黄芪甲苷IV通过调控HMGB1-铁死亡轴抑制肝细胞癌进展的机制研究

本研究针对肝细胞癌(HCC)治疗中存在的转移和耐药问题，揭示了传统中药黄芪活性成分黄芪甲苷IV(AST-IV)通过靶向HMGB1蛋白诱导铁死亡(ferroptosis)的抗癌机制。研究人员通过分子对接、RNA-Seq和动物实验证实AST-IV与HMGB1结合(Kd=1.03μM)，显著降低GSH水平、升高Fe2+和MDA含量，最终抑制HCC细胞增殖迁移。该发现为中药抗肿瘤提供了新靶点，发表于《Discover Oncology》。

　　

肝细胞癌(HCC)占全球肝癌病例的75-85%，尽管现有治疗手段多样，但5年生存率仍不理想。肿瘤转移和耐药成为临床主要挑战，亟需揭示新的分子机制并开发靶向治疗策略。铁死亡(ferroptosis)作为一种新型铁依赖性细胞死亡方式，通过脂质过氧化发挥双重调控作用——既可清除恶性肝细胞，又可能被肿瘤细胞逃逸。传统中药黄芪的主要活性成分黄芪甲苷IV(AST-IV)虽在多种癌症中显示抗肿瘤活性，但其对HCC的作用机制尚未明确。

广东省人民医院胸外科和胃肠外科的研究团队在《Discover Oncology》发表研究，首次阐明AST-IV通过靶向HMGB1蛋白调控铁死亡通路抑制HCC的分子机制。研究采用CCK-8检测细胞活力、Transwell分析迁移能力，通过铁离子(Fe²⁺)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽(GSH)测定验证铁死亡特征，结合RNA-Seq筛选关键靶点，并运用分子对接和微量热泳动(MST)证实AST-IV与HMGB1的直接互作。动物实验采用BALB/c小鼠皮下移植瘤模型评估体内效果。

AST-IV抑制HCC细胞恶性表型

实验显示AST-IV以浓度依赖性方式(0-200μmol/L)抑制Huh7和MHCC97H细胞增殖，对正常肝细胞THLE-3无显著毒性。25-50μmol/L AST-IV使HCC迁移细胞数减少40-60%，EdU阳性细胞率下降2.3-4.1倍。

AST-IV诱导铁死亡特征

处理组细胞内Fe²⁺浓度提升2.1-3.8倍，MDA水平升高67-89%，GSH降低52-64%。透射电镜显示线粒体嵴断裂、膜密度增加等典型铁死亡超微结构改变。C11-BODIPY581/591探针检测证实脂质ROS积累增加2.4倍。

HMGB1作为关键靶点的验证

RNA-Seq筛选出HMGB1为最显著差异基因，GSEA分析显示铁死亡通路富集。分子 docking显示AST-IV与HMGB1结合能达-7.2kcal/mol，MST测定Kd值为1.03μM。过表达HMGB1可逆转AST-IV诱导的Fe²⁺积累和GSH耗竭，证实其调控作用。

体内抗肿瘤效果

AST-IV腹腔注射使小鼠移植瘤体积缩小58%，重量减轻47%。免疫组化显示处理组HMGB1、Ki67和GPX4表达显著下调。

该研究创新性发现AST-IV通过直接结合HMGB1蛋白，抑制SLC7A11介导的胱氨酸摄取，削弱GPX4抗氧化功能，最终通过铁死亡途径抑制HCC进展。不仅为中药抗肿瘤机制研究提供范例，更为克服HCC治疗耐药性提供了新策略——靶向HMGB1-铁死亡轴可能成为联合治疗的重要方向。研究涉及的微量热泳动技术和GSEA分析方法也为天然药物靶点鉴定建立了标准化流程。