Lip-MS药靶蛋白质组 | 中药小分子血根碱通过靶向PKM2调控自噬抑制口腔鳞状细胞癌进展

口腔鳞状细胞癌（OSCC）是最常见的恶性肿瘤之一。然而，对于OSCC尚无有效的治疗方法。血根碱（sanguinarine，Sang）主要来源于罂粟科植物博落回的叶，以及血根草的根，具有抗炎、抗癌等多重药理活性。然而，血根碱抑制OSCC的能力以及作用机制，特别是其直接作用靶点，尚不明确。

2024年12月，上海交通大学医学院附属第九人民医院张志愿/湘雅二院范腾飞团队合作在Phytomedicine发表题为“Sanguinarine suppresses oral squamous cell carcinoma progression by targeting the PKM2/TFEB aix to inhibit autophagic flux”的研究成果，发现血根碱可抑制口腔鳞状细胞癌的进展，且通过Lip-MS技术(有限蛋白酶解-质谱法)发现PKM2是血根碱治疗机制的直接作用靶点。机制上，血根碱能够结合PKM2并抑制PKM2的酶活性，进而抑制PKM2/TFEB轴，影响溶酶体功能，从而阻止自噬并抑制口腔鳞状细胞癌进展。中科新生命参与了该研究中的Lip-MS检测相关工作。

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研究材料

OSCC细胞系CAL27和SCC9；

技术路线

步骤1：体外功能筛选确定Sang通过抑制溶酶体功能和自噬流抑制OSCC进展；

步骤2：药靶技术发现Sang通过特异性结合PKM2抑制其酶活进而抑制自噬流；

步骤3：体内实验证实Sang与PKM2结合对其抗癌和自噬抑制的活性至关重要。

研究结果

1. 血根碱通过抑制溶酶体功能和自噬流抑制OSCC进展

鉴于之前的研究报道了自噬在OSCC细胞进展中的关键作用，于是对FDA批准上市的药物库中的2698个化合物和自噬化合物库中的984个化合物进行了全面的筛选，发现天然存在的自噬调节剂血根碱（Sang）是OSCC细胞增殖的有效抑制剂（图1）。接着通过一系列细胞实验证实Sang抑制了溶酶体功能，从而阻碍OSCC细胞的自噬流。

图1 血根碱抑制OSCC进展

2. Sang通过特异性结合PKM2抑制其酶活，导致自噬流抑制

为了阐明Sang处理OSCC中自噬的分子机制，作者采用Lip-MS鉴定了Sang的直接结合蛋白，将PKM2鉴定为候选靶蛋白，并通过表面等离子共振（SPR）、微量热泳动（MST）实验证实Sang与PKM2的结合，这些结果一致表明PKM2是Sang的直接靶标（图2）。此外，作者发现Sang通过PKM2中的F26残基抑制PKM2活性，而对PKM2的表达水平没有显著影响，且PKM2中F26位点的突变逆转了Sang介导的自噬流和OSCC发展的抑制。

图2 Sang通过直接靶向PKM2抑制OSCC进展

3. 体内实验证实Sang与PKM2中的F26结合对其抗癌和自噬抑制的生物活性至关重要

最后，作者利用OSCC细胞来源的异种移植模型发现，Sang有效且安全地抑制了肿瘤的发展。在Sang处理的PKM2F26A（PKM2结合位点被突变掉）组中，自噬被部分恢复，而在WT PKM2的裸鼠肿瘤组织中自噬流受到显著抑制。结果表明Sang可以通过直接结合PKM2中的F26残基来阻碍自噬流并阻碍OSCC的进展（图3）。

图3 异种移植瘤小鼠模型证实Sang与PKM2结合对其抗癌和自噬抑制活性至关重要

总结

研究通过筛选确定了天然源自噬调节剂血根碱（Sang）是OSCC进展的强效抑制剂。Sang通过减少溶酶体相关膜蛋白、改变溶酶体pH等途径损害溶酶体功能，进而抑制OSCC的进展。机制上，Sang结合PKM2中的苯丙氨酸26（F26）残基并抑制PKM2的酶活性，随后抑制TFEB的表达来抑制溶酶体功能并阻断OSCC细胞中的自噬流。总之，结果证明Sang可以抑制PKM2/TFEB轴，影响溶酶体功能，从而阻断自噬，抑制OSCC的进展，使其成为治疗OSCC的一种有前途的治疗选择（图4）。

图4 血根碱靶向PKM2-TFEB轴抑制自噬治疗口腔鳞状细胞癌

相关文献

Peng YC, He ZJ, Yin LC, Pi HF, Jiang Y, Li KY, Tian L, Xie J, Zhang JB, Li CY, Feng GY, Wang K, Zhou DZ, Xie XW, Zhang ZY, Fan TF. Sanguinarine suppresses oral squamous cell carcinoma progression by targeting the PKM2/TFEB aix to inhibit autophagic flux. Phytomedicine. 2025 Jan;136:156337. doi: 10.1016/j.phymed.2024.156337. Epub 2024 Dec 18. PMID: 39729782.

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