KAI1C-末端相互作用四跨膜蛋白KITENIN（VANGL1），是一种与转移、不良预后、血管生成、细胞代谢和致瘤性相关的因子，在结直肠癌细胞系中表达。团队的前期研究发现，KITENIN/ErbB4致癌复合物能够促进细胞运动和肿瘤转移，且KITENIN可以通过上调c-Myc/hnRNPs轴诱导PKM2介导的有氧糖酵解。大黄素是一种源自蒽醌的天然化合物，具有很强的抗炎、免疫抑制、抗糖尿病、抗过敏、抗骨质疏松、抗菌、保肝和抗癌活性。
顺天国立大学等团队在Phytomedicine发表题为“Emodin disrupts the KITENIN oncogenic complex by binding ErbB4 and suppresses colorectal cancer progression in dual blockade with KSRP-binding compound”的文章，发现大黄素能够靶向KITENIN/ErbB4复合物，影响其相互作用并抑制KITENIN介导的AP-1活化、细胞运动、有氧糖酵解、线粒体呼吸和代谢途径代谢物的产生。此外，大黄素与KH型剪接调节蛋白（KSRP）结合化合物联合治疗，有效一直结直肠癌的进展。
作者首先在CaCo2、HCT116和CT26细胞系通过MTT测定确定选取1-10μΜ的大黄素进行后续实验，然后通过Transwell侵袭实验发现，KITENIN过表达能够使三种细胞系的细胞迁移增强，而大黄素处理能够逆转这种情况，表明大黄素可能通过抑制KITENIN这种致癌基因过表达导致的癌症转移来潜在地抑制CRC的进展。
接着作者进行了分子对接模拟和体外酶活性测定，发现大黄素对ErbB4表现出高结合亲和力，能够有效降低ErbB4酶的活性。用不同浓度的大黄素处理三种CRC细胞系后发现，ErbB4和KITENIN的表达水平降低，该结果与能够抑制蛋白质合成的放线菌酮处理结果一致。为了从机制上深入了解大黄素处理导致KITENIN降解的过程，作者使用大黄素分别联合蛋白酶体、自噬体和溶酶体降解抑制剂处理细胞，WB结果显示，蛋白酶体抑制剂MG132的联合使用能够逆转大黄素加速KITENIN降解的作用，提示大黄素诱导的KITENIN降解可能是通过蛋白酶体途径进行的。由于KITENIN与ErbB4共表达并能够形成复合物调节结直肠癌的转移，作者进行了pull-down实验，发现大黄素破坏了KITENIN/ErbB4相互作用。上述结果表明，大黄素可能通过与ErbB4结合并破坏KITENIN/ErbB4致癌复合物的功能活性，来抑制结直肠癌的进展。
图1大黄素通过与ErbB4结合来破坏KITENIN/ErbB4复合物的稳定性
转录调节因子协调癌症过程的各个阶段。研究表明，Wnt/β-catenin和AP-1信号通路通过c-Myc和细胞周期蛋白D1来调控癌细胞代谢。其中，c-Myc在癌症相关基因表达调控中的多重作用，能促进与癌症相关的如有氧糖酵解关键基因（GLUT、PKM2、LDHA）的表达，其过表达还会诱导PTBP1（hnRNPI）、hnRNPA1、hnRNPA2变体的表达，而hnRNP同工型的产生会提升PKM2水平。亦有研究表明，KITENIN过表达有利于AP-1激活，而EGF刺激可促进KITENIN介导的AP-1活性。作者通过WB和qRT-PCR发现，大黄素处理能下调KITENIN/ErbB4复合物及上述通路的相关标志物的mRNA表达水平，以及KITENIN过表达引起的p-JNK、VANGL、β-catenin、cyclinD1和c-Myc的蛋白表达水平增加。此外，在存在和不存在EGF激活的情况下，大黄素以剂量依赖性方式显著降低HEK293T细胞中KITENIN介导的AP-1激活。荧光素酶报告基因检测结果显示，大黄素处理显着下调了KITENIN诱导的TOPFLASH活性及MMP9启动子活性。
由于KITENIN能诱导需氧糖酵解标志物，为了研究大黄素对CRC细胞糖酵解的影响，作者进行了细胞线粒体应激测试和糖酵解速率检测，并通过WB和qRT-PCR检测有氧糖酵解通路相关分子的蛋白和mRNA表达水平。结果显示大黄素能够在KITENIN过表达条件下抑制结直肠癌需氧糖酵解。
上述结果表明，大黄素能够下调KITENIN/ErbB4复合物下游因子的表达，并抑制KITENIN介导的有氧糖酵解。
图2大黄素下调KITENIN/ErbB4复合物下游因子的表达
图3大黄素抑制KITENIN介导的需氧糖酵解
在先前研究中，作者团队发现小分子化合物DKC1125会与KSRP结合导致KITENIN复合物解体，其可溶性优化形式DKC-C14S在体外和体内均能抑制KITENIN介导的有氧糖酵解。在本次研究中，作者通过Transwell侵袭试验等发现，大黄素和DKC-C14S联合治疗比单独使用任何一种药物的单独治疗更有效地抑制结直肠癌细胞的侵袭迁移及有氧糖酵解，且该作用具有癌细胞特异性。接着作者对不同处理组的CaCo2细胞进行代谢组学分析。差异代谢物分析及通路富集分析结果显示，在细胞水平上，DMSO组和联合处理组之间，三羧酸（TCA）循环、乙醛酸/二羧酸代谢、丙氨酸/天冬氨酸/谷氨酸代谢、精氨酸生物合成、酪氨酸代谢和丁酸代谢是潜在的靶标通路。
图4大黄素、DKC-C14S及其组合对CaCo2/KITENIN过表达细胞影响的代谢组学研究
最后作者通过在BALB/c小鼠上脾注射CT26/iRFP/KITENIN细胞构建结直肠肝转移（CLM）模型，分组给药后发现与载体对照组相比，治疗组的荷瘤肝脏重量表现出显着降低，且相关分子的表达水平变化与体外细胞实验基本一致，表明大黄素在结直肠-肝转移模型中与DKC-C14S发挥协同治疗作用。
图5大黄素和DKC-C14S的联合治疗可有效抑制结直肠-肝脏转移
图6大黄素和DKC-C14S在腹腔镜分离组织中的双重抑制机制
综上所述，大黄素可以靶向KITENIN/ErbB4复合物并调节其信号传导，且大黄素和KSRP结合化合物DKC-C14S的联合治疗有望抑制结直肠癌进展。
本文作者：ZXQ
责任编辑：LQY
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944711324009048?via%3Dihub#sec0017
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