《Biochemical Pharmacology》：Gingerenone A inhibits LDHA-mediated glycolysis and restores sunitinib sensitivity in renal cell carcinoma
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本研究发现吉纳酮A通过抑制LDHA驱动糖酵解，干扰HIF-1α/VEGFA/VEGFR2信号通路，增强舒尼替尼对肾细胞癌的疗效并克服耐药性，为代谢靶向辅助疗法提供新思路。
陈子轩|张宇|马璐|宋雅|李伟远|孙宗润|陈桃英|程胜|刘敏
上海交通大学医学院同仁医院泌尿科，中国上海200336
摘要
肾细胞癌（RCC）由于其高度转移性、不良预后以及对苏尼替尼（sunitinib）等酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）的频繁耐药性发展，仍然是一个主要的临床挑战。代谢重编程，特别是增强型有氧糖酵解，在RCC的进展和药物耐药性中起着关键作用。在这项研究中，我们发现从姜（Zingiber officinale）中提取的天然酚类化合物姜酮A（Gingerenone A，GA）是一种具有治疗潜力的强效代谢抑制剂。通过网络药理学、分子对接和实验验证，我们发现GA能够靶向乳酸脱氢酶A（LDHA），抑制糖酵解过程，减少乳酸生成、ATP的产生和葡萄糖的摄取。这种代谢抑制进一步破坏了缺氧诱导因子1-α（HIF-1α）的稳定性，并下调其下游的血管生成效应因子VEGFA和VEGFR2。值得注意的是，外源性乳酸补充可以逆转这些效应，证实了GA的作用机制基于代谢调节。重要的是，GA显著增强了苏尼替尼在敏感和耐药RCC模型中的抗肿瘤效果。GA不仅降低了苏尼替尼的IC50值，并在体外表现出协同细胞毒性，还在体内恢复了耐药细胞的苏尼替尼反应性，并进一步抑制了肿瘤生长，同时不影响体重。本研究揭示了GA通过抑制LDHA驱动的糖酵解过程并破坏HIF-1α/VEGFA/VEGFR2信号通路来发挥抗肿瘤作用。通过增强苏尼替尼的治疗效果并克服药物耐药性，GA为RCC治疗提供了一种有前景的代谢靶向辅助策略。
引言
肾细胞癌（RCC）起源于肾小管的上皮细胞，是最常见的恶性肾脏肿瘤类型，约占所有成人恶性肿瘤的3%–5% [1]。尽管外科切除和系统治疗取得了进展，但由于高复发率、转移率和治疗耐药性，晚期或转移性RCC患者的预后仍然较差 [2]。目前，苏尼替尼等酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）被广泛用于晚期RCC的一线治疗 [3]。这些药物主要通过阻断血管内皮生长因子受体2（VEGFR2）等受体酪氨酸激酶来发挥抗肿瘤作用 [4]。然而，药物耐药性的频繁出现限制了苏尼替尼的长期疗效，成为临床管理中的一个主要挑战 [5]。
增强型有氧糖酵解，即“Warburg效应”，是癌症代谢的标志特征，即使在常氧条件下，癌细胞也更倾向于依赖糖酵解而非氧化磷酸化 [6]。这种代谢重编程在肿瘤进展和耐药性发展中起着关键作用 [7]。最近的研究表明，增强型糖酵解促进了RCC中对苏尼替尼的耐药性发展 [8]。乳酸脱氢酶A（LDHA）是一种关键的糖酵解酶，可催化丙酮酸转化为乳酸，在包括RCC在内的多种癌症中经常过表达，其表达升高与不良临床结果相关 [9],[10],[11]。因此，靶向LDHA以破坏肿瘤代谢稳态已成为一种具有强大转化潜力的治疗策略 [12,13]。
姜（Zingiber officinale） Roscoe是一种广泛使用的药用和食用植物，含有多种生物活性化合物，如α-姜烯、姜醇和姜辣素 [14,15]。这些天然产物表现出多种生物活性，包括抗炎、抗氧化、抗衰老和抗癌作用 [16],[17],[18]。从姜中分离出的姜酮A（GA）因其抗炎特性而受到关注 [19]。有趣的是，GA与姜黄素（curcumin）具有相似的结构和功能特性，姜黄素是Curcuma longa L.根茎中的活性化合物，以其抗炎和抗癌作用而闻名 [20]。鉴于两者之间的结构和功能相似性，GA的潜在抗癌价值也引起了广泛关注。例如，Xiao等人报告称GA通过靶向SLC7A11诱导铁死亡来抑制结直肠癌的进展 [21]；Yu等人则证明GA通过促进氧化应激和细胞衰老发挥抗乳腺癌作用 [22]。然而，GA在RCC中的作用及其克服苏尼替尼耐药性的潜力尚未得到研究。
在这项研究中，我们采用网络药理学和实验验证相结合的方法来研究GA在RCC中的抗肿瘤活性。我们重点探讨了GA通过靶向LDHA调节糖酵解的分子机制，并评估了其克服苏尼替尼耐药性的治疗潜力。我们的发现为GA作为RCC治疗辅助剂的应用提供了新的见解，并支持开发新的联合治疗策略以改善治疗效果。
试剂和抗体
姜酮A（GA，G399002，纯度≥99.0%）从DragonGen（中国大连）获得，并溶解在DMSO中用于体外实验。苏尼替尼（B1045）购自APExBIO（美国德克萨斯州休斯顿）。一抗：LDHA（#3582）和VEGFR2（#2479）购自Cell Signaling Technology（马萨诸塞州波士顿）；缺氧诱导因子1-α（HIF-1α）（#20960–1-AP）和VEGFA（#66828–1-Ig）购自Proteintech（中国武汉）；HRP标记的β-actin抗体（#
姜酮A抑制RCC细胞活力并抑制其增殖和迁移
首先使用CCK-8测定法评估GA对RCC细胞活力的影响。结果表明，GA在0–50 μM的浓度范围内以浓度依赖性方式抑制RCC细胞活力（图1A）。相比之下，GA对HK-2细胞的毒性很小，在最高测试浓度50 μM时，约80%的HK-2细胞存活（图2A）。计算得到的IC50值分别为786-O细胞的25.72 μM和A498细胞的27.41 μM
讨论
由于天然产物的结构多样性、低毒性和多靶点作用机制，它们在癌症治疗领域受到了越来越多的关注 [24,25]。迄今为止，超过一半的获批抗癌药物直接或间接来源于天然来源 [26]。在RCC中，多种天然化合物（如dendrobine、calycosin和alpinetin）已被证明具有显著的抗肿瘤活性 [27],[28],[29]。在这项研究中，我们系统地
数据可用性声明
支持本研究结果的数据可向相应作者索取。
作者贡献声明
陈子轩：撰写——原始稿件、可视化、验证、概念构思。张宇：资源获取、方法学。马璐：可视化、软件操作。宋雅：可视化、实验研究。李伟远：资金筹集。孙宗润：验证。陈桃英：验证、资源获取。程胜：撰写——审稿与编辑、监督、资金筹集。刘敏：撰写——审稿与编辑、监督、项目管理、资金筹集、概念构思。资助
本研究的资金由中国国家自然科学基金（编号82172809）、上海交通大学医学院同仁医院研究基金（编号TRKYRC-xx202205和2023DHYGJC-YBA04）以及长宁区卫生健康委员会青年研究项目（编号2024QN06）提供。利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
