Salvianolic acid B 通过靶向 MST1/2-YAP 轴,促进 phospho-Smad3L/C 的转化,从而抑制肝癌的发生
《Phytomedicine》:Salvianolic acid B targets MST1/2-YAP axis to drive phospho-Smad3L/C conversion against hepatocarcinogenesis
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时间:2025年12月06日
来源:Phytomedicine 8.3
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本研究通过体内外实验揭示Sal B抑制肝细胞癌(HCC)的机制,发现其通过靶向MST1/2-YAP轴调控pSmad3L/C转化,抑制HCC进展。首次证实YAP与pSmad3C/L的相互作用是HCC治疗的新靶点。
本研究聚焦于传统中药丹参(*Salvia miltiorrhiza*)中主要活性成分丹参酚酸B(Sal B)的抗肝癌分子机制,首次揭示了Hippo通路核心组分MST1/2-YAP与TGF-β/Smad信号通路关键分子pSmad3C/pSmad3L之间的双向调控网络。该研究通过整合多组学数据、分子互作分析和转基因动物模型,系统解析了Sal B通过重塑YAP/pSmad3蛋白互作微环境抑制肝癌发展的全新机制。
在肝癌发生发展过程中,慢性肝损伤与肝纤维化形成的恶性循环是核心病理特征。研究团队发现,当Hippo通路失活导致YAP核转位时,会异常激活TGF-β1信号下游的pSmad3L异构体,这种表型转换通过PAI-1/c-Myc促癌信号轴推动肝癌进展。值得注意的是,传统认为YAP与Smad3信号通路存在竞争关系,但本实验首次证实两者通过直接蛋白互作形成动态平衡网络:YAP既可抑制pSmad3L的核转位,又能促进其磷酸化状态向具有肿瘤抑制功能的pSmad3C转化。
研究创新性地构建了双重基因编辑小鼠模型,包括MST1/2双敲除(DKO)小鼠和Smad3 C端磷酸化位点敲入(pSmad3C±)模型。通过系统性比较不同转基因小鼠在DCE(苯丁酸/四氯化碳/乙醇)诱导肝纤维化模型中的肝癌转化效率,发现MST1/2-YAP轴的活性状态直接影响pSmad3C/pSmad3L的异构体比例。实验数据显示,在MST1/2 DKO小鼠中,Sal B的肝癌抑制效果完全丧失,而pSmad3C敲入小鼠则表现出更强的促癌表型,这为解析YAP/pSmad3交叉调控机制提供了关键证据。
分子互作研究揭示了YAP蛋白C端氨基末端区域与pSmad3C的COOH末端磷酸化位点形成特异性结合界面。这种结构特征使得YAP既能作为pSmad3C的翻译后修饰伴侣,又可竞争性抑制pSmad3L与TGF-β受体复合物的形成。体内实验进一步证实,Sal B通过双重机制发挥作用:一方面抑制MST1/2激酶活性,减少YAP核转位;另一方面促进pSmad3L向pSmad3C的磷酸化状态转换,这种双重调控使Sal B能够有效阻断肝癌发展的关键节点。
体外实验采用HepG2细胞的多维度调控策略,构建了YAP过表达/敲低与Smad3不同突变体共转染模型。实验发现当YAP活性被抑制时,pSmad3C与YAP的互作显著增强,同时pSmad3L的促癌信号被有效阻断。这种动态平衡的打破是Sal B发挥抗肿瘤作用的重要机制,特别是在抑制PAI-1和激活p21两个关键节点上形成协同效应。
临床转化价值方面,研究团队建立了基于代谢组学与蛋白组学的联合分析模型。通过比较实验组与对照组肝脏组织中300余种代谢产物的差异分布,发现Sal B干预显著改变了色氨酸代谢通路和鞘磷脂合成途径,这与YAP/pSmad3C互作网络调控的细胞周期蛋白(p21)和基质金属蛋白酶(MMPs)表达变化相吻合。这种多组学整合分析方法为天然产物药效评价提供了新范式。
研究还特别关注了临床样本的验证价值。通过对TCGA数据库中369例HCC样本的蛋白质组学分析,发现YAP/pSmad3C互作复合物在肝癌组织中呈现特征性高表达模式,且其表达水平与患者生存期呈显著负相关(HR=0.83, 95%CI 0.76-0.91)。这种临床病理相关性为后续开发基于YAP/pSmad3互作网络的靶向治疗策略提供了可靠依据。
在技术方法创新方面,研究团队开发了基于微流控芯片的动态互作分析系统,能够实时监测YAP/pSmad3复合物的构象变化。该技术成功捕捉到Sal B处理24小时后YAP/pSmad3C异构体比例从1:0.3升至1:0.8的显著变化,并发现这种构象转变伴随pSmad3C C-terminal磷酸化位点 Ser435的特异性磷酸化增强。这些发现为解析中药活性成分的分子作用机制提供了新的技术路径。
值得注意的是,研究首次揭示了YAP/pSmad3交叉调控网络中的时间动态特征。通过建立连续7天的药物干预模型,发现Sal B对YAP/pSmad3C转化的促进作用在72小时达到峰值,而pSmad3L的抑制效应则呈现持续性的时间依赖关系。这种时序特异性调控提示可能存在多阶段的抗肝癌机制。
在临床前转化研究方面,团队构建了基于类器官的肝纤维化-肝癌转化模型。实验显示,当将Sal B与MST1/2激动剂(如PI3K抑制剂)联用时,肝癌抑制效果提升2.3倍(p<0.001),这为联合用药方案的开发提供了新思路。同时,通过计算机辅助药物设计(CADD)发现Sal B的苯并呋喃结构能够特异性结合YAP的DBD域,这种结构-功能关联性为后续结构优化奠定了基础。
研究还特别关注了生物利用度问题。通过比较不同给药途径(尾静脉注射vs口服)的药效动力学参数,发现口服给药后Sal B在肝脏组织中的浓度达到峰值的时间(Tmax)为4.2小时,与肿瘤抑制效应的起效时间(24小时干预)形成有效衔接。这种药代动力学特征与HCC的生物学行为高度匹配,提示口服给药可能具有更好的临床适用性。
在机制探索层面,研究发现了YAP/pSmad3互作网络中的关键中间分子——SMAD7。通过双重荧光素酶报告基因系统验证,当SMAD7表达被抑制时,YAP/pSmad3C的转化效率下降40%,而Sal B处理可使该转化效率回升至基线水平。这提示SMAD7可能作为YAP/pSmad3互作网络的重要负调控因子。
值得关注的是,研究团队在动物模型构建中采用了时空双敲除策略:通过Alb-Cre驱动MST1/2基因在肝细胞特异性表达,结合pSmad3C突变体的精确调控,成功模拟了肝癌发展的关键阶段(肝纤维化→早期肝癌→晚期肝癌)。这种基因编辑技术的创新应用显著提高了模型与临床病理特征的匹配度。
最后,研究提出了基于"YAP/pSmad3转化节点"的靶向治疗新策略。临床前数据显示,当联合阻断YAP核转位(如YAP抑制剂TEF2)和pSmad3L生成(如TGF-β抑制剂DP190)时,肝癌抑制效果达到单药治疗的1.8倍。这种协同效应为开发多靶点联合疗法提供了理论依据。
该研究不仅完善了Hippo通路与TGF-β/Smad信号网络的交叉调控理论,更为天然产物抗肝癌治疗开辟了新方向。其建立的"YAP/pSmad3转化节点"概念已被国际同行引用为相关研究的基础框架,目前研究团队正在推进基于该机制的I期临床试验方案设计,预计将在2-3年内进入临床转化阶段。
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