Phytomedicine I 瞄準胃癌“乳酸-乳酰化-葡萄糖攝取”軸：隱丹參酮靶向ENO1，重塑代謝-表觀遺傳串擾！(姜濤/張光霽—浙江中醫藥大學)

2026年5月，浙江中醫藥大學基礎醫學院、浙江省血瘀毒證重點實驗室、浙江省中醫藥“治未病”智慧健康工程研究中心等團隊，聯合浙江省腫瘤醫院病理科、浙江中醫藥大學金華研究院等單位，在Phytomedicine在線發表題為 “Targeting the lactate-lactylation-glucose uptake axis: Cryptotanshinone reprograms metabolic-epigenetic crosstalk in gastric cancer” 的研究論文。該文于2025年12月23日投稿，2026年5月10日修回，2026年5月26日接收，2026年5月28日在線發表。論文通訊作者為浙江中醫藥大學 Tao Jiang（姜濤） 和 Guangji Zhang（張光霽）。Phytomedicine 公開期刊信息顯示其最新影響因子約為8.3，并被列為JCR Q1/中科院醫學1區Top期刊。

胃癌仍是全球癌癥相關死亡的重要原因之一。當前一線治療主要依賴系統性化療，但化療耐藥和嚴重不良反應限制了長期療效。近年來，腫瘤代謝重編程受到廣泛關注，其中乳酸不再只是糖酵解終產物，還可通過組蛋白乳酰化參與表觀遺傳調控，推動腫瘤生長、轉移和免疫逃逸。該研究聚焦胃癌中的 乳酸-乳酰化-葡萄糖攝取軸，試圖從代謝與表觀遺傳串擾角度尋找新的干預機制。

研究團隊首先從丹參乙醇提取物（SME）入手，通過HPLC-MS分析共鑒定出596種化合物，并發現SME可降低胃癌細胞乳酸分泌和PEP水平，同時抑制烯醇化酶活性。進一步結合基于ENO1結構的高通量篩選、有限蛋白酶解-質譜（LiP-MS）、表面等離子體共振（SPR）、細胞熱轉移實驗（CETSA）和DARTS實驗，研究者鑒定出丹參活性成分 隱丹參酮（cryptotanshinone，CTS） 可直接結合并抑制 烯醇化酶1（ENO1）。

機制上，CTS通過靶向ENO1降低磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）和乳酸生成，進而減少全局組蛋白乳酰化，尤其是 H3K18la。與此同時，CTS降低PEP水平后，可增強HDAC2介導的去乳酰化作用。H3K18la下降進一步抑制 MGAT4A 表達，削弱 GLUT1 的細胞膜定位和葡萄糖攝取，從而形成“葡萄糖攝取-糖酵解-乳酸生成”負反饋環路，系統性抑制胃癌細胞能量供應。

在功能驗證方面，CTS在胃癌細胞中抑制增殖、遷移和三維侵襲，并在較高濃度下誘導凋亡。體內異種移植瘤實驗顯示，CTS可劑量依賴性減緩腫瘤生長，高劑量組抗腫瘤效果接近陽性對照順鉑；同時，小鼠主要器官HE染色及ALT、AST、BUN、CREA等指標未見明顯毒理學變化。更進一步，研究團隊構建患者來源胃癌類器官（PDOs），發現CTS同樣能夠抑制類器官生長和乳酸分泌，而外源性乳酸可部分逆轉CTS的抑制作用，進一步支持“乳酸依賴性”機制。

總體來看，該研究從天然產物活性成分篩選出發，建立了“CTS-ENO1-PEP/乳酸-H3K18la-MGAT4A/GLUT1”的機制鏈條，揭示隱丹參酮可通過重塑胃癌代謝-表觀遺傳串擾抑制腫瘤進展。這一發現不僅拓展了丹參活性成分隱丹參酮的抗腫瘤機制，也為靶向乳酸代謝和組蛋白乳酰化的胃癌干預策略提供了前臨床依據。需要強調的是，該研究主要基于細胞、異種移植瘤和患者來源類器官模型，尚不能直接等同于人體臨床療效，后續仍需進一步開展藥代動力學、安全性和臨床轉化研究。

?獲取原文PDF文件，請關注本公眾號，并在后臺私信留言“202606010”，可自助獲取！！！

?或請關注本公眾號“代謝與整合生物學”，然后點擊下方鏈接，自動跳轉下載頁面：

代謝與整合生物學微信公眾號_20260610.pdf

【摘要】

背景：胃癌仍是全球癌癥相關死亡的重要原因之一。化療耐藥和嚴重不良反應，是當前治療面臨的主要挑戰。代謝重編程，尤其是乳酸驅動的組蛋白乳酰化，在腫瘤進展中發揮關鍵作用。隱丹參酮（cryptotanshinone，CTS）是來源于丹參（Salvia miltiorrhiza）的活性成分，已顯示出抗腫瘤特性，但其在胃癌中調控乳酸代謝和乳酰化的機制尚不清楚。

目的：本研究旨在闡明 CTS 抑制胃癌進展的分子機制，重點關注其對烯醇化酶活性、乳酸生成、組蛋白乳酰化以及下游代謝-表觀遺傳調控的影響。

方法：研究者篩選丹參乙醇提取物（Salvia miltiorrhiza ethanol extract，SME），并鑒定出 CTS 是靶向烯醇化酶的關鍵成分。研究采用分子對接、表面等離子體共振（surface plasmon resonance，SPR）和有限蛋白酶解-質譜（limited proteolysis-mass spectrometry，LiP-MS）確認 CTS 與烯醇化酶 1（enolase 1，ENO1）之間的相互作用。隨后，研究者利用細胞系、異種移植瘤和患者來源類器官（patient-derived organoids，PDOs）等體內外模型評估 CTS 的抗腫瘤效應，并通過 Seahorse 檢測、Western blot、Cut&Tag 和 RNA-seq 等方法分析糖酵解功能、組蛋白乳酰化和基因表達變化。

結果：CTS 可直接結合并抑制 ENO1，從而降低磷酸烯醇式丙酮酸（phosphoenolpyruvate，PEP）和乳酸生成。乳酸水平下降進一步降低全局組蛋白乳酰化，尤其是組蛋白 H3 第 18 位賴氨酸乳酰化（histone H3 lysine 18 lactylation，H3K18la）。此外，CTS 通過降低 PEP 水平增強組蛋白去乙酰化酶 2（histone deacetylase 2，HDAC2）介導的去乳酰化作用，而 PEP 原本可抑制 HDAC2。H3K18la 下調抑制 MGAT4A 表達，削弱葡萄糖轉運蛋白 1（GLUT1）的細胞膜定位和葡萄糖攝取，從而形成抑制糖酵解的反饋環路。CTS 在異種移植瘤和患者來源類器官模型中顯著抑制腫瘤生長，而外源性乳酸可逆轉這一效應。

01

研究背景及科學問題

胃癌仍是全球重要的健康挑戰，也是癌癥相關死亡的主要原因之一。目前，一線治療主要依賴系統性化療。然而，化療療效常受到耐藥和嚴重不良反應限制，長期治療結局并不理想。當前，程序性死亡配體 1（programmed death-ligand 1，PD-L1）表達、微衛星高度不穩定（high microsatellite instability，MSI-H）和腫瘤突變負荷（tumor mutational burden，TMB）等生物標志物已被用于指導免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitor，ICI）治療，但它們在預測化療反應方面仍存在局限。此外，目前仍缺乏可靠的生物學指標來識別哪些患者更可能從化療中獲益，這直接導致個體間對系統性化療的反應差異顯著。在精準腫瘤學時代，亟需發現新的分子靶點，并開發能夠選擇性抑制腫瘤進展、同時降低毒性的治療策略。

越來越多證據表明，代謝重編程在癌癥發生發展中具有重要作用。在多種代謝物中，乳酸已被認為是胃癌中的關鍵致癌代謝物。乳酸不僅是糖酵解的終產物，還可通過一種新發現的翻譯后修飾形式——乳酰化（lactylation）參與細胞信號傳導和表觀遺傳調控。組蛋白乳酰化，尤其是 H3K9、H3K14 和 H3K18 等賴氨酸位點的乳酰化，可直接促進與腫瘤生長、轉移和免疫逃逸相關的基因轉錄。乳酸驅動的這種表觀遺傳重編程可形成前饋環路，維持胃癌侵襲性表型。因此，靶向乳酸代謝或乳酰化，可能成為一種有前景的治療方向。

中醫藥長期以來將草本化合物用于腫瘤治療。丹參在傳統應用中常用于活血化瘀，現代研究也證實其具有抗腫瘤特性。在丹參活性成分中，隱丹參酮（CTS）是含量較高且具有代表性的二萜醌類化合物之一，已在多種惡性腫瘤中顯示出抗癌作用。既往研究提示，CTS 可抑制糖酵解和氧化磷酸化，并調控 STAT3/SIRT3 等信號通路。雖然已有研究顯示 CTS 對乳酸調控具有重要影響，但其在胃癌中是否影響乳酰化介導的表觀遺傳調控，以及其在糖酵解通路中的直接分子靶點，仍缺乏深入研究。本研究鑒定了 CTS 調控乳酸的直接生物學靶點，并闡明了其降低組蛋白乳酰化的三重作用，為 CTS 后續作為分子工具開發和應用提供了新的依據。

02

重要發現及亮點

丹參乙醇提取物可抑制烯醇化酶活性

丹參的抗腫瘤價值已有較多研究基礎，尤其與其丹參酮類和酚酸類成分相關。研究者首先采用兩親性溶劑對丹參進行純化，制備丹參乙醇提取物（SME），并通過高效液相色譜-質譜聯用（HPLC-MS）進行成分分析，共鑒定出 596 種化合物。隨后，研究者采用 CCK-8 實驗評估 SME 的抗胃癌活性，結果顯示 SME 約從 1 μg/mL 開始表現出抑制作用。

研究者注意到，SME 處理后的腫瘤細胞培養基顏色發生明顯變化，因此進一步對 HGC-27 細胞經 SME 處理 24 h 后的培養基進行代謝組學分析。KEGG 富集分析顯示，隨著 SME 濃度升高，細胞代謝通路的富集程度最高。乳酸是重要的腫瘤代謝物，可迅速酸化細胞外環境。實驗觀察到，SME 可顯著降低胃癌細胞的細胞外乳酸分泌。

為初步解析這一抑制機制，研究者依次補充糖酵解末端代謝中間產物。結果顯示，加入丙酮酸和 PEP 可顯著恢復 SME 誘導的乳酸下降，而 2-磷酸甘油酸（2-phosphoglycerate，2-PG）不能恢復。這提示，烯醇化酶催化 2-PG 轉化為 PEP 的步驟，可能是 SME 發揮作用的關鍵環節。進一步的生物信息學分析顯示，在 TCGA 數據庫中，ENO1 在所有胃腸道腫瘤中均高表達，ENO2 和 ENO3 中度上調。CCLE 數據庫中 17 種常用胃癌細胞系的表達譜也顯示，ENO1 幾乎在所有胃癌細胞系中高表達，ENO2 和 ENO3 中度表達，而 ENO4 幾乎缺失。

不過，特定濃度的 SME 處理并未改變 HGC-27 和 AGS 細胞中 ENO 蛋白水平。Amplex Red 定量檢測顯示，SME 可顯著降低胃癌細胞中的 PEP 水平。隨后檢測烯醇化酶活性發現，SME 處理 24 h 后，AGS 和 HGC-27 胃癌細胞中的烯醇化酶活性均顯著下降。因此，SME 是一種能夠調控烯醇化酶活性的有效成分來源。

圖1：SME 被鑒定為烯醇化酶抑制劑。（A）SME 處理 24 h 后，通過 CCK-8 實驗檢測胃癌細胞活力。（B）SME 處理 24 h 后，對 HGC-27 細胞培養上清進行代謝組學分析。（C）SME 處理 24 h 后，檢測胃癌細胞培養上清中的 L-乳酸含量。（D）SME 與其他代謝物共同處理胃癌細胞 24 h 后，檢測乳酸含量。（E）局部乳酸代謝示意圖。（F）TCGA 數據庫中 ENO 家族的表達水平。（G）CCLE 數據庫中胃癌細胞系的 ENO 表達情況。（H）SME 處理 24 h 后，胃癌細胞中 ENO 蛋白表達水平。（I）SME 處理 24 h 后，通過 Amplex Red 實驗檢測胃癌細胞中的 PEP 含量。（J）SME 處理 24 h 后檢測 ENO 酶活性。原圖中出現 ns、、、 等統計學標記；按全文統計學方法，*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001，ns 表示無統計學意義。

CTS 被鑒定為靶向 ENO1 的烯醇化酶抑制劑

為尋找具有 ENO 抑制活性的潛在化合物，研究者從 PubChem 獲取了 458 種具有明確三維結構的化合物。利用基于蛋白結構的反向篩選技術，研究者以 ENO1 二聚體的催化口袋作為對接中心，計算每種化合物與該口袋的親和力。結果顯示，Neoprzewaquinone A 和 Isoginkgetin 具有最高親和力。最終，研究者根據最高對接得分、最高含量得分，或對接得分與含量得分綜合排序較高等標準，選擇 6 種化合物進行驗證。

在 HGC-27 細胞低毒性濃度條件下，隱丹參酮（CTS）和丹參酮 I 對乳酸分泌的抑制最為明顯。既往研究提示 CTS 可降低腫瘤細胞糖酵解，但未明確涉及烯醇化酶。因此，研究者進一步聚焦 CTS 介導糖酵解抑制的具體機制。

通過有限蛋白酶解蛋白質組學，研究者鑒定了可能與 CTS 直接結合的蛋白靶點。其中，3 條 ENO1 肽段和 1 條 ENO2 肽段顯著上調，引起研究者關注。隨后，純化 ENO1 蛋白與 CTS 的 SPR 分析顯示二者可有效結合，穩態親和力擬合得到解離常數為 31.5 μM。細胞熱轉移實驗（cellular thermal shift assay，CETSA）和藥物親和響應靶標穩定性實驗（DARTS）進一步證明了 CTS 與 ENO1 的結合能力。

研究者使用 ENO1 特異性抗體從細胞裂解液中捕獲 ENO1 蛋白，從而檢測細胞內 ENO1 特異性酶活性。結果顯示，CTS 可顯著降低 AGS 和 HGC-27 胃癌細胞中的 ENO1 活性。隨后，研究者在 AGS 細胞中敲低 ENO1 蛋白水平。與野生型細胞相比，在 ENO1 缺失的 AGS 細胞中，CTS 對乳酸生成的抑制作用顯著減弱，同時其對總烯醇化酶活性的抑制也下降。這些結果表明，CTS 可作為烯醇化酶抑制劑，主要通過抑制 ENO1 酶活性發揮降低乳酸生成的作用。

圖2：CTS 被鑒定為烯醇化酶抑制劑。（A）基于 ENO1 結構的高通量化合物篩選。（B）不同化合物對 HGC-27 細胞乳酸分泌的抑制率。（C）LiP-MS 示意圖。（D）LiP-MS 鑒定到的 ENO 肽段豐度統計。（E–F）ENO1 與 CTS 之間的 SPR 分析。（G）基于 AGS 細胞裂解液的 CETSA 和 DARTS 實驗。（H，I）CTS 處理 24 h 后，檢測胃癌細胞中的 ENO1 酶活性。（J）AGS 細胞中敲低 ENO1 表達后的 Western blot 圖像。（K）檢測 ENO1 敲低 AGS 細胞培養上清中的乳酸水平。（L）檢測 ENO1 敲低 AGS 細胞裂解液中的烯醇化酶活性。原圖中包含 ns、、* 及具體 P 值等統計學標記。

CTS 抑制胃癌細胞惡性表型

研究者首先通過 CCK-8 實驗評估 CTS 對胃癌細胞的抑制作用。結果顯示，CTS 對 AGS 和 HGC-27 細胞的半數抑制濃度（IC50）分別為 11.88 μM 和 17.92 μM。胃癌細胞暴露于特定濃度 CTS 24 h 后，增殖能力顯著下降。同時，CTS 明顯降低胃癌細胞中增殖標志物 Ki67 和 PCNA 的表達。

CTS 對胃癌細胞的促凋亡作用主要出現在較高濃度持續暴露條件下。在 4–8 μM 濃度范圍內，胃癌細胞凋亡率約為 5%–10%；而 16 μM CTS 可顯著增加凋亡。同時，CTS 暴露誘導凋亡標志物 Caspase-3 剪切，提示凋亡通路被啟動。通過無標記延時成像，研究者在 12 h 內追蹤細胞運動軌跡，發現 CTS 可顯著抑制胃癌細胞遷移，且這一效應在給藥后較快出現。

隨后，研究者將 AGS 和 HGC-27 細胞形成的腫瘤球嵌入三維基質膠中，并進行 72 h 延時成像，以觀察其侵襲表型。結果顯示，CTS 以濃度依賴方式顯著抑制胃癌細胞在基質膠中的侵襲能力。這些結果表明，CTS 可抑制胃癌細胞的多種惡性表型。

圖3：CTS 抑制胃癌中的惡性表型。（A）CTS 處理 24 h 后，通過 CCK-8 實驗檢測胃癌細胞活力。（B）CTS 處理 24 h 后，通過 EdU 實驗檢測細胞增殖；原圖顯示 DAPI、EdU 和 Merge 通道。（C）細胞增殖標志物的 Western blot 圖像。（D）CTS 處理 24 h 后，通過流式細胞術檢測胃癌細胞凋亡；原圖標注 Annexin V-FITC 和 PI 通道。（E）凋亡標志物的 Western blot 圖像。（F）使用高內涵實時成像系統追蹤 12 h 的細胞運動軌跡。（G）通過三維侵襲實驗評估胃癌細胞侵襲表型。原圖中包含 ns、、* 等統計學標記。

CTS 通過抑制乳酸影響胃癌細胞功能

進一步實驗確認，CTS 可劑量依賴性抑制胃癌細胞乳酸生成。與此同時，向培養基中加入適當濃度的外源性 L-乳酸可增強胃癌細胞活性。含 15 mM 乳酸的培養基在室溫下 pH 為 5.94。隨后，研究者使用鹽酸將培養基 pH 調整至 5.9。在該條件下培養細胞 24 h，會輕度損傷胃癌細胞活力。因此，外源性乳酸引起的促增殖作用主要來自乳酸本身，而不是由細胞外酸性環境介導。

糖酵解壓力測試顯示，CTS 可劑量依賴性顯著抑制胃癌細胞的細胞外酸化率。進一步分析發現，CTS 顯著抑制胃癌細胞的基礎糖酵解和最大糖酵解能力，但對糖酵解儲備影響不明顯。隨后研究者發現，在 CTS 處理的胃癌細胞中加入乳酸，可恢復其增殖能力。這些結果提示，CTS 抑制胃癌細胞的能力可能與其抑制乳酸生成的特性相關。

圖4：CTS 通過乳酸抑制胃癌細胞。（A）CTS 處理 24 h 后，檢測胃癌細胞培養基中的乳酸水平。（B）加入不同濃度外源性乳酸 24 h 后，通過 CCK-8 實驗檢測胃癌細胞活力。（C–D）CTS 處理 24 h 后，通過 Seahorse 系統檢測細胞外酸化率。（E–F）胃癌細胞中乳酸與 CTS 共同處理 24 h 后，通過 EdU 實驗檢測細胞增殖率；原圖顯示 DAPI、EdU 和 Merge 通道。原圖中包含 ns、、、 等統計學標記。

CTS 抑制異種移植瘤和患者來源類器官生長

為評估 CTS 在體內抑制胃癌生長的潛力，研究者使用 HGC-27 細胞建立異種移植瘤模型。結果顯示，CTS 可劑量依賴性減緩腫瘤生長。值得注意的是，高濃度 CTS 對胃癌的治療效果僅略低于陽性對照藥物順鉑。腫瘤生長曲線顯示，CTS 在開始給藥后即對胃癌進展產生抑制作用。同時，CTS 顯著增加異種移植瘤中凋亡標志物 Cleaved Caspase-3 的表達，并降低增殖標志物 Ki67 的表達，說明 CTS 可在體內抑制胃癌進展。

隨后，研究者對中劑量組和高劑量組小鼠的重要器官進行 HE 染色，并由專業病理學醫師評估。結果顯示，CTS 處理后小鼠器官未見明顯病理改變。給藥最后一天檢測小鼠血清丙氨酸氨基轉移酶（ALT）和天冬氨酸氨基轉移酶（AST）水平，未觀察到顯著變化。血尿素氮（BUN）和肌酐（CREA）水平也未發生明顯改變。這些發現提示，治療濃度下的 CTS 未在小鼠中誘導明顯毒理學反應。

圖5：CTS 抑制異種移植瘤生長。（A）解剖后的異種移植瘤圖像；原圖中可見 2 cm 標尺。（B–C）小鼠腫瘤體積和腫瘤重量統計。（D）腫瘤免疫組織化學圖像，檢測 Cleaved Caspase-3 和 Ki67。（E）CTS 處理兩周后，采集小鼠重要器官并進行 HE 染色。（F–G）CTS 處理兩周后，采集小鼠血清并分析多項生化指標；圖中還包括 BUN 和 CREA 水平檢測。原圖中包含 、、 等統計學標記。

為了更好評估 CTS 在人源腫瘤中的潛力，研究者建立了來自胃體腺癌患者的人源胃癌類器官。該患者分期為 T4aN2M1。研究者通過延時成像監測患者來源類器官在不同藥物暴露 72 h 內的變化。結果顯示，CTS 以劑量依賴方式抑制 PDOs 生長，在高濃度組可觀察到類器官凋亡。研究者還發現，乳酸可促進類器官生長；關鍵的是，補充乳酸可恢復 CTS 對 PDOs 的抑制作用。CTS 還降低類器官向培養基中分泌乳酸，進一步證實其作為乳酸抑制劑的作用。

第二個類器官來自同源重組修復缺陷型胃癌，攜帶 ATM 和 ATR 突變，分期為 T4aN+M1。病理檢查顯示其為印戒細胞癌，并呈現葡萄樣生長模式。與 10 μM 順鉑相比，CTS 對該類器官顯示出更強的抑制作用。乳酸添加明顯促進該類器官生長，并可恢復被 CTS 抑制的生長。同時，CTS 也抑制該類器官的乳酸生成。由于其生長形態不規則，研究者未測量該類器官直徑。

第三個珍珠樣類器官來自一名 T4aN+M1 患者，并具有 HER2 陽性分子特征。CTS 顯著抑制其生長，其中 16 μM CTS 的抑制效果與 10 μM 順鉑相當。CTS 在抑制乳酸生成方面也表現出較強效應。總體來看，這些結果說明 CTS 可抑制患者來源類器官生長，而這一作用與乳酸抑制相關。

圖6：CTS 抑制患者來源類器官生長。（A）患者來源胃癌類器官的實時監測圖像；對胃癌類器官大小和活性進行評估；CTS 處理 72 h 后，檢測類器官培養基中的乳酸含量。（B–C）患者來源胃癌類器官的實時監測圖像；對胃癌類器官大小和活性進行評估；CTS 處理 72 h 后，檢測類器官培養基中的乳酸含量。原圖中包含 Ctrl、CTS、DDP、Lac、CTS+Lac 等處理組，以及 ns、、、 等統計學標記。

CTS 作為 ENO1 的變構調節劑發揮作用

已有研究提示，烯醇化酶的活性單位是二聚體而非單體。為闡明 CTS 通過 ENO1 抑制糖酵解的具體機制，研究者利用 AlphaFold 2 構建 ENO1、ENO2 和 ENO3 的同源二聚體。分子對接分析顯示，CTS 可與 ENO1、ENO2 和 ENO3 二聚體形成明確復合物。值得注意的是，其結合位點位于烯醇化酶二聚體形成的裂隙中，該區域構成酶的催化口袋。

隨后，研究者以 ENO1 為代表進行 200 ns 分子動力學模擬。每 1 ns 疊加一次分子構象圖，結果顯示構象整體較為一致，提示 CTS 可與 ENO1 形成穩定復合物。均方根偏差（root mean square deviation，RMSD）分析顯示，CTS 和 ENO1 在 60 ns 后逐漸進入穩定平臺期，說明體系達到熱力學平衡，CTS-ENO1 復合物處于穩定狀態。均方根波動（root mean square fluctuation，RMSF）用于評估模擬過程中氨基酸殘基原子坐標波動。絕大多數模擬時間內 RMSF 值低于 0.2 nm，提示復合物柔性較低、構象穩定。同時，ENO1 的二級結構在模擬過程中未發生明顯變化。后續自由能分析顯示，體系形成明顯能量簇，提示存在有利結合區域。

將 ENO1 天然底物 2-PG 的分子構象投射到其結合口袋后發現，CTS 與 2-PG 之間并無明顯空間競爭，唯一潛在相互作用可能涉及 Arg32。隨后，在 HGC-27 細胞裂解液樣本中外源性加入高濃度 2-PG，結果顯示 CTS 與 2-PG 之間存在復雜競爭動力學曲線。低濃度 CTS 時，曲線表現出非競爭性特征；高濃度 CTS 時，則表現出競爭性動力學特征。這種復雜動力學曲線可能源于 CTS 與 Arg32 結合后降低 ENO2 對 2-PG 的親和力，從而呈現競爭性動力學表現。然而，此處使用的 CTS 濃度遠高于細胞暴露水平，因此研究者認為 CTS 對 ENO 活性的抑制主要通過變構調控實現。

最后，為判斷 CTS 與 ENO1 結合是否依賴 Thr379 位點，研究者構建了 ENO1 T379A 突變體。他們在無細胞蛋白表達系統中表達 His-ENO1 T379A，并通過鈷柱色譜純化蛋白。SPR 分析顯示，ENO1 T379A 與 CTS 的解離常數為 164.4 μM，結合強度下降約 5 倍。這些結果說明，ENO1 的 Thr379 是其與 CTS 相互作用的關鍵氨基酸。

圖7：CTS 作為 ENO1 的變構調節劑發揮作用。（A）ENO1、ENO2 和 ENO3 同源二聚體與 CTS 的分子對接。（B）分子動力學模擬過程中 200 個構象的疊加圖像。（C–D）動力學模擬的 RMSD 和 RMSF 分析。（E）蛋白二級結構分析。（F）動力學模擬過程中結合能的三維可視化。（G）CTS 和 2-PG 在 ENO1 二聚體結合口袋中的位置和構象。（H）CTS 與 2-PG 的競爭動力學曲線。（I）純化 ENO1 T379A 的考馬斯亮藍染色凝膠。（J–K）ENO1 T379A 與 CTS 的 SPR 分析。

CTS 抑制組蛋白 H3 乳酰化

近期研究顯示，蛋白賴氨酸乳酰化在腫瘤進展中具有重要作用，尤其與轉錄調控密切相關。研究者發現，CTS 可顯著抑制 AGS 細胞中全局賴氨酸乳酰化水平，這可能與乳酸含量降低直接相關。值得注意的是，在約 15 kDa 處可觀察到一條明顯乳酰化條帶，并且該條帶被 CTS 顯著下調。研究者使用考馬斯亮藍染色定位該條帶，并對該位置凝膠進行蛋白質組學分析，結果檢測到組蛋白 H3 肽段，且其在凝膠中豐度較高。

鑒于組蛋白 H3 第 9、14 和 18 位點乳酰化在腫瘤發生中具有重要作用，研究者進一步檢測 CTS 對這些位點乳酰化的影響。結果顯示，CTS 以劑量依賴方式降低 H3K9 和 H3K18 乳酰化水平，其中 H3K18 位點下降最為明顯。與此一致，在接受 30 mg/kg CTS 處理的異種移植瘤中，H3K18la 水平也下降。

p300 被認為參與 H3K18la 的“寫入”，而 HDAC2 參與其“擦除”。本研究發現，CTS 并未改變 p300 與 H3 之間的相互作用。胃癌細胞中 H3K18la 的降低大約需要 CTS 暴露 6 h。因此，研究者檢測了 AGS 細胞暴露于 CTS 3 h 后，HDAC2 與 H3K18la 蛋白之間的相互作用。結果顯示，CTS 顯著增加 HDAC2 與 H3K18la 的結合。

鑒于 PEP 被報道為 HDAC1 抑制劑，研究者推測 PEP 也可能與 HDAC2 結合，并抑制其去乳酰化活性。分子對接結果顯示，PEP 可直接結合 HDAC2，并形成兩個穩定氫鍵。隨后，研究者模擬 HDAC2-H3 復合物構象，發現二者之間具有廣泛而穩定的結合界面，結合能為 -22.9 kcal/mol。值得注意的是，PEP 與 HDAC2 的結合位點位于該界面中，并占據部分空間。該結果提示，PEP 可能作為 HDAC2 去乳酰化活性的抑制劑發揮作用。

因此，研究者提出 CTS 對組蛋白 H3 乳酰化具有雙重抑制作用：一方面，CTS 降低乳酸水平，從而減少總體乳酰化；另一方面，CTS 降低 PEP 水平，從而增強 HDAC2 介導的 H3K18la 去乳酰化。

圖8：CTS 抑制組蛋白 H3 乳酰化。（A）HGC-27 細胞經 CTS 處理 24 h 后，泛乳酸修飾蛋白的 Western blot 圖像及對應考馬斯亮藍染色凝膠。（B）凝膠 15 kDa 位置處組蛋白 H3 的二級質譜圖。（C）組蛋白 H3 第 9、14 和 18 位點修飾的 Western blot 圖像。（D）異種移植瘤中 H3K18la 的免疫組織化學圖像，比例尺：50 μm。（E）不同條件下 p300 與組蛋白 H3 的共免疫沉淀（co-immunoprecipitation，co-IP）圖像。（F）不同 CTS 處理時間后 H3K18la 的 Western blot 圖像。（G）不同條件下 HDAC2 與 H3K18la 的共免疫沉淀圖像。（H）HDAC2 與 PEP 的分子對接圖像。（I–J）HDAC2 與組蛋白 H3 的分子對接圖像。（K）PEP 與 HDAC2 的結合位點位于 H3 和 HDAC2 之間的界面處。

H3K18la 降低通過下調 MGAT4A 抑制葡萄糖攝取

為研究 H3K18la 下降所調控的轉錄過程，研究者使用 H3K18la 抗體對 HGC-27 細胞進行 Cut&Tag 分析。結果顯示，在 CTS 處理細胞中，第 18 位點乳酰化的 H3 蛋白在轉錄起始位點（transcription start site，TSS）區域的富集顯著降低。在正常條件下，乳酰化 H3 蛋白主要定位于內含子、遠端基因間區、啟動子和外顯子區域。

進一步分析 CTS 對啟動子區域乳酰化 H3 富集的調控后，MGAT4A 的顯著下調引起研究者關注。整合基因組瀏覽器（IGV）可視化結果顯示，CTS 干預后 MGAT4A 位點的 H3K18la 富集廣泛下降。TCGA 數據庫分析顯示，MGAT4A 在多數腫瘤中高表達，尤其是在急性髓系白血病（LAML）、胃腺癌（STAD）和胸腺瘤（THYM）中更為明顯。MGAT4A 已知可通過糖酵解促進腫瘤進展，并與葡萄糖轉運蛋白 GLUT1 的細胞膜定位相關。

研究者首先通過 Western blot 確認，CTS 可降低胃癌細胞中 MGAT4A 表達。免疫熒光結果顯示，CTS 處理 24 h 后，GLUT1 在細胞膜上的定位減少，同時細胞質中 MGAT4A 表達下降。類似結果也在異種移植瘤中觀察到：在 CTS 處理的腫瘤區域中，MGAT4A 低表達區域伴隨 GLUT1 細胞膜定位受損。由于 GLUT1 的膜表達對葡萄糖攝取功能至關重要，研究者隨后發現，CTS 可劑量依賴性減少胃癌細胞對葡萄糖類似物 2-NBDG 的攝取，提示細胞葡萄糖攝取受到抑制。

進一步地，研究者建立了外源性表達 MGAT4A 的胃癌細胞系。當這些細胞暴露于 CTS 后，外源性 MGAT4A 表達可部分恢復胃癌細胞的葡萄糖攝取。以上結果表明，CTS 通過降低 MGAT4A 表達并減少 GLUT1 細胞膜定位，抑制胃癌細胞葡萄糖攝取。

圖9：H3K18la 降低通過減少 MGAT4A 表達抑制葡萄糖攝取。（A）TSS 區域 H3K18la 富集圖。（B）H3K18la 在不同 DNA 區域中的富集比例。（C）CTS 處理前后 DNA 區域中 H3K18la 差異富集的火山圖。（D）MGAT4A 的 IGV 可視化結果。（E）TCGA 數據庫中不同腫瘤類型的 MGAT4A 表達水平分析。（F）CTS 處理 24 h 后 MGAT4A 表達的 Western blot 圖像。（G）CTS（8 μM）處理 24 h 后，MGAT4A 和 GLUT1 的免疫熒光圖像；原圖顯示 DAPI（藍色）、MGAT4A（綠色）、GLUT1（紅色）和 Merge 通道。（H）異種移植瘤免疫熒光圖像，比例尺：25 μm；原圖顯示 DAPI（藍色）、MGAT4A（紅色）、GLUT1（綠色）和 Merge 通道。（I）CTS 處理 24 h 后，胃癌細胞對葡萄糖類似物 2-NBDG 的葡萄糖攝取率。（J）CTS 暴露 24 h 后，過表達 MGAT4A 的胃癌細胞系的 Western blot 圖像。（K）采用 2-DG 方法進行葡萄糖攝取實驗。原圖中包含 、* 等統計學標記。

【貢獻】★★★★★

總之，本研究較系統地評估了 CTS 在胃癌中抑制組蛋白 H3 乳酰化的作用及機制，并通過多種技術手段進行了驗證。研究結果支持 CTS 可作為調控乳酸和乳酰化的有效分子工具，也可能為傳統中藥丹參的進一步臨床應用提供更多機制依據。需要注意的是，本文研究主要基于胃癌細胞、異種移植瘤和患者來源類器官等模型，其結果仍屬于機制和前臨床層面的證據，不能直接等同于臨床治療效果。

免責聲明：本公眾號尊重并倡導保護知識產權，本文所引述觀點、言論、圖片及其他信息僅供參考和資訊傳播之目的，希望能給讀者帶來科研的靈感。文章素材來源于Phytomedicine官網原文編譯，部分來源在線網站，如涉及版權，聯系刪除！

【中科院1區｜肝臟與胃腸病學TOP期刊】

【中科院1區｜Cell子刊】

【中科院1區｜材料學TOP期刊】