《International Immunopharmacology》：Mangiferin targeting HSP90α induces DNA damage in cutaneous squamous cell carcinoma via the ROS/MAPK signaling pathway
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皮肤鳞状细胞癌（cSCC）的治疗面临高复发率和耐药性问题。本研究发现芒果苷（MF）通过诱导HSP90α蛋白表达下调，激活ROS/MAPK通路，抑制A431细胞增殖并诱导凋亡，同时抑制DNA损伤。动物实验证实MF能有效抑制cSCC生长且无器官毒性。抗氧化剂NAC可逆转MF引起的ROS积累和DNA损伤。HSP90α作为MF的关键靶点，其调控机制为cSCC治疗提供新思路。
Liyun Jie|He Huang|LuYing Sha|Lidan Zhang|Ye Wang|Yu Cao
贵州医科大学临床医学院，中国贵州省贵阳市云岩区北京路9号，邮编550004
摘要
皮肤鳞状细胞癌（cSCC）是一种常见的皮肤肿瘤，发病率高且疾病负担严重。目前的临床治疗方法面临高复发率和药物耐药性等挑战，因此发现新的药物和治疗靶点至关重要。先前的研究已经证实，芒果苷（Mangiferin, MF）能够抑制多种肿瘤的增殖、促进细胞凋亡并调节细胞氧化应激。本研究探讨了MF在皮肤鳞状细胞癌（cSCC）中的治疗效果及其机制。CCK-8和EDU实验表明，MF显著抑制了A431细胞的增殖，诱导了细胞凋亡，并导致细胞停滞在G0/G1期。网络药理学、分子对接和分子动力学模拟确定HSP90α是MF的直接靶点，该蛋白在临床cSCC组织中高度表达，并通过CETSA和DARTS实验得到了验证。基因操作实验显示，HSP90α的敲低促进了细胞凋亡，而其过表达则加速了细胞增殖并减弱了MF的作用。机制上，MF诱导了活性氧（ROS）的产生，导致线粒体和DNA损伤，这种损伤可以通过抗氧化剂NAC逆转。此外，ROS介导的MAPK通路激活也促进了细胞凋亡和DNA损伤。体内实验表明，MF有效抑制了cSCC的生长，且没有引起器官毒性。总之，MF通过靶向HSP90α和激活ROS/MAPK通路，在体外和体内均能抑制cSCC的进展，且毒性较低。
引言
皮肤鳞状细胞癌（cSCC）是一种常见的恶性肿瘤，其发病率仅次于基底细胞癌，且由于环境变化而呈上升趋势[1,2]。尽管cSCC是一种惰性肿瘤，但如果疾病得不到控制，它仍可能局部浸润并远处转移，患者的10年生存率低于20%[3][4][5]。手术是治疗cSCC的最常用方法，但对于局部晚期和转移性cSCC，术后仍存在高复发率和死亡率的问题，其他化疗药物也存在副作用大和易产生耐药性的局限性[6]。因此，寻找新的cSCC治疗药物非常重要。芒果苷（1,3,6,7-四羟基黄酮-C2-β-D-葡萄糖苷，MF）是一种从芒果属植物中提取的天然生物活性化合物。它存在于16个不同的植物科（如龙胆科和鸢尾科）以及40多种中药制剂中[7]。最初主要从印度稻（Oryza sativa subsp. indica）中分离得到，后来也从多种植物的茎、果实和叶子中提取。作为黄酮类化合物，其结构特征包括糖苷羟基、内酯羰基、两个芳香环和非芳香次级羟基，赋予其多靶点的药理活性[8]。研究表明，MF具有抗炎、抗氧化、抗糖尿病、抗肿瘤、抗病毒、抗菌、抗衰老和心脏保护等多种生物活性[9]。研究显示，MF对多种癌症（如结直肠癌、肺癌、白血病和肝癌）具有预防和治疗潜力[7]。
在肿瘤学领域，MF能够降低非小细胞肺癌（NSCLC）细胞中PER1和NLRP3的蛋白水平，并抑制IL-1β的分泌，显示出作为非小细胞肺癌潜在治疗剂的潜力[10]。它在体外和体内通过抑制MMP7和MMP9来抑制乳腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭，逆转EMT过程，并抑制β-连环蛋白通路的激活[11]。然而，MF是否对cSCC具有抑制作用尚不清楚。
HSP90α（热休克蛋白90α家族A类成员1）是一种在真核生物多种器官中广泛表达的高度保守的分子伴侣蛋白。通过与共伴侣蛋白和数百种靶蛋白的相互作用，HSP90α参与多种细胞过程，并在不同组织和器官中发挥多种功能[12]。除了促进蛋白质的正确折叠和功能激活外，它还与转录激活因子或抑制因子形成复合物，以增强或抑制转录程序[13]。大量先前的研究证实，HSP90α在多种肿瘤中高度表达。Xiao等人发现，HSP90α在骨肉瘤中过度表达，通过诱导自噬和抑制凋亡来增加药物耐药性；抑制HSP90α表达会减弱骨肉瘤细胞对化疗的自噬保护作用[14]。在结直肠癌中，HSP90α与肿瘤细胞的恶性生物学行为密切相关；抑制HSP90α表达相应地抑制了癌细胞的增殖[15]。在胆管癌中，稳定的HSP90α表达促进了胆管癌细胞的恶性增殖[16]。因此，靶向调节HSP90α已成为癌症治疗的重要方法之一。
在我们的研究中，我们旨在探讨MF对cSCC的活性及其可能的机制，从而为cSCC的治疗提供潜在策略。
实验部分
细胞培养
人类cSCC细胞系（A431、Colo-16、SCL-2）和人类角质形成细胞系（HaCat）购自Procell Life Science & Technology Co. Ltd.（中国武汉），并在含有10% FBS（Biological Industries，美国）和1%青霉素（Solarbio Life Science，上海，中国）的DMEM（Invitrogen Gibco，美国加利福尼亚州卡尔斯巴德）培养基中培养。细胞培养箱（Sanyo，日本）设置为37°C，二氧化碳浓度为5%。芒果苷信息
芒果苷（MF，CAS号：4773-90-0，Aladdin，上海，中国）使用DMSO（Solarbio）配制
MF对细胞增殖活力的影响
为了研究MF（0–60 μM，48小时）对cSCC细胞（A431、Colo-16和SCL-2）的抑制作用，选择了这些细胞进行CCK-8实验，结果显示MF能够抑制cSCC细胞的增殖（图1a）。通过模拟体积效应关系曲线（图1b），估算了三种cSCC细胞在48小时时的半抑制浓度（IC50）。从数据可以看出，A431细胞在48小时时的IC50最低
讨论
cSCC占所有非黑色素瘤皮肤癌的约20%，是一类起源于皮肤表皮或附属角质形成细胞的恶性肿瘤。由于其丰富的生物功能，MF受到了全球的广泛关注，其强大的抗肿瘤作用与免疫调节、抗血管生成、促凋亡和基因调控等多种肿瘤研究密切相关[29,30]。本研究表明，MF能够抑制所有三种皮肤细胞的增殖
作者贡献声明
Liyun Jie：撰写初稿、数据可视化、验证、方法学设计、数据分析。
He Huang：数据验证、项目管理、方法学设计。
LuYing Sha：数据可视化、方法学设计、数据管理。
Lidan Zhang：数据验证、数据分析。
Ye Wang：撰写初稿、方法学设计、实验设计、资金筹集。
Yu Cao：撰写修订稿、监督、项目管理、实验设计、资金筹集、概念构思。
资助
本工作得到了贵州省科学技术厅（Qian-ZK[2024]-126项目）和贵州医科大学（20NSP021项目的支持
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
