近日,國際藥理學(xué)期刊《Phytomedicine》(IF=7.9)發(fā)表了一項(xiàng)突破性研究《Sanguinarine suppresses oral squamous cell carcinoma progression by targeting the PKM2/TFEB axis to inhibit autophagic flux》。該研究由中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院等七家單位聯(lián)合完成,首次揭示天然化合物血根堿(Sang)通過靶向PKM2蛋白抑制自噬流,從而阻斷口腔鱗癌(OSCC)進(jìn)展的全新機(jī)制。研究中的表面等離子共振(SPR)和有限蛋白酶解質(zhì)譜聯(lián)用(LIP-MS)技術(shù)成為鎖定藥物靶點(diǎn)的關(guān)鍵利器,為天然藥物靶點(diǎn)鑒定提供了教科書級(jí)范本。
研究背景與意義:天然藥物的靶點(diǎn)困局
口腔鱗癌(OSCC)占頭頸部腫瘤的40%,五年生存率不足50%。Sang作為罌粟科植物提取物,雖被證實(shí)具有顯著抗癌活性,但其作用靶點(diǎn)長期不明,制約了臨床轉(zhuǎn)化。傳統(tǒng)靶點(diǎn)篩選方法存在假陽性率高、無法區(qū)分直接/間接作用等局限,而本研究通過SPR與LIP-MS的聯(lián)用,首次精準(zhǔn)捕獲Sang的直接靶點(diǎn)——丙酮酸激酶(PKM2),為"老藥新用"提供機(jī)制基礎(chǔ)。
LIP-MS技術(shù):從千種蛋白中鎖定真兇
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】研究團(tuán)隊(duì)采用創(chuàng)新性LIP-MS技術(shù):將CAL27細(xì)胞裂解液分為4組(對(duì)照組+3個(gè)Sang濃度組),加入蛋白酶K進(jìn)行有限酶解。藥物結(jié)合的靶蛋白因空間位阻抵抗酶切,導(dǎo)致其肽段豐度/序列區(qū)別于對(duì)照組。
【技術(shù)優(yōu)勢】與傳統(tǒng)方法相比,LIP-MS具備三大突破:
1)在天然細(xì)胞環(huán)境中捕獲靶點(diǎn);
2)無需化學(xué)標(biāo)記避免結(jié)構(gòu)干擾;
3)可篩選未知結(jié)合位點(diǎn)的靶蛋白。
【關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)】質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析顯示,6個(gè)蛋白在Sang處理后顯著抗酶解,其中PKM2在三個(gè)濃度組均被富集,提示其為高親和力靶點(diǎn)。
SPR技術(shù):毫秒級(jí)精準(zhǔn)量化藥物-靶標(biāo)互作
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】為驗(yàn)證LIP-MS結(jié)果,團(tuán)隊(duì)采用SPR技術(shù):將PKM2蛋白固化于CM5芯片表面,使不同濃度Sang(0.625-10 μM)流過芯片,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測折射率變化生成傳感圖譜。
【技術(shù)優(yōu)勢】SPR的實(shí)時(shí)檢測特性,可精準(zhǔn)獲取結(jié)合動(dòng)力學(xué)參數(shù):1)結(jié)合速率常數(shù)(ka);2)解離速率常數(shù)(kd);3)平衡解離常數(shù)(KD)。
【關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)】傳感圖譜顯示典型"濃度依賴型"結(jié)合曲線,證實(shí)Sang與PKM2存在強(qiáng)效特異性結(jié)合。
雙技術(shù)聯(lián)用:多維驗(yàn)證靶點(diǎn)可靠性
研究通過三重互證策略確保靶點(diǎn)真實(shí)性:
1.虛擬篩選交叉驗(yàn)證:GalaxySagittarius算法預(yù)測PKM2為Sang潛在靶點(diǎn)(對(duì)接評(píng)分-24.713,排名第5);
2.獨(dú)立技術(shù)佐證:MST(微量熱泳動(dòng))檢測到相同KD值;
3.功能位點(diǎn)鎖定:分子對(duì)接發(fā)現(xiàn)Sang結(jié)合于PKM2的F26位點(diǎn),突變?cè)撐稽c(diǎn)(F26A)后結(jié)合能力消失。
技術(shù)啟示:為何選擇SPR與LIP-MS?
本研究成功凸顯兩大核心技術(shù)的獨(dú)特價(jià)值:
LIP-MS優(yōu)勢:適用于復(fù)雜基質(zhì)中未知靶點(diǎn)的全局性篩選,避免傳統(tǒng)pull-down技術(shù)的假陽性問題;
SPR優(yōu)勢:提供實(shí)時(shí)動(dòng)力學(xué)參數(shù),適用于藥物-靶標(biāo)親和力精準(zhǔn)評(píng)價(jià)及先導(dǎo)化合物優(yōu)化;
聯(lián)用價(jià)值:LIP-MS廣撒網(wǎng)初篩靶點(diǎn) + SPR深驗(yàn)證量化互作,形成靶點(diǎn)研究的"黃金閉環(huán)"。
Peng YC, He ZJ, Yin LC, et al. Sanguinarine suppresses oral squamous cell carcinoma progression by targeting the PKM2/TFEB aix to inhibit autophagic flux.Phytomedicine. 2025;136:156337. doi:10.1016/j.phymed.2024.156337
研錦生物可以利用基于靶點(diǎn)或小分子結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)方法,對(duì)可購買化合物、天然產(chǎn)物等數(shù)據(jù)庫進(jìn)行虛擬篩選,并獲得潛在活性的化合物列表供進(jìn)一步活性實(shí)驗(yàn)確證。面向制藥企業(yè)和科研院所,可提供一站式的早期藥物研發(fā)服務(wù),包括虛擬藥物篩選、先導(dǎo)優(yōu)化、靶標(biāo)預(yù)測、 動(dòng)力學(xué)模擬等,涉及小分子化學(xué)藥、生物藥、中藥等多種新藥類型,為您提供優(yōu)質(zhì)的藥物發(fā)現(xiàn)服務(wù)