神奇~Phytomedicine极限仅1天就接收！看看有啥亮点：十一味参芪片中活性成分激活透明细胞肾癌细胞凋亡机制

【写在前面】：本期推荐的是由南京中医药大学附属南通医院南通中医院泌尿科、江苏癌症医院泌尿外科、南京医科大学第二附属医院泌尿科、南通大学附属连云港临床学院泌尿科等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF11.3）的一篇文章，揭示十一味参芪片中槲皮素通过破坏Survivin和X连锁凋亡蛋白抑制剂，重新激活透明细胞肾细胞癌的凋亡。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Shiyiwei Shenqi Pian-Derived Quercetin Reactivates Apoptosis in Clear Cell Renal Cell Carcinoma by Destabilizing Survivin and X-linked Inhibitor of Apoptosis Protein

极限1天投稿就接收，第一次见！

背景

透明细胞肾细胞癌（ccRCC）通过含有5的杆状病毒凋亡重复抑制剂（BIRC5）和X连锁凋亡抑制蛋白（XIAP）强烈抵抗凋亡。同时，促凋亡中药复方十一味参芪片（SSP）的特异性抗ccRCC机制尚不清楚。

目的

系统地发现SSP中的关键生物活性化合物，并表征其在解偶联致癌BIRC5-XIAP复合物中的精确作用机制。

研究设计

利用结合网络药理学、转录组分析、机器学习和结构动态模拟的先进综合策略来筛选和预测治疗靶点。然后，在多个实验平台上严格并顺序地验证了计算机模拟结果，从体外细胞模型到体内CDX和PDX设置。

方法

应用多组学框架研究SSP在ccRCC中的作用机制。通过数据库挖掘和UPLC-Q-TOF-MS分析，然后基于机器学习进行优先级排序，确定了活性化合物和疾病相关靶点。使用对接、分子动力学模拟和单细胞转录组学分析分子相互作用。通过共免疫沉淀（co-IP）、微尺度热泳（MST）、环己酰亚胺（CHX）追逐和泛素化试验验证了蛋白质相互作用和稳定性。通过增殖和凋亡试验评估细胞效应，并使用CDX和PDX模型评估体内疗效。

结果

共享的SSP ccRCC靶点在凋亡相关途径中富集，完整的SSP提取物在体外抑制ccRCC细胞增殖和克隆生长。多队列机器学习建模将BIRC5确定为关键的预后目标。在主要的SSP衍生化合物中，槲皮素与BIRC5和XIAP显示出良好的结合，并被选为机制验证。单细胞和大量转录组分析证实了ccRCC中BIRC5和XIAP的共富集和正相关。从机制上讲，槲皮素破坏了BIRC5-XIAP复合物，削弱了它们的直接蛋白质相互作用，并加速了泛素介导的两种蛋白质的降解。这一过程恢复了胱天蛋白酶的激活，并诱导了胱天酶依赖性凋亡，导致细胞增殖和集落形成减少。在CDX和PDX模型中，槲皮素抑制肿瘤生长并降低BIRC5/XIAP通路活性。

结论

槲皮素被确定为SSP的主要机械验证活性成分。它通过破坏BIRC5-XIAP抗凋亡复合物的稳定性和重新激活胱天蛋白酶依赖性凋亡来抑制ccRCC的生长，支持其作为ccRCC治疗先导的潜力。

【前言】

肾透明细胞癌（ccRCC）是癌症最常见的组织学亚型，约占病例的70-80%，其特征是高转移能力和明显的治疗耐药性。ccRCC的不利临床结果主要源于其复杂的生物学特征，特别是控制细胞存活和程序性细胞死亡的途径失调。其中，凋亡起着核心作用，其破坏与肿瘤的维持和进展密切相关。中医药以其多组分和多靶点特性而闻名，作为调节复杂癌症相关过程的潜在方法，它越来越受到关注。然而，其调节ccRCC细胞凋亡的能力及其对肿瘤进展的影响仍有待充分阐明。

十一味参芪片（SSP）作为一种复方中药制剂，因其含有复杂的生物活性分子组合而具有明确的抗肿瘤作用。该制剂由十一种成分组成：人参、黄芪、天麻、当归、熟地黄、泽泻、决明子、菟丝子、鹿角、枸杞及细辛。重要的是，现有文献证实这些基础成分能够有效调控恶性肿瘤模型中的程序性细胞死亡网络：人参皂苷可激活半胱天冬酶活性；黄芪成分可干扰PI3K-Akt生存信号通路；天麻提取物则能改变Bcl-2家族蛋白动态变化。综合上述研究结果，SSP在理论上完全具备破坏肾细胞癌（ccRCC）特有抗凋亡屏障的能力，因此有必要深入探究其对肿瘤细胞凋亡的药理作用机制。

仅凭传统的网络药理学往往难以准确定位SSP等复杂植物混合物的真正分子靶点，特别是在高度多样化的RCC肿瘤微环境中。为了克服这些分析局限性，我们设计了一个强大的多维管道。通过将多组学数据、机器学习算法和单细胞测序与结构计算模型和经验生物测定相结合，我们建立了一个全面的系统来评估SSP代谢物如何干扰关键凋亡节点，特别是BIRC5和XIAP。在目前的研究中，这种多队列转录组学和预测模型的整合成功地筛选了对SSP敏感的凋亡介质。随后的分子动力学模拟和严格的湿实验室验证表明，槲皮素是SSP的主要成分，与XIAP和BIRC5形成稳定的物理复合物。这种结合在结构上破坏了它们的合作相互作用，加速了泛素驱动的蛋白酶体清除，并有效地重新点燃了ccRCC中胱天蛋白酶介导的细胞死亡途径。最终，这些结果描述了驱动SSP抗肿瘤、促凋亡益处的确切分子机制。

【结果部分】

1.SSP-ccRCC的药理学网络构建与鉴定。

2.拓扑子网络与交叉靶点的功能富集景观。

3.独立数据集的标准化与机器学习预后模型的构建。

4.关键SSP代谢物与BIRC5之间的计算对接相互作用。

5.通过分子动力学方法对BIRC5-配体复合物进行动态稳定性分析。

6.ccRCC中BIRC5与 XIAP 的共表达谱及物理相互作用动态。

7.槲皮素在ccRCC模型中引发细胞毒性和细胞凋亡的评估。

8.槲皮素介导的BIRC5/ XIAP 泛素化及后续细胞凋亡激活。

9.槲皮素通过靶向BIRC5/ XIAP 轴在体内抑制ccRCC的生长。

【结论与讨论】

我们的研究结果显著深化了对槲皮素在肾细胞癌（ccRCC）中作用机制的现有认知。尽管Han等人的先前研究已发现槲皮素可降低生存蛋白（BIRC5）的表达水平，但其作用机制仍较为表面化（Han 等，2016）。本研究揭示了一种全新的翻译后调控机制：通过MST实验、免疫共沉淀实验及泛素化分析证实，槲皮素能直接作用于BIRC5和 XIAP ，主动破坏二者构成的促存活复合体；这种直接的结构破坏作用会加速该复合体经泛素介导的降解，相较于广泛的转录或翻译水平下调，这代表了一种更为深入的结构干预方式。

总体而言，这项研究通过重点揭示BIRC5- XIAP 复合体所提供的不可或缺的协同保护机制，重新定义了我们对ccRCC细胞凋亡逃逸机制的理解。尽管这些蛋白质各自的致癌作用已得到充分证实，但它们的同步调控特性以及对药物解偶联效应的敏感性，揭示了一个此前被忽视的ccRCC生物学关键检查点。槲皮素能够同时抑制这两个靶点的作用，为高度依赖 IAP 介导生存机制的恶性肿瘤提供了极具前景的治疗策略。

尽管如此，我们仍承认本研究存在若干局限性。所使用的公开转录组数据队列虽规模庞大，但可能无法完全反映所有ccRCC患者的分子及临床异质性，因此未来需在更多不同人群样本中进行验证。此外，由于临床样本极为匮乏，我们的 PDX 模型仅基于每组n=4只小鼠的样本量构建；虽然槲皮素确实引发了统计学上的显著差异，但仍需通过扩大样本量的后续验证来全面考量临床异质性。再者，虽然BIRC5与 XIAP 的解离是主要作用机制，但其他 IAP 家族成员或上游补偿性调控因子的潜在参与亦不能完全排除。另一个药代动力学方面的局限在于：尽管文献报道口服50 mg/kg剂量后血浆峰值浓度可达25 μM ，但这不应直接视为小鼠血浆或肾肿瘤组织中存在持续性游离槲皮素暴露的证据，需通过LC-MS/MS技术进一步验证。最后，该致癌复合物解离所影响的复杂下游信号网络，亟待在未来研究中进行更全面的分析。

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