天然化合物川陈皮素靶向ABCC1和BACE1抑制骨肉瘤的分子机制研究

本研究针对骨肉瘤(OS)治疗困境，通过整合网络药理学与WGCNA分析，首次揭示天然化合物川陈皮素(tangeretin)通过靶向ABCC1和BACE1抑制OS细胞增殖的关键机制。实验证实tangeretin可剂量依赖性抑制OS细胞生长，分子对接与单细胞测序验证了靶点可靠性，为OS靶向治疗提供新策略。

　　

骨肉瘤(OS)作为青少年最常见的原发性骨恶性肿瘤，五年生存率长期停滞在15-17%，化疗耐药和靶点缺乏是主要治疗瓶颈。在这项发表于《Discover Oncology》的研究中，河南省洛阳正骨医院骨肿瘤实验室的Ruoping Yanzhang和Zhaojie Yang等研究人员，从天然化合物中筛选出柑橘类水果活性成分川陈皮素(tangeretin)，通过多组学整合揭示了其抗OS的新机制。

研究采用CCK-8、平板克隆等实验证实tangeretin可剂量依赖性抑制143B和KHOS细胞增殖（5-40μM）。通过WGCNA构建OS的23个共表达模块，其中绿松石模块（178基因）与OS显著相关。结合网络药理学预测的345个tangeretin靶点，筛选出ABCC1、AKR1C3、BACE1和CA12四个枢纽基因。RT-qPCR和分子 docking验证tangeretin能显著下调ABCC1（结合能≤-5 kcal/mol）和BACE1表达，单细胞测序显示二者在OS相关成纤维细胞、恶性细胞中高表达。

关键实验技术

1. 生物信息学整合：合并GSE14359/GSE42572数据集消除批次效应，通过limma筛选635个差异基因
2. 模块分析：WGCNA构建共表达网络，采用3的软阈值和0.25的模块合并阈值
3. 靶点验证：AutoDockTools 1.5.7进行分子对接，PyMol可视化相互作用
4. 单细胞解析：从TISCH数据库获取h5格式数据，MAESTRO/Seurat包进行t-SNE聚类

主要研究结果
3.1 细胞实验显示tangeretin在20μM浓度下可使143B细胞增殖抑制率达47.3%（p<0.01），40μM时克隆形成数减少68%
3.4 WGCNA分析鉴定出关键模块基因GS>0.1且MM>0.8，与OS临床评分相关性达-0.58（p=4.7e-4）
3.6 GSEA揭示tangeretin调控细胞周期（NES=2.31）和蛋白酶体降解（FDR<0.05）等通路
3.8 多基因诊断模型AUC达0.575，其中ABCC1高表达组HR=1.84（95%CI:1.02-3.31）

结论与意义
该研究首次阐明tangeretin通过双重靶向ABCC1（多药耐药蛋白）和BACE1（β-分泌酶）抑制OS的分子机制：

1. 克服化疗耐药：ABCC1作为ABC转运体家族成员，其抑制可阻断肿瘤细胞药物外排泵功能
2. 重塑微环境：BACE1调控肿瘤相关巨噬细胞极化，抑制NETs形成（p<0.001）
3. 提供转化价值：柑橘类天然成分的靶向性为开发低毒OS治疗方案奠定基础

研究局限性包括缺乏体内药效学验证和临床样本队列，但通过生物信息学与湿实验的闭环验证，为天然抗OS药物研发提供了ABCC1/BACE1这一全新靶点组合。未来可探索tangeretin与现有化疗药物的协同效应，以及其在癌症干细胞清除中的应用潜力。