Butein通过抑制LOX-5和透明质酸酶调控皮肤癌细胞周期及凋亡的机制研究

本研究针对皮肤癌发病率激增的全球健康问题，探索天然产物Butein的抗癌潜力。研究人员通过SRB、NRU和MTT等细胞毒性实验证实Butein能特异性抑制皮肤癌A431细胞增殖（IC50 29.23-37.53 μM），并首次揭示其通过阻滞G0/G1和S期细胞周期、升高ROS水平、破坏线粒体膜电位（MMP）诱导凋亡/坏死双重死亡。分子互作研究表明Butein可靶向抑制脂氧合酶-5（LOX-5）和透明质酸酶（HYAL）活性，计算机预测显示其具良好口服生物利用度且无溶血毒性，为皮肤癌治疗提供了新型候选药物。

　　

皮肤癌已成为全球最高发的恶性肿瘤，每3例癌症诊断中就有1例与之相关。随着紫外线辐射增强和人口老龄化，非黑色素瘤皮肤癌（如鳞状细胞癌）的死亡率显著上升，一旦发生转移，患者10年生存率不足20%。当前治疗手段面临耐药性和毒副作用等挑战，而植物来源的天然化合物因其多靶点特性备受关注。其中，从紫铆花等植物中提取的查尔酮类化合物Butein，虽在肝癌、前列腺癌中显示出抗癌活性，但其对皮肤癌的作用机制尚未阐明。为此，中国科学院药用植物研究所的研究团队系统评估了Butein对皮肤癌细胞的作用机制，相关成果发表在《Biochemical and Biophysical Research Communications》。

研究采用SRB、NRU和MTT三种标准化细胞活力检测法，结合流式细胞术、荧光探针标记和分子对接等技术。重点检测了A431皮肤鳞癌细胞系的增殖抑制、LOX-5/HYAL酶活性、细胞周期分布、ROS生成及MMP变化，并通过计算机模拟预测了药物代谢特性。

Butein supressed cell proliferation and cell motility of skin carcinoma cell line
实验显示Butein对A431细胞具有显著选择性，三种检测法所得IC₅₀值（29.23-37.53 μM）均低于肺癌A549和前列腺癌PC-3细胞系。划痕实验证实其能抑制癌细胞迁移能力，提示抗转移潜力。

Molecular interaction studies
分子对接表明Butein通过氢键和疏水作用与LOX-5活性口袋结合，能竞争性抑制该酶对花生四烯酸的催化（抑制率82.3%）。对HYAL的抑制实验显示其可剂量依赖性阻断透明质酸降解（IC₅₀ 15.6 μM），这与计算机预测的靶点结合能（-8.9 kcal/mol）高度吻合。

Cell cycle arrest and death mechanisms
流式细胞术揭示Butein将细胞阻滞于G0/G1期（占比增至58.7%）和S期（21.3%），伴随cyclin D1下调。DCF-DA荧光检测显示ROS水平提升3.2倍，而罗丹明123染色证实MMP下降67.4%，线粒体途径凋亡标志物caspase-3/9活性增强。同时PI/Annexin V双染显示晚期凋亡和坏死细胞比例达34.8%。

Drug-likeness evaluation
瑞士ADME预测显示Butein口服生物利用度得分0.55，Caco-2渗透性良好（-5.39 cm/s）。体外溶血实验证实50 μM浓度下红细胞存活率>95%，支持其安全性。

该研究首次阐明Butein通过三重机制抗皮肤癌：1）直接抑制LOX-5/HYAL癌相关酶；2）通过ROS-MMP轴触发线粒体凋亡；3）阻滞细胞周期关键节点。其选择性毒性（对正常细胞HaCaT的IC₅₀＞100 μM）和理想药物特性，为开发新型皮肤癌靶向药物提供了理论依据。特别值得注意的是，Butein对黑色人种高发的鳞状细胞癌（本研究使用的A431细胞系来源）展现强效抑制，这对解决种族医疗差异具有重要临床意义。未来需进一步开展荷瘤动物实验验证其体内药效。