フラビン含有酵素の標的化は、癌治療におけるミトコンドリア呼吸：ビタミンB2（リボフラビン）を阻害することにより、癌幹細胞（CSC）を排除します。

ここでは、新しい非毒性ミトコンドリア阻害剤を特定するために、ハイスループットの薬物スクリーニングを実施しました。このスクリーニングプラットフォームは、細胞のATPレベルを選択的に枯渇させる化合物を検出するように特異的に設計されていますが、細胞生存率にはほとんどまたはまったく毒性の副作用がありません。このアプローチを使用して、DPI（Diphenyleneineiodonium塩化物）を新しい潜在的な治療剤として特定しました。機械的には、DPIは、複合IおよびIIの一部を形成するフラビン含有酵素（FMNおよびFAD依存）を阻害することにより、ミトコンドリア呼吸を強力にブロックします。興味深いことに、DPIは化学療法表現型を誘導し、CSCの伝播を強力に阻害し、IC-50は3.2ナノ臼歯です。CD44やCD24などのCSCマーカーを使用して、実質的に同一の結果が得られました。さらに、細胞代謝に対するDPIの影響を検証しました。10 nmで、DPIは酸化的ミトコンドリア代謝（OxPHOS）を阻害し、ミトコンドリア駆動型ATP産生を90％>減少させました。これにより、純粋に解糖表現型が生じ、L乳酸産生が上昇しました。わずか1時間のDPI治療の後、この代謝の柔軟性が迅速に誘発される可能性があることを示します。驚くべきことに、DPIのミトコンドリア阻害効果は可逆的であり、DPIはROS産生を誘導しませんでした。DPIで1か月維持された細胞は、ミトコンドリアの活動をほとんどまたはまったく示しませんでしたが、実行可能なままでした。したがって、DPIは新しいタイプのミトコンドリア阻害剤として動作し、代謝Quisenceまたは「懸濁アニメーション」の状態に細胞を維持するように見えます。結論として、DPI治療はミトコンドリア欠損表現型を急性に付与することができます。不均一な癌細胞集団からCSCを効果的に枯渇させることを示す。これらの発見は、毒性の副作用を最小限に抑えながら、CSCを強力に標的とすることに重大な治療上の意味を持っています。また、老化プロセスに対するDPIの可能な意味合いについても説明します。興味深いことに、C。elegansの以前の研究では、酸化ストレスへの反応中に、DPIがリポフスチン（老化関連の特徴）の蓄積を防ぐことが示されています。現在の結果は、フラビン（FAD、FMN、および/またはリボフラビン）がiの自己蛍光マーカーであることを示すデータと一致しています。MitoChondrial「Power」（Oxphos）およびII）のCSC活性の上昇。これまでに発見された最も強力で非常に選択的なCSC阻害剤の。したがって、現在の調査結果は、I）DPI（Diphenyleneleneiodonium）およびII）DPI関連の化合物（塩化ジフェニルヨードニウム）の新しい類似体を作成する新しい推進力を示唆しています。これらの新しい分子を「ミトフラボシン」と呼ぶことを提案します。たとえば、DPIは、FDAが承認したCDK4/6阻害剤であるPalbociclib（IC-50 = 100 nm）の30倍強力です。CSCを含むタイプ。

Here, we performed high-throughput drug-screening to identify new non-toxic mitochondrial inhibitors. This screening platform was specifically designed to detect compounds that selectively deplete cellular ATP levels, but have little or no toxic side effects on cell viability. Using this approach, we identified DPI (Diphenyleneiodonium chloride) as a new potential therapeutic agent. Mechanistically, DPI potently blocks mitochondrial respiration by inhibiting flavin-containing enzymes (FMN and FAD-dependent), which form part of Complex I and II. Interestingly, DPI induced a chemo-quiescence phenotype that potently inhibited the propagation of CSCs, with an IC-50 of 3.2 nano-molar. Virtually identical results were obtained using CSC markers, such as CD44 and CD24. We further validated the effects of DPI on cellular metabolism. At 10 nM, DPI inhibited oxidative mitochondrial metabolism (OXPHOS), reducing mitochondrial driven ATP production by >90%. This resulted in a purely glycolytic phenotype, with elevated L-lactate production. We show that this metabolic inflexibility could be rapidly-induced, after only 1 hour of DPI treatment. Remarkably, the mitochondrial inhibitory effects of DPI were reversible, and DPI did not induce ROS production. Cells maintained in DPI for 1 month showed little or no mitochondrial activity, but remained viable. Thus, it appears that DPI behaves as a new type of mitochondrial inhibitor, which maintains cells in a state of metabolic-quiescence or "suspended animation".In conclusion, DPI treatment can be used to acutely confer a mitochondrial-deficient phenotype, which we show effectively depletes CSCs from the heterogeneous cancer cell population. These findings have significant therapeutic implications for potently targeting CSCs, while minimizing toxic side effects. We also discuss the possible implications of DPI for the aging process. Interestingly, previous studies in C. elegans have shown that DPI prevents the accumulation of lipofuscin (an aging-associated hallmark), during the response to oxidative stress. Our current results are consistent with data showing that flavins (FAD, FMN and/or Riboflavin) are auto-fluorescent markers of i) increased mitochondrial "power" (OXPHOS) and ii) elevated CSC activity.Finally, we believe that DPI is one of the most potent and highly selective CSC inhibitors discovered to date. Therefore, our current findings suggest a new impetus to create novel analogues of i) DPI (Diphenyleneiodonium chloride) and ii) DPI-related compounds (Diphenyliodonium chloride), using medicinal chemistry, to optimize this very promising and potent anti-CSC activity. We propose to call these new molecules "Mitoflavoscins".For example, DPI is ~30 times more potent than Palbociclib (IC-50 = 100 nM), which is an FDA-approved CDK4/6 inhibitor, that broadly targets proliferation in any cell type, including CSCs.