木香烃内酯通过诱导EGFR泛素化降解抑制ERK/AKT通路抗三阴性乳腺癌的机制研究

《Journal of Molecular Histology》：Study on the mechanism of costunolide inhibiting triple-negative breast cancer by EGFR ubiquitination and degradation to suppress the ERK/AKT signaling pathway

本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)缺乏有效靶向治疗难题，通过网络药理学和分子对接预测木香烃内酯(COS)核心靶点为EGFR，实验验证COS通过促进EGFR泛素化降解，抑制EGFR磷酸化及下游ERK/AKT信号通路，诱导TNBC细胞凋亡。该研究首次揭示COS抗TNBC的新机制，为植物源多靶点抗肿瘤药物开发提供理论依据。

在乳腺癌的分子分型中，三阴性乳腺癌(TNBC)因其雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)的缺失表达，成为临床治疗中最棘手的亚型。这类肿瘤对内分泌治疗和HER2靶向药物天然耐药，且好发于年轻女性，具有早期转移率高、复发风险大、预后差等特点。数据显示TNBC术后复发率高达25%，复发后三个月内死亡率达75%，远高于其他乳腺癌亚型。面对传统化疗效果有限、靶向治疗缺位的困境，开发针对TNBC特异性生物标志物的创新药物成为迫在眉睫的科研挑战。

近年来，传统中药来源的天然产物在肿瘤治疗领域展现出独特优势。其中，木香作为中医治疗"乳岩"的常用药，其核心活性成分木香烃内酯(COS)因具有α-亚甲基-γ-内酯关键药效团，被证实可通过诱导氧化应激和细胞凋亡发挥选择性抗肿瘤作用。但COS抗TNBC的具体分子机制尚未明确。为此，研究团队创新性地采用网络药理学(NP)与分子对接(MD)技术，结合体外实验验证，系统揭示了COS通过调控EGFR泛素化降解抑制TNBC的新机制。

研究主要采用网络药理学筛选COS与TNBC交集靶点，通过蛋白互作网络(PPI)识别核心靶标；运用分子对接模拟COS与靶蛋白结合模式；通过CCK-8法、克隆形成实验检测细胞增殖，Annexin V-FITC/PI双染色流式细胞术分析细胞凋亡，Western Blot检测蛋白表达及泛素化水平。所有实验均采用MDA-MB-231和MDA-MB-468两种TNBC细胞系进行验证。

网络药理学预测结果

通过数据库筛选获得256个COS作用靶点与1537个TNBC相关靶点，取交集得到126个潜在靶点。

PPI网络分析显示EGFR以最高度值(84)成为核心靶点，KEGG富集分析提示COS可能通过癌症通路、PI3K-Akt信号通路等发挥作用。

分子对接结果

分子对接显示COS与EGFR激酶域结合能达-7.4 kcal/mol，优于其他核心靶点，结合模式依赖氢键和疏水相互作用。

木香烃内酯抑制TNBC细胞生长

CCK-8实验显示COS以浓度依赖性方式抑制TNBC细胞活力，24小时IC₅₀为28.51-34.07μM。

克隆形成实验证实COS显著降低细胞集落形成能力。

木香烃内酯诱导TNBC细胞凋亡

流式细胞术显示COS处理组早期和晚期凋亡细胞比例显著增加。Western Blot检测发现COS上调Bax、cleaved-caspase 3、cleaved-PARP等促凋亡蛋白，下调Bcl-2、caspase 3、PARP等抗凋亡蛋白表达。

木香烃内酯抑制EGFR通路及ERK/PI3K-AKT信号通路

Western Blot结果显示COS浓度依赖性降低p-EGFR、p-AKT和p-ERK蛋白水平，而不影响总ERK和AKT表达。EGF预处理可部分逆转COS的生长抑制作用。

木香烃内酯增加EGFR泛素化

研究发现COS不仅抑制EGFR磷酸化，还降低总EGFR蛋白水平。蛋白酶体抑制剂MG132处理可逆转COS引起的EGFR降解，表明COS通过促进EGFR泛素化进而经蛋白酶体途径降解。

本研究首次阐明COS通过诱导EGFR泛素化降解，抑制EGFR磷酸化及其介导的ERK/AKT信号通路，从而抑制TNBC细胞增殖并诱导凋亡的分子机制。

这一发现不仅为COS抗TNBC作用提供了实验证据，更重要的是提出了针对EGFR蛋白降解而非单纯抑制激酶活性的新型治疗策略。相较于现有EGFR酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)，COS通过促进EGFR降解可能更有效克服TNBC的耐药问题。该研究巧妙融合中医"清热解毒、散结消肿"理论与现代分子肿瘤学机制，为植物源多靶点抗肿瘤药物开发提供了新思路。未来研究需进一步验证COS在动物模型中的疗效，并探索其与现有EGFR抑制剂的联合应用潜力。