Folinic acid calcium在核苷酸合成与抗肿瘤机制中的研究应用
▲ Folinic acid calcium (T0148)，CAS: 1492-18-8的化学结构式
Folinic acid calcium (T0148)，CAS: 1492-18-8 是叶酸的生物活性还原型代谢物，作为内源性代谢物在一碳转移反应中发挥核心作用，以支撑DNA/RNA合成。其作用机制在于直接补充5,10‑亚甲基四氢叶酸与10‑甲酰四氢叶酸库，从而为胸苷酸合成酶催化dUMP转化为dTMP提供必需的一碳单位，并为新生嘌呤生物合成中的甲酰化步骤供体。由于直接提供还原型叶酸辅因子，Folinic acid calcium 可绕开二氢叶酸还原酶的限制，缓解抗叶酸化合物造成的代谢阻断，契合其“抗叶酸”拮抗剂与维生素B相关内源代谢物的属性。在该代谢信号网络中，关键组分包括丝氨酸羟甲基转移酶、二氢叶酸还原酶、胸苷酸合成酶与叶酸多谷氨酸化酶，它们共同调控细胞内叶酸库的规模、聚谷氨酸化状态及流向核苷酸合成的通量。
Folinic acid calcium 对通路的调控主要体现在两个层面。其一，通过迅速扩充还原型叶酸库，在抗叶酸胁迫下恢复流向嘌呤与胸苷酸合成的“一碳”通量，促成核苷酸补充与DNA复制、RNA转录程序的延续。其二，在含氟嘧啶暴露的实验体系中，Folinic acid calcium 增加5,10‑亚甲基四氢叶酸供给，稳定胸苷酸合成酶与FdUMP形成的三元复合体，从而更持久地抑制该酶并强化胸苷酸压力 [1]。因此，依据所施加的干预，Folinic acid calcium 既可在抗叶酸挑战后“抢救”依赖叶酸的生物合成，也可在含氟嘧啶研究中增强对胸苷酸合成酶的抑制效应。
这些特性使 Folinic acid calcium 成为解析一碳代谢与DNA/RNA合成的多功能研究工具，常用于：(i) 通过滴定还原型叶酸供给来定位新生胸苷酸与嘌呤合成的限速环节；(ii) 在定时抗叶酸冲击后实施功能性“抢救”，以区分直接靶点效应与下游代谢后果 [2]；(iii) 在含氟嘧啶研究中放大胸苷酸合成酶占据信号，以量化三元复合体形成、测定dTTP库枯竭并评估复制压力反应；以及 (iv) 探索叶酸多谷氨酸化、转运体利用与核苷酸补救通路之间的代谢互作。由于 Folinic acid calcium 属于活性代谢物而非前体，可对细胞内一碳辅因子的可用性进行精准时序控制，支持通路恢复动力学、核苷酸碳流同位素示踪及由核苷酸失衡触发的检查点信号的蛋白磷酸化谱学分析。综合而言，在定义良好的干预‑抢救或增强体系中应用 Folinic acid calcium，有助于阐明抗叶酸轴与胸苷酸合成酶对基因组维持的调控逻辑，并定量揭示DNA/RNA合成通路的连线特征与可塑性 [1,2]。
■ 2. 文献分享
■ 2.1 Oncogenic β-catenin-driven liver cancer is susceptible to methotrexate-mediated disruption of nucleotide synthesis
▲ β-catenin 杂合突变细胞对甲氨蝶呤（MTX）更敏感及 MTX 体内抗肿瘤药效评价。 (A) Western blot 验证 WT 与 *β-cateninM⁶³I/⁺* 细胞中 β-catenin、下游周期蛋白 Cyclin D1 表达水平，GAPDH 为内参蛋白； (B) 梯度浓度 MTX 处理后两种细胞相对活力，突变株细胞活力显著更低； (C) 100 nmol/L MTX 不同时间点细胞抑制率，突变株抑制效应更强； (D-G) 裸鼠皮下移植瘤体内实验：MTX 治疗显著降低肿瘤重量 (D)、抑制肿瘤体积增长 (E)，对小鼠相对体重无明显毒性影响 (F)，大体肿瘤实物直观显示 MTX 组瘤体更小 (G)； (H) 肿瘤组织 H&E 病理染色、Ki67 增殖标志物与 Cleaved-caspase 3 凋亡标志物免疫组化染色，MTX 可抑制肿瘤增殖并诱导细胞凋亡。* 代表组间统计学差异显著。
Folinic acid calcium (T0148) 在本研究中被用于对抗甲氨蝶呤（MTX）所致效应。作者指出，Folinic acid calcium 被广泛用于减轻MTX的毒性。在β-catenin Δ(ex3)/+ 小鼠胚胎成纤维细胞模型中，补充 Folinic acid calcium 可逆转MTX抑制的增殖，显示在MTX暴露条件下对细胞生长具有保护作用。与此一致，Folinic acid calcium 还逆转了MTX所致的小鼠胚胎成纤维细胞活力下降，表明在存在MTX时能够恢复细胞存活。实验条件说明，小鼠胚胎成纤维细胞在体外被共同处理：MTX为100 nmol/L，Folinic acid calcium 为5 μmol/L，处理时间为48小时。上述结果共同表明，在作者设定的条件下补充 Folinic acid calcium 可在MTX存在时恢复β-catenin活化细胞的增殖与活力。[3]
■ 2.2 Electrochemical determination of calcium folinate in the presence of methotrexate and 5-fluorouracil using UiO-66/CdS composite modified screen-printed carbon electrode.
▲ 亚叶酸钙、甲氨蝶呤、5 - 氟尿嘧啶三种抗肿瘤药物的电化学检测曲线及线性关系。下方为差分脉冲伏安（DPV）曲线，横坐标为电位（mV），纵坐标为响应电流（μA），三种药物分别在特征电位处出现明显氧化峰，不同浓度梯度呈现逐级递增的氧化电流信号；上方内嵌小图 A、B、C 依次对应亚叶酸钙、甲氨蝶呤、5 - 氟尿嘧啶的浓度 - 电流线性拟合方程，三者决定系数 R² 均接近 0.999，在对应浓度范围内线性关系良好，可用于三种药物的定量电化学检测。
Folinic acid calcium (T0148) 被描述为可直接提供四氢叶酸来源，补充正常细胞所需叶酸，从而降低甲氨蝶呤带来的不良反应。其还可增强5-氟尿嘧啶的效应，并通过对胸苷酸合成酶的进一步抑制增强5-氟尿嘧啶的抗肿瘤活性。本研究中，电化学结果显示，在UiO-66/CdS/SPCE平台上，Folinic acid calcium 的检测表现显著提升，相较其他SPCE具有更高的响应峰电流与更低的过电位。该传感器可通过差分脉冲伏安法实现对 Folinic acid calcium 的定量测定。依据DPV数据，Folinic acid calcium 在0.1–300.0 μM范围内呈线性响应，检出限为0.04 μM，灵敏度为0.0503 μA μM−1。该平台还获得了彼此良好分离的氧化峰，可在无相互干扰的条件下同时测定 Folinic acid calcium、甲氨蝶呤与5-氟尿嘧啶。方法在真实样品中的应用得到验证，对 Folinic acid calcium 的加标回收率与相对标准偏差均表现令人满意。[4]
■ 3. 结语
Folinic acid calcium 通过直接补充5,10-亚甲基四氢叶酸和10-甲酰四氢叶酸等还原型叶酸辅因子，支持DNA和RNA合成所需的一碳转移反应。其作用机制绕过二氢叶酸还原酶依赖，缓解抗叶酸药物引起的代谢阻断，并调控胸苷酸合成酶活性。文献显示，Folinic acid calcium 能在甲氨蝶呤诱导的抗叶酸胁迫下恢复细胞增殖和活力，同时增强5-氟尿嘧啶对胸苷酸合成酶的抑制作用，提升抗肿瘤效果。此外，相关电化学检测技术实现了对 Folinic acid calcium 的高灵敏、选择性定量检测。未来研究可聚焦于利用 Folinic acid calcium 对叶酸代谢的精确定时调控，深入解析核苷酸合成动力学，优化抗叶酸与含氟嘧啶化疗方案，并开发临床叶酸相关化合物的先进诊断传感器。
■ 4. Q&A
Q1: Folinic acid calcium 在核苷酸合成中的主要生化功能是什么？
A1: Folinic acid calcium 提供还原型叶酸辅因子，如5,10-亚甲基四氢叶酸和10-甲酰四氢叶酸，供应胸苷酸合成酶催化dUMP转化为dTMP及新生嘌呤合成中的甲酰化步骤所需的一碳单位。
Q2: 文献中 Folinic acid calcium 如何影响甲氨蝶呤处理下的细胞？
A2: Folinic acid calcium 补充可逆转甲氨蝶呤对β-catenin活化小鼠胚胎成纤维细胞增殖和活力的抑制，表现出对甲氨蝶呤毒性的保护作用。
Q3: UiO-66/CdS复合改性电极在 Folinic acid calcium 检测中有哪些优势？
A3: 该电极平台在检测 Folinic acid calcium 时表现出更高响应峰电流和更低过电位，实现灵敏度高（0.0503 μA μM−1）且检测限低（0.04 μM），且能够在无相互干扰条件下同时检测甲氨蝶呤和5-氟尿嘧啶。
■ 5. 参考文献
[1] Allegra CJ, Fine RL, Drake JC, Chabner BA. Evidence for enhanced formation of the thymidylate synthase ternary complex by 5‑fluorouracil and folinic acid. J Clin Invest. 1986;77(2):597-605.
[2] Goldman ID, Matherly LH, et al. The cellular pharmacology of methotrexate. Pharmacol Ther. 1985;28(1):77-102.
[3] Liu F, Wu Y, Zhang B, Yang S, Shang K, Li J, et al.. Oncogenic β-catenin-driven liver cancer is susceptible to methotrexate-mediated disruption of nucleotide synthesis. Chinese Medical Journal. 2023;137(2):181-189.
[4] Khazaal F, Salih Q, Karabat R, Mhaibes R. Electrochemical determination of calcium folinate in the presence of methotrexate and 5-fluorouracil using UiO-66/CdS composite modified screen-printed carbon electrode.. ADMET & DMPK. 2025;13(6):2897.
