研究进展：药物外排是一个由多药耐药蛋白（MRPs）等外排泵促进的过程，在细胞化疗耐药性中起关键作用。评估药物外排的传统方法主要是在体外进行的，往往缺乏特异性。耐药性通常是由膜相关泵的药物外排驱动的，其仍然是癌症化疗和其他小分子治疗所面临的重大挑战之一。外排泵有时在癌细胞中过度表达或者通过药物暴露诱导，导致其产生耐药性。抑制这些泵可以提高细胞内药物水平和药物疗效，使外排泵抑制剂与抗癌药物联合使用成为一种很有前景的化疗策略。脂质囊泡测定等方法可以评估体外特定泵的药物转运效率，但这些泵在活细胞中的工作原理仍不明确。当荧光染料作为外排泵的底物时，它们有望成为检测活细胞内药物外排的竞争性探针。然而，基于荧光的测定仅限于能够运输这些染料的泵。因此，迫切需要一种通过活细胞中的特异性MRPs来评估药物外排的方法。解决方案：在本文中，作者报道了生物正交报告抑制外排（BRIEF）策略的发展（图1），用于评估活细胞中泵特异性的药物外排。BRIEF中使用的生物正交外排探针（BEP）包含三个关键要素：（i）允许探针通过特定泵运输的外排支架，（ii）有一个允许对细胞内蛋白质进行共价标记的反应探头，（iii）通过点击化学进行后续荧光基团共轭的生物正交报告。作者通过抑制MRP提高了过乙酰化的非天然单糖的细胞内标记，其在细胞内的积累可以作为BEPs在检测分子外排中的指标。作者建立以Ac4GlcNAl为MRPs子集的生物正交外排探针，通过MRP的一个亚群检测药物外排，揭示了黄酮类化合物的结构-外排关系，并鉴定单宁酸是一种新的MRP底物，在MRP抑制后具有增强的抗癌和抗SARS- CoV -2特性（图2）。此外，作者还将BRIEF策略扩展到筛选MRP外排的药物，实现了高通量筛选并确定了新的天然产物作为MRPs的底物。作者基于光催化邻近标记（PL）的BRIEF筛选开发了罗丹明123作为p-糖蛋白（P-gp）的BEP（图3），通过PL发现了二氢茉莉酸甲酯作为新的P-gp底物。![]()
图1：生物正交报告因子抑制外排（BRIEF）策略示意图。
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图2：MK-571提高单宁酸抑制SARS-CoV-2感染的效果示意图。
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图3：罗丹明123邻近标记BRIEF的原理图示意图。
结论：本文报道了一种生物正交报告抑制外排（BRIEF）策略，其克服了目前用泵特异性确定活细胞内药物外排的挑战。作者通过检测几种已知MRP底物的外排来验证BRIEF，然后应用BRIEF确定黄酮类化合物的结构-外排关系。BRIEF还可以用于高通量筛选药物，并鉴定出几种天然产物作为新的MRP底物。抑制MRP可以增加其他MRP外排小分子的细胞浓度并提高其功效。此外，由同一泵输出的药物组合可能会产生协同效应，从而获得更好的治疗效果。作者还通过BRIEF揭示了多种药物作为先前未识别的P-gp底物，这表明通过与P-gp抑制剂联合治疗可能提高治疗效果。BREIF方法提供了一个通用的、可扩展的和活细胞兼容的平台，通过对细胞内蛋白质的化学标记来监测药物外排。参考文献：Qin W. et al. Chemical recording of pump‐specific drug efflux in living cells. Angew. Chem. Int. Ed. 2024, DOI: 10.1002/anie.202409282.
