O, Ethanol, or DMF with a minute amount of products to avoid loss of samples
溶解度 (体内实验)
注意: 如下所列的是一些常用的体内动物实验溶解配方,主要用于溶解难溶或不溶于水的产品(水溶度<1 mg/mL)。 建议您先取少量样品进行尝试,如该配方可行,再根据实验需求增加样品量。

注射用配方
(IP/IV/IM/SC等)
注射用配方1: DMSO : Tween 80: Saline = 10 : 5 : 85 (如: 100 μL DMSO 50 μL Tween 80 850 μL Saline)
*生理盐水/Saline的制备:将0.9g氯化钠/NaCl溶解在100 mL ddH ₂ O中,得到澄清溶液。
注射用配方 2: DMSO : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL DMSO 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)
注射用配方 3: DMSO : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL DMSO 900 μL Corn oil)
示例: 注射用配方 3 (DMSO : Corn oil = 10 : 90) 为例说明, 如果要配制 1 mL 2.5 mg/mL的工作液, 您可以取 100 μL 25 mg/mL 澄清的 DMSO 储备液,加到 900 μL Corn oil/玉米油中, 混合均匀。
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注射用配方 4: DMSO : 20% SBE-β-CD in Saline = 10 : 90 [如:100 μL DMSO 900 μL (20% SBE-β-CD in Saline)]
*20% SBE-β-CD in Saline的制备(4°C,储存1周):将2g SBE-β-CD (磺丁基-β-环糊精) 溶解于10mL生理盐水中,得到澄清溶液。
注射用配方 5: 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin : Saline = 50 : 50 (如: 500 μL 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (羟丙基环胡精) 500 μL Saline)
注射用配方 6: DMSO : PEG300 : Castor oil : Saline = 5 : 10 : 20 : 65 (如: 50 μL DMSO 100 μL PEG300 200 μL Castor oil 650 μL Saline)
注射用配方 7: Ethanol : Cremophor : Saline = 10: 10 : 80 (如: 100 μL Ethanol 100 μL Cremophor 800 μL Saline)
注射用配方 8: 溶解于Cremophor/Ethanol (50 : 50), 然后用生理盐水稀释。
注射用配方 9: EtOH : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL EtOH 900 μL Corn oil)
注射用配方 10: EtOH : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL EtOH 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)


口服配方
口服配方 1: 悬浮于0.5% CMC Na (羧甲基纤维素钠)
口服配方 2: 悬浮于0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
示例: 口服配方 1 (悬浮于 0.5% CMC Na)为例说明, 如果要配制 100 mL 2.5 mg/mL 的工作液, 您可以先取0.5g CMC Na并将其溶解于100mL ddH2O中,得到0.5%CMC-Na澄清溶液;然后将250 mg待测化合物加到100 mL前述 0.5%CMC Na溶液中,得到悬浮液。
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口服配方 3: 溶解于 PEG400 (聚乙二醇400)
口服配方 4: 悬浮于0.2% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 5: 溶解于0.25% Tween 80 and 0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 6: 做成粉末与食物混合


注意: 以上为较为常见方法,仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些配方的准确性。具体溶剂的选择首先应参照文献已报道溶解方法、配方或剂型,对于某些尚未有文献报道溶解方法的化合物,需通过前期实验来确定(建议先取少量样品进行尝试),包括产品的溶解情况、梯度设置、动物的耐受性等。

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。
制备储备液 1 mg 5 mg 10 mg
1 mM 2.6283 mL 13.1413 mL 26.2826 mL
5 mM 0.5257 mL 2.6283 mL 5.2565 mL
10 mM 0.2628 mL 1.3141 mL 2.6283 mL

1、根据实验需要选择合适的溶剂配制储备液 (母液):对于大多数产品,InvivoChem推荐用DMSO配置母液 (比如:5、10、20mM或者10、20、50 mg/mL浓度),个别水溶性高的产品可直接溶于水。产品在DMSO 、水或其他溶剂中的具体溶解度详见上”溶解度 (体外)”部分;

2、如果您找不到您想要的溶解度信息,或者很难将产品溶解在溶液中,请联系我们;

3、建议使用下列计算器进行相关计算(摩尔浓度计算器、稀释计算器、分子量计算器、重组计算器等);

4、母液配好之后,将其分装到常规用量,并储存在-20°C或-80°C,尽量减少反复冻融循环。

计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
/

配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
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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) 。

联系我们