异牛皮苷通过抑制pdhb介导的葡萄糖代谢重编程来缓解肝细胞癌的进展

PDHB表达升高与肿瘤进展和不良预后密切相关。PDHB通过结合SLC2A1、GPI和PKM2的启动子区介导代谢重编程，从而促进糖酵解相关基因的转录。

　　

靶向丙酮酸脱氢酶 β 亚基：肝癌治疗新策略

近日，来自新乡医学院医学技术学院、河南省免疫学与靶向药物重点实验室、新乡市肿瘤微环境与免疫治疗重点实验室的研究人员，在Communications Biology期刊上发表了题为 “Isoacteoside alleviates hepatocellular carcinoma progression by inhibiting PDHB-mediated reprogramming of glucose metabolism” 的论文。该研究聚焦于肝癌治疗，揭示了丙酮酸脱氢酶 B（PDHB）在肝癌进展及索拉非尼耐药中的关键作用，并发现异毛蕊花糖苷（Isoacteoside）可靶向抑制 PDHB，为肝癌的靶向治疗和联合治疗提供了新的潜在策略，对改善肝癌患者预后意义重大。

研究背景

肝癌是全球范围内常见且致命的恶性肿瘤，中国的肝癌新发病例和死亡人数占比均超半数 ，严重威胁公众健康。早期肝癌虽有多种根治性治疗手段，但术后转移和复发风险高；晚期肝癌患者无法进行手术，常需全身化疗，然而化疗药物副作用大，会严重影响患者生活质量，甚至加重病情。索拉非尼作为晚期肝癌一线治疗的基石药物，能显著延长患者生存期，但耐药问题突出，严重影响治疗效果，因此，探究肝癌耐药机制、开发新的治疗靶点迫在眉睫。

肿瘤细胞的代谢重编程是癌症的重要特征，与肿瘤生长、存活及耐药密切相关。有氧糖酵解（Warburg 效应）主导的糖代谢途径改变，会降低放化疗疗效。PDHB 作为丙酮酸脱氢酶（PDH）复合物的关键组分，参与细胞糖代谢过程，在多种癌症中高表达并促进肿瘤生长，但它在肝癌代谢重编程、索拉非尼耐药及肿瘤进展中的具体作用尚未明确 。

研究材料与方法

1. 临床组织标本：收集新乡医学院第一附属医院 30 例肝癌患者手术切除的癌组织及癌旁组织，患者术前未接受放化疗，组织经病理学家确认，研究遵循伦理规范并获患者知情同意。
2. 细胞系：选用人肝癌细胞系 HepG2、SMMC - 7721 和小鼠肝癌细胞系 HepA1 - 6，经 STR 分型鉴定和支原体污染检测，在含 10% 胎牛血清、100 U/ml 青霉素 / 链霉素的 DMEM 培养基中，于 37℃、5% CO?环境下培养。
3. 实验方法：运用 RNA 提取、逆转录定量 PCR（qRT - PCR）、蛋白质免疫印迹（WB）检测基因和蛋白表达；构建 PDHB 过表达和敲低质粒并转染细胞，筛选稳定细胞系；采用 CCK - 8 和集落形成实验检测细胞增殖能力，Transwell 实验检测细胞侵袭能力，免疫荧光检测 PDHB 细胞定位；对 HepG2 索拉非尼耐药株进行 RNA 测序、KEGG 通路和差异表达基因分析；通过染色质免疫沉淀（ChIP）实验探究 PDHB 与基因启动子的结合情况；利用虚拟筛选技术寻找 PDHB 小分子抑制剂，并进行细胞毒性和耐药性测试；开展动物实验评估 PDHB 对肿瘤生长和转移的影响，以及药物的毒性和疗效。

研究技术路线

研究人员首先分析公共数据库中 PDHB 的表达情况，随后在临床组织样本中验证。构建 PDHB 过表达和敲低细胞模型，从体外细胞实验和体内动物实验探究其对肝癌细胞增殖、侵袭和转移的影响。通过 RNA 测序和相关实验明确 PDHB 影响索拉非尼耐药的代谢机制。利用虚拟筛选技术筛选 PDHB 小分子抑制剂，验证其对肝癌细胞耐药性和肿瘤进展的作用，最后评估抑制剂与索拉非尼联合治疗的效果 。

研究结果

1. PDHB 表达可作为肝癌预后指标：通过 TIMER 2.0、TCGA 等数据库分析及临床组织样本 qRT - PCR 检测，发现 PDHB 在肝癌组织中显著高表达。Kaplan - Meier 生存分析表明，PDHB 高表达与肝癌患者不良预后相关；UALCAN 和 TIMER 数据库分析显示，其高表达与肝癌高分期、高分级密切相关，提示 PDHB 可作为肝癌肿瘤进展和患者预后的潜在生物标志物。
2. PDHB 促进肝癌细胞增殖和侵袭：在 HepG2 和 SMMC7721 细胞中过表达 PDHB，细胞增殖、集落形成、侵袭能力及上皮 - 间质转化（EMT）进程显著增强；敲低 PDHB 则抑制上述过程，说明 PDHB 在肝癌细胞中发挥促癌作用 。
3. PDHB 促进肝癌肿瘤生长和转移：裸鼠皮下成瘤实验显示，过表达 PDHB 组肿瘤生长快、重量重、体积大；敲低 PDHB 组则相反。尾静脉注射实验发现，过表达 PDHB 促进小鼠肺转移，敲低 PDHB 则抑制转移，证实 PDHB 在体内可促进肝癌细胞增殖、侵袭和转移，是潜在癌基因。
4. PDHB 高表达与肝癌索拉非尼耐药相关：实验表明，PDHB 过表达增加 HepG2 和 SMMC7721 细胞对索拉非尼的 IC50 值，敲低则降低该值。在索拉非尼耐药细胞系 HepG2 - R 和 SMMC7721 - R 中，PDHB 表达显著升高，过表达和敲低 PDHB 同样影响耐药细胞系对索拉非尼的敏感性，说明 PDHB 表达与肝癌索拉非尼耐药相关，可调节耐药机制。
5. PDHB 通过调节糖代谢重编程影响肝癌索拉非尼耐药：对 PDHB 敲低的 HepG2 - R 细胞进行 RNA 测序和 KEGG 分析，发现 PDHB 影响代谢途径，尤其是氧化磷酸化和糖酵解 / 糖异生。过表达 PDHB 抑制糖异生关键酶 PCK1 表达，促进糖酵解相关基因表达；敲低 PDHB 则相反。ChIP - PCR 证实 PDHB 可结合糖酵解基因 SLC2A1、GPI 和 PKM2 启动子促进转录。使用糖酵解抑制剂 2 - DG 实验表明，抑制糖酵解可缓解 PDHB 诱导的索拉非尼耐药，且 PDHB 对索拉非尼耐药的调节具有葡萄糖依赖性。
6. 异毛蕊花糖苷靶向 PDHB 抑制肝癌索拉非尼耐药和肿瘤进展：虚拟筛选得到多个与 PDHB 活性位点结合的化合物，经实验验证异毛蕊花糖苷（HY - N0022）是 PDHB 靶向抑制剂，可剂量依赖性抑制 PDHB 蛋白表达。体外和体内实验显示，HY - N0022 增强肝癌细胞对索拉非尼的敏感性，抑制细胞增殖、侵袭、EMT 和肿瘤生长，还可调节 PDHB 及糖代谢相关基因表达 。
7. 异毛蕊花糖苷与索拉非尼联合治疗显著提高肝癌疗效：体外 CCK - 8 和凋亡实验、体内动物实验表明，索拉非尼单药、HY - N0022 单药及二者联合治疗均抑制肝癌细胞生长和诱导凋亡，联合治疗效果优于索拉非尼单药。且 HY - N0022 在动物模型中安全性良好，未引起明显毒性反应，不影响重要器官形态和代谢功能 。

研究结论

本研究证实 PDHB 是肝癌中具有预测肿瘤进展和索拉非尼耐药作用的癌基因。PDHB 通过结合糖酵解相关基因启动子促进转录，介导糖代谢重编程，进而促进肝癌细胞增殖、侵袭、转移及索拉非尼耐药。异毛蕊花糖苷作为 PDHB 靶向抑制剂，可有效抑制肝癌索拉非尼耐药和肿瘤进展，与索拉非尼联合使用能显著提高治疗效果，且安全性良好 。

研究讨论

肝癌死亡率高，优化治疗策略和寻找新靶点至关重要。本研究首次揭示 PDHB 在肝癌中的关键作用，其高表达与肿瘤分期、分级及患者预后相关，虽在不同肿瘤中功能存在差异，但在肝癌中表现为促癌作用，是潜在治疗靶点。PDHB 与肝癌索拉非尼耐药的关系复杂，索拉非尼对 PDHB 及糖代谢相关基因的影响可能因时间、剂量而异，细胞环境和异质性也会干扰实验结果，背后的分子调控网络和药物作用机制需进一步研究 。

此外，PDHB 在细胞质和细胞核的定位变化及与糖代谢、肿瘤进展的关系存在争议，其作为转录因子影响下游基因转录的机制挑战了传统认知，未来研究可聚焦于其在不同癌症、不同代谢途径及肿瘤微环境中的作用 。异毛蕊花糖苷在肝癌治疗中展现出潜力，无论是单药还是联合治疗，都值得深入探究其生物学活性和抗肿瘤机制，为肝癌靶向和联合治疗提供新方向，有望推动肝癌临床治疗的发展 。