Oroxin A通过调控TRIM24介导的铁死亡和TSPO通路抑制结直肠肿瘤生长

本研究针对结直肠癌(CRC)治疗靶点匮乏的临床难题，发现E3泛素连接酶TRIM24在CRC中高表达且与不良预后相关。研究人员通过分子对接和细胞热转移实验鉴定天然产物Oroxin A(OA)为新型TRIM24抑制剂，证实其通过促进TRIM24降解，激活铁死亡(ferroptosis)通路（下调SLC3A2/SLC7A11/GPX4，上调ACSL4），同时上调线粒体蛋白TSPO抑制血管生成（降低VEGFA/MMP2/HIF-1α）。动物实验显示OA显著抑制肿瘤生长且无毒性，为CRC靶向治疗提供新策略。论文发表于《iScience》。

　　

在全球癌症负担日益加重的背景下，结直肠癌(CRC)因其高发病率和死亡率成为重大公共卫生挑战。随着饮食结构改变和生活方式西化，CRC发病率持续攀升，但早期诊断手段有限和靶向治疗药物匮乏导致患者预后不佳。尽管基于分子分型(CMS)的精准治疗策略为CRC诊疗带来新希望，但针对特定亚型的有效靶点仍待发掘。近年来，E3泛素连接酶家族因其在肿瘤发生中的关键调控作用成为研究热点，其中TRIM24被报道在多种癌症中异常高表达，但其在CRC中的具体机制和靶向价值尚未明确。与此同时，天然产物因其低毒性和多靶点特性成为抗肿瘤药物开发的重要来源，源自木蝴蝶(Oroxylum indicum)的黄酮类化合物Oroxin A(OA)虽显示出抗癌潜力，但作用靶点和分子机制仍有待阐明。

杭州师范大学附属医院消化内科的研究团队针对上述问题开展系统研究，发现OA通过靶向降解TRIM24蛋白，双重调控铁死亡通路和线粒体功能，显著抑制CRC进展。研究成果发表于交叉学科期刊《iScience》。研究人员首先通过生物信息学分析和临床样本验证确认TRIM24在CRC中的致癌作用，随后运用分子对接和生物物理实验证实OA与TRIM24的特异性结合，通过细胞功能实验、蛋白质组学、代谢检测等多维度方法阐明OA诱导铁死亡的分子机制，并利用皮下移植瘤和患者来源异种移植(PDX)模型验证其体内抗肿瘤效果。

关键技术方法

研究整合生物信息学（GEPIA、Timer2.0等数据库分析）、分子对接（AutoDockTools 1.5.7）、生物物理验证（细胞热转移实验和药物亲和反应靶点稳定性实验）、定量蛋白质组学（MaxQuant分析）、铁死亡相关检测（GSH/GSSG比值、GPX活性、脂质过氧化和ROS测定）、基因操作（shRNA敲低和siRNA干扰）以及两种动物模型（常规皮下移植瘤和临床PDX模型）。临床样本来自5例CRC患者的配对肿瘤与癌旁组织。

TRIM24过表达与CRC不良预后相关

通过公共数据库和临床样本分析发现，TRIM24在CRC组织中显著高表达（p<0.01），且与患者生存期缩短密切相关（p<0.05）。免疫浸润分析显示TRIM24表达与CD8⁺ T细胞、NK细胞呈正相关，与Tregs、MDSCs呈负相关，提示其可能参与肿瘤免疫微环境调控。

OA是TRIM24的潜在抑制剂

分子对接显示OA通过5个氢键与TRIM24的GLU879等残基稳定结合（键长1.9-2.1 ?）。细胞热转移实验证实OA能显著提高TRIM24的热稳定性（p<0.01），Western blot显示OA以剂量依赖性方式降低TRIM24蛋白水平（p<0.001）。

OA体外抑制CRC细胞恶性表型

CCK-8实验显示OA对CRC细胞（IC₅₀=4.028-6.296μM）的选择性毒性显著高于正常结肠上皮细胞（IC₅₀=20.65μM）。划痕实验和Transwell实验证实2μM OA即可显著抑制HCT-8和SW-480细胞的迁移（p<0.01）和侵袭（p<0.001），克隆形成实验显示OA处理使CRC细胞集落减少60%以上。

OA调控铁死亡和线粒体通路

蛋白质组学分析鉴定出78个差异表达蛋白（8个上调，70个下调），KEGG富集显示铁死亡和氧化磷酸化通路显著激活。OA处理导致铁死亡关键蛋白SLC3A2/SLC7A11/GPX4下调（p<0.01），ACSL4上调2.5倍（p<0.001），同时降低GSH/GSSG比值（p<0.01）并升高ROS水平（p<0.001）。铁死亡抑制剂Fer-1可部分逆转OA的细胞毒性（p<0.05），TRIM24敲除增强细胞对铁死亡诱导剂的敏感性（p<0.01）。

OA通过TRIM24-TSPO轴抑制血管生成

研究发现OA处理显著上调线粒体膜蛋白TSPO（p<0.001），而TRIM24敲除产生类似效果。Co-IP实验证实TRIM24与TSPO存在物理相互作用，OA可减少TSPO的泛素化修饰（p<0.01）。下游血管生成因子VEGFA、MMP2和HIF-1α的表达均被OA抑制（p<0.05），且TSPO siRNA可部分逆转这种抑制。

OA体内抗肿瘤效果显著且安全

在皮下移植瘤模型中，5mg/kg和10mg/kg OA分别抑制肿瘤生长36.03%和61.83%（5-FU对照组为57.57%），且不引起体重减轻或肝肾功能异常（p>0.05）。PDX模型进一步验证OA的抑瘤率达43.40±10.60%（p<0.01）。免疫组化显示肿瘤组织中TRIM24和SLC3A2下调，TSPO上调。

这项研究首次阐明天然化合物OA通过靶向TRIM24发挥双重抗肿瘤机制：一方面通过促进TRIM24降解激活铁死亡通路，另一方面通过稳定TSPO抑制肿瘤血管生成。相较于传统化疗药5-FU，OA在等效剂量下展现出更好的安全性，为CRC靶向治疗提供了新选择。研究不仅揭示了TRIM24在CRC中的新功能，也为天然产物抗癌药物的开发提供了重要理论依据。未来需要扩大临床样本验证规模，并深入探究TRIM24调控铁死亡相关蛋白的具体分子机制。