靶向β-连环蛋白核转位的新型抑制剂15,16-二氢丹参酮I通过下调CD36抑制结直肠癌生长

《Journal of Translational Medicine》：15,16-Dihydrotanshinone I, a novel β-catenin-targeting inhibitor that inhibits its nuclear translocation and reduces downstream CD36 expression in cancer

本研究针对Wnt/β-连环蛋白信号通路异常激活的结直肠癌治疗难题，发现天然化合物15,16-二氢丹参酮I（DHTS）可直接结合β-连环蛋白Ser411位点，阻断其核转位并抑制下游CD36表达，首次揭示CD36作为β-连环蛋白下游靶点调控肿瘤能量代谢的新机制。负载DHTS的PLGA-PEG纳米颗粒在动物模型中显著抑制肿瘤生长，为开发靶向β-连环蛋白的结直肠癌治疗策略提供了新思路。

　　

在结直肠癌治疗领域，Wnt/β-连环蛋白信号通路的异常激活犹如一把"分子开关"，控制着90%以上病例的肿瘤发生发展。然而，现有的靶向治疗策略却陷入困境：上游抑制剂可能适得其反地增强β-连环蛋白磷酸化，而直接阻断β-连环蛋白与TCF4转录复合物相互作用的尝试又因结合面过大、亲和力过高而举步维艰。这种"看得见打不着"的窘境，促使科学家将目光投向天然化合物宝库，期待找到能精准靶向β-连环蛋白的"分子钥匙"。

在这项发表于《Journal of Translational Medicine》的研究中，陈明婷等研究人员发现传统中药丹参的有效成分——15,16-二氢丹参酮I（DHTS）展现出独特潜力。这种已知对心血管疾病具有治疗作用的天然化合物，能否成为破解β-连环蛋白难题的利器？研究人员通过系统实验揭开了其分子机制的神秘面纱。

为验证DHTS的抗癌功效，研究团队采用了多学科交叉的技术手段：通过分子对接和生物层干涉技术测定DHTS与β-连环蛋白的结合特性；利用细胞热转移分析验证细胞内结合作用；采用点突变技术精确定位关键作用位点；通过纳米载药系统改善药物递送效率；结合体内外模型全面评估治疗效果。

DHTS显著降低核β-连环蛋白表达和转录活性在CRC细胞中

研究数据显示，DHTS对八种不同的人结直肠癌细胞系均表现出显著生长抑制作用，IC₅₀值在0.8-1.97μM之间。Western blot结果显示，DHTS处理能特异性降低DLD-1和HT55细胞的核β-连环蛋白水平，而不影响胞质中的表达。共聚焦成像进一步证实了这一现象。值得注意的是，DHTS处理还显著降低了TCF4和LEF1的核表达，这种效应可被β-连环蛋白过表达所逆转。TOP/FOP荧光素酶报告基因检测表明，DHTS以剂量依赖方式抑制β-连环蛋白/TCF4复合物的转录活性。

DHTS物理结合β-连环蛋白蛋白

机制探索发现，DHTS并不影响β-连环蛋白mRNA水平、GSK3β活性或蛋白稳定性。分子对接模拟显示，DHTS以-6.7 kcal/mol的结合能嵌入β-连环蛋白的疏水口袋，与Ser411形成氢键（键长2.89?）。分子动力学模拟表明该复合物在40纳秒后趋于稳定。生物层干涉实验测得结合解离常数K_D为1.46×10^-5 M。细胞热转移分析进一步证实，DHTS处理引起β-连环蛋白热稳定性显著改变，表明其在细胞内确实与靶蛋白结合。

β-连环蛋白Ser411点突变破坏DHTS结合并消除其抑制作用

研究人员发现Ser411位于β-连环蛋白armadillo重复区域内，该区域是介导蛋白质相互作用的关键结构。通过构建S411A点突变体，研究发现DHTS无法与突变体β-连环蛋白结合，且在该突变体过表达的DLD-1细胞中，DHTS丧失了对核β-连环蛋白的抑制作用。圆二色谱分析表明，DHTS结合并不改变β-连环蛋白的二级结构，说明其作用机制并非通过破坏蛋白折叠。

CD36是CRC中β-连环蛋白下游信号分子

研究团队首次发现CD36——一种跨膜脂肪酸转运蛋白，是β-连环蛋白的下游靶点。β-连环蛋白过表达显著上调CD36水平，而人体组织芯片分析显示CD36在结直肠癌组织中高表达且与患者不良预后相关。DHTS处理以剂量依赖方式降低CD36表达，该效应可被β-连环蛋白过表达逆转。功能实验表明，DHTS通过β-连环蛋白/CD36轴显著降低细胞ATP水平，揭示该通路在调控肿瘤能量代谢中的关键作用。

β-连环蛋白/CD36轴介导DHTS负载PLGA-PEG纳米颗粒体内抗CRC效应

为解决DHTS水溶性差的问题，研究人员开发了PLGA-PEG纳米载药系统。在荷瘤小鼠模型中，DHTS纳米颗粒显著抑制肿瘤生长，高剂量组肿瘤体积减少85.7%，效果优于阳性对照药5-氟尿嘧啶。Western blot分析显示，纳米颗粒处理特异性降低肿瘤组织核β-连环蛋白、TCF4、LEF1和CD36表达，与体外实验结果高度一致。

这项研究不仅揭示了β-连环蛋白Ser411位点的成药潜力，还首次将CD36确认为β-连环蛋白下游信号节点，为理解Wnt信号通路调控肿瘤代谢提供了新视角。与传统靶向策略相比，DHTS通过独特机制阻断β-连环蛋白核转位，避免了直接干扰蛋白稳定性的副作用。尤其值得注意的是，DHTS作为天然产物具有较好的安全性特征，其纳米制剂展现出的显著抑瘤效果为临床转化奠定了坚实基础。该研究为开发靶向β-连环蛋白的结直肠癌治疗策略开辟了新途径，同时为天然药物活性成分的现代化研究提供了范本。