Taxifolin 通过 CYP1B1 介导的 EMT 抑制作用促进胶质瘤干细胞的分化

《Phytomedicine》：Taxifolin promotes glioma stem cell differentiation via CYP1B1-mediated EMT suppression

研究税ifolin（TAX）对胶质母细胞瘤（GBM）干细胞（GSCs）的分化作用，发现其通过抑制CYP1B1介导的上皮-间质转化（EMT）促进神经分化，同时抑制GSCs增殖和自更新，增强 temozolomide化疗效果。

　　

李梦鑫|杨佳颖|王凯安|朱傲楠|尹浩远|李宗军|赵浩然|王琪|Dhan V. Kalvakolanu|郝月文|崔冰|张玲|郭宝芬

吉林大学中日联合医院整形外科，中国长春

摘要

背景

胶质母细胞瘤（GBM）具有高度侵袭性，并且由于胶质瘤干细胞（GSCs）的存在而难以治疗，这些干细胞是导致复发和治疗失败的主要原因。诱导GSCs分化为非干细胞样细胞是一种有前景的治疗策略。天然黄酮类化合物槲皮素（TAX）具有抗炎和抗氧化特性，在癌症研究中显示出抗干细胞活性，但其对GSCs的具体影响尚不明确。

目的

本研究旨在探讨TAX作为诱导GSCs分化的药物，以增强GBM的治疗效果。

研究设计

我们使用体外和体内模型评估了TAX对GSCs增殖、自我更新和分化的作用及其机制，并通过转录组学和 rescue 实验进行了验证。

方法

我们使用人源（TS576）和小鼠源（CSC2078）GSC细胞系，以及原位异种移植模型，研究了TAX对GSCs增殖、自我更新和分化的影响及其下游信号通路。体外实验包括细胞活力、克隆形成、神经球形成、凋亡和分化标志物分析。通过转录组学分析及KEGG通路富集，发现CYP1B1是关键下游靶点，其作用通过过表达实验和上皮-间充质转化（EMT）标志物分析得到验证。体内实验通过生物发光成像、组织病理学和免疫组化评估了TAX的疗效和生物安全性，以替莫唑胺（temozolomide）作为阳性对照。

结果

从Larix olgensis根中提取的纯化TAX（纯度92.47%）抑制了GSCs的增殖和自我更新，并诱导其向神经元方向分化，表明其具有作为分化诱导辅助治疗的潜力。体内实验显示，TAX能够抑制肿瘤生长且无明显毒性，并增强替莫唑胺的疗效。生物信息学分析表明CYP1B1是TAX的作用靶点，在胶质瘤组织中表达升高，与恶性肿瘤和不良预后密切相关。功能实验证实CYP1B1过表达促进EMT，而TAX可下调CYP1B1表达并抑制EMT进程。

结论

本研究首次证明TAX通过抑制CYP1B1介导的EMT通路促进GSCs向神经元分化。我们的发现揭示了CYP1B1下调与GSCs分化之间的新机制，提出了一种同时靶向干细胞特性和EMT的新治疗策略。

引言

胶质母细胞瘤（GBM）是中枢神经系统中最具侵袭性的恶性肿瘤，尽管目前的标准治疗方法包括最大程度手术切除结合放疗和替莫唑胺（TMZ）化疗，但其预后仍然非常差，中位生存期仅为13-24个月（Price等人，2024年），5年生存率约为10%（Ostrom等人，2021年；Ostrom等人，2020年；Ostrom等人，2022年）。这种治疗方案的有效性受到不可避免的治疗抵抗和高复发率的严重限制（Wu等人，2021年）。虽然新兴的治疗方式如靶向治疗、纳米治疗和免疫治疗在其他恶性肿瘤中显示出临床潜力，但在GBM治疗中的应用仍不理想。

这一治疗困境主要源于胶质瘤干细胞（GSCs），这类细胞通过自我更新和多向分化等干细胞特性驱动肿瘤内异质性并产生治疗抵抗（Lathia等人，2015年）。越来越多的证据表明GSCs参与肿瘤侵袭、免疫逃逸、新生血管形成和肿瘤相关巨噬细胞的招募等关键致癌过程，使其成为治疗失败的核心因素（Elrick等人，2005年；Prager等人，2020年）。因此，靶向GSCs已成为开发有效GBM疗法的关键策略。分化疗法通过诱导GSCs分化为恶性较低的细胞类型，成为消除干细胞库的有希望的方法。

槲皮素（Tax；3,5,7,3,4-五羟黄酮或二氢槲皮素）是一种黄酮类化合物，存在于柑橘类水果、洋葱以及Larix olgensis的根部（Liu等人，2021年；Thuan等人，2022年）。它具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、降血糖、抗过敏、抗凋亡等多种作用，在食品、医疗保健和医药领域广泛应用。近年来，TAX的抗肿瘤潜力受到了广泛关注。多项体外和体内研究表明其在多种肿瘤细胞中的抗癌活性，包括乳腺癌（Kundrapu等人，2024年；Kundrapu等人，2025年；Lin等人，2023a）、肝癌（Li等人，2025年）、黑色素瘤（Wang等人，2024年；Xu等人，2024年）、胰腺癌（Chen等人，2024年）、肺癌（Lin等人，2023b）、宫颈癌（Gomes等人，2022年）等。此外，TAX还能抑制干细胞特性和球形细胞形成，降低SOX2和OCT4蛋白表达，从而抑制肿瘤细胞的干性（Wang等人，2020年）。这些发现使我们推测TAX可能抑制胶质瘤干性并促进GSCs分化。然而，在胶质瘤研究领域，目前仅有一项研究表明TAX是mTOR和PI3K的双靶点抑制剂（Yao等人，2021年），但其对GSCs的作用机制尚未明确。

本文首次报道了TAX在GSCs中的分化诱导作用。尽管Larix olgensis是东北地区重要的林业物种，其树干被广泛用于木材工业，但其根系作为生物质资源尚未得到充分利用。我们从这些废弃的根中提取了纯度为92.47%的TAX。本研究通过综合生物信息学、体外和体内方法，探讨了来自Larix olgensis根的TAX对GSCs的抗肿瘤作用及其机制。

试剂

抗β-连环蛋白、Bax、Bcl-2、Caspase-3、Caspase-3切割产物、S-100β、Olig2、Sox2、Nestin、GFAP、Tuj1、NeuN、Slug、N-钙粘蛋白、E-钙粘蛋白和CYP1B1的抗体以及二抗均购自ProteinTech Group Inc.（美国路易斯安那州罗斯蒙特）。CYP1B1过表达质粒购自中国吉林长春的中生物技术有限公司。参考标准品TAX（目录号T4512）购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。

槲皮素提取

Larix olgensis根的采集

Larix olgensis根提取物中TAX的定量分析

为了建立校准曲线，使用TAX参考标准品（纯度98%）进行HPLC定量（图1A）。将标准品溶解制成0.2 mg/mL溶液（10 mg标准品稀释至50 mL），通过连续稀释生成线性回归模型。样品的峰面积根据该曲线计算TAX浓度。

根据原料组成，粗提物中的理论TAX含量为1.5%（w/w）（图

讨论

GBM是最具侵袭性的脑肿瘤之一，这主要是由于GSCs的存在，它们导致治疗抵抗和肿瘤复发。尽管已有多种方法尝试通过靶向Notch、Wnt/β-连环蛋白、STAT3和PI3K/Akt/mTOR等通路来促进GSCs分化（Agosti等人，2024年），但其临床效果有限。主要障碍包括肿瘤内异质性和补偿性通路的激活，这些因素常常削弱单一靶点的治疗效果。

结论

我们发现从Larix olgensis根中提取的TAX可通过下调CYP1B1和抑制EMT程序来抑制胶质瘤的干细胞特性。鉴于目前GBM标准治疗（包括TMZ和放疗）的局限性，TAX可能作为一种有前景的辅助治疗手段，提高化疗敏感性并减少复发。考虑到其天然来源和良好的安全性，我们的发现支持这一观点。

作者贡献

李梦鑫：概念提出、研究设计、数据分析。杨佳颖：研究实施、数据管理。王凯安：方法学研究、验证、初稿撰写。朱傲楠：资源提供、数据管理。尹浩远：软件应用、数据分析。李宗军：验证、项目协调。赵浩然：方法学研究、资源支持。王琪：数据分析、可视化处理。Dhan V. Kalvakolanu：撰写、审稿与编辑、验证。郝月文：项目监督。崔冰：资源提供、验证。张玲：

资助

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号82273479，资助人L.Z.）和吉林省科技厅研究基金（20250204070YY，资助人B.G.）的财政支持。

未引用参考文献

Adegboyega等人，2024年；Kalyanaraman等人，2024年；Parthasarathy等人，2025年；Francis等人，2024年

CRediT作者贡献声明

李梦鑫：研究实施、数据分析、概念提出。杨佳颖：研究实施、数据管理。王凯安：初稿撰写、验证、方法学研究。朱傲楠：资源提供、数据管理。尹浩远：软件应用、数据分析。李宗军：验证、项目协调。赵浩然：资源提供、方法学研究。王琪：数据可视化、研究分析。Dhan V. Kalvakolanu：撰写、审稿与编辑、验证。郝月文：项目监督。崔冰：验证、资源提供。张玲：

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的利益冲突。

致谢

我们衷心感谢康奈尔大学神经外科的郑洪武教授慷慨提供TS576和CSC2078细胞系。