食管鳞状细胞癌(ESCC)是中国食管癌(EC)的主要组织学亚型,具有广泛的淋巴转移风险,这些转移性肿瘤细胞的异质性以及对治疗药物产生的耐药性,是ESCC难以治愈的核心问题与不良预后的临床挑战。过往的研究表明,酪氨酸磷酸化控制着信号网络,并代表了一种肿瘤细胞通过蛋白质-蛋白质直接相互作用来维持下游分子激活状态的机制。因此,酪氨酸激酶可能是新药开发的重要靶点。其中,位于糖酵解与葡萄糖和脂质代谢核心连接点的脂肪酸合成起始酶(ACLY)与糖酵解和糖异生的关键酶(ALDOA)引起了研究者的注意。这些代谢酶催化结构域中的酪氨酸磷酸化能够影响其过度激活和代谢物的异常积累,从而介导肿瘤细胞的多种恶性表型。
2025年9月1日,北京大学詹启敏院士团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表了题为“Focal adhesion kinase/Src family kinase axis-mediated tyrosine phosphorylation of metabolic enzymes facilitates tumor metastasis”的研究论文。研究发现酪氨酸磷酸化失调及酪氨酸激酶是癌症转移的关键驱动因素和主要治疗靶点。深入的机制研究发现,高度激活的酪氨酸激酶复合物——黏着斑激酶(FAK)/Src 家族激酶(SFK)轴通过磷酸化关键代谢酶——ALDOA和ACLY催化结构域中的特定酪氨酸位点,来重编程肿瘤细胞的葡萄糖和脂质代谢,最终促进ESCC转移。最后,本研究还发现了一种天然产物槲皮万寿菊苷(Quercetagitrin)能够特异性结合并抑制ALDOA关键位点的磷酸化和酶活性,为ESCC的治疗提供了潜在药物与新的策略。
01 酪氨酸激酶FAK/SFK轴磷酸化ACLY和ALDOA的酪氨酸位点,促进其在食管鳞状细胞癌中的高表达
| 特异性高表达发现:
研究者在55例临床ESCC样本和10例邻近正常组织样本中分析了多种酪氨酸磷酸化蛋白(ACLY Tyr542、Tyr652;ALDOA Tyr174、Tyr302 、Tyr328)的表达。结果显示,ACLY和ALDOA的酪氨酸磷酸化活性位点在ESCC样品中显著高表达,并与ESCC细胞的转移呈正相关(图1A-B)。
| 上游调控通路:
随后,研究者利用细胞及动物模型验证了这些活性位点在原发性和转移性肿瘤细胞中的高表达情况。此外,为了探究ACLY和ALDOA酪氨酸位点激活的上游机制,研究者还评估了信号转导网络中具有调控细胞黏附与迁移功能的两种非受体酪氨酸激酶——黏着斑激酶(FAK)与Src家族激酶(SFK)与这些酪氨酸位点的相互作用。结果显示,激活的FAK/SFK激酶复合物能够与pACLY、pALDOA发生直接相互作用,在细胞与临床样本中的实验结果也证明它们的磷酸化是由FAK/SFK激酶活性直接驱动的(图1C-D)。
图1 酪氨酸激酶FAK/SFK轴磷酸化ACLY和ALDOA的酪氨酸位点,促进其在食管鳞状细胞癌中的高表达
02 FAK/SFK 轴调控 ACLY 和 ALDOA 关键酪氨酸位点的磷酸化,影响下游信号分子,从而驱动癌症的增殖和转移
| 调控通路证实:
抑制FAK/SFK轴能有效阻断原发性和转移性ESCC细胞中ACLY和ALDOA的活性,以及下游活性代谢物的产生。明确上游调控关系之后,研究者进一步确证关键酪氨酸位点的功能。结果证实,这些特定酪氨酸位点的磷酸化对维持ACLY和ALDOA的酶活性和促癌功能至关重要(图2A-B)。
| 促癌机制探究:
探索促癌增殖和转移的下游分子机制发现,ACLY/ALDOA通过上调周期蛋白依赖性激酶CDK7/9的表达并促进其与DNA复制/细胞周期相关基因启动子的结合,从而驱动癌细胞增殖;通过增强多能性转录因子的活性和其与转移相关基因启动子的结合,来促进ESCC的转移表型(图2C)。
图2 FAK/SFK 轴调控 ACLY 和 ALDOA 关键酪氨酸位点的磷酸化,影响下游信号分子,从而驱动癌症的增殖和转移
03 天然产物槲皮万寿菊苷靶向ALDOA酪氨酸位点,抑制食管鳞状细胞癌的恶性进展
| 靶向药物筛选:
在阐明ACLY和ALDOA在ESCC中的核心作用与上下游调控机制后,研究者通过虚拟筛选寻找能够与ALDOA-Tyr174/302/328结合的高亲和力化合物作为潜在的靶向抗癌药物,选择了天然产物槲皮万寿菊苷进行后续研究(图3A-B)。
| 药物作用验证:
机制验证结果显示,槲皮万寿菊苷能够剂量依赖性地抑制ALDOA酪氨酸位点的磷酸化、ALDOA酶活性及其代谢产物的生成,还能够下调此前发现的增殖和转移相关分子的表达。此外,CETSA/Pull down+WB的结果也证实了槲皮万寿菊苷与ALDOA-Tyr174/302/328的相互作用。体内功能性实验证实,槲皮万寿菊苷显著抑制了癌症转移并具有较好的安全性(图3C-D)。
图3 天然产物槲皮万寿菊苷靶向ALDOA酪氨酸位点,抑制食管鳞状细胞癌的恶性进展
04 FAK/SFK抑制剂与槲皮苷联合使用的抗肿瘤策略及其分子调控机制
| 药物联用效果:
最后,研究者将槲皮万寿菊苷与FAK抑制剂和SFK抑制剂进行联合给药,发现联合后具有显著的抗肿瘤作用,比单药治疗更能有效减小淋巴结体积,还显著抑制了原发性肿瘤中肿瘤增殖标志物和相关干细胞转录因子的活化(图4A)。
| 分子机制阐明:
机制研究发现,FAK/SFK信号通过激活ACLY和ALDOA的酪氨酸磷酸化,调控细胞周期进程、DNA复制及转移相关蛋白表达,在ESCC肿瘤进展中具有关键作用(图4B)。
图4 FAK/SFK抑制剂与槲皮苷联合使用的抗肿瘤策略及其分子调控机制
总结与讨论
本研究不仅为肿瘤进展中代谢信号交叉调控网络提供了关键性证据,而且对于活性先导化合物的筛选是对研究意义的升维和拔高,非常值得参考借鉴(达吉特可以提供多种“以靶找药”技术方案)。通过对新靶点“成药性”的验证,直接证实靶向该靶点的可行性,标志着基础研究从理论探索迈向应用转化成为可能。此外,先导化合物可能并不是能够直接开发利用的“完美药物”,但却是后续研究的起点和核心基础,通过后续的结构修饰改造,筛选出活性更强、毒性更低、药代动力学性质更优的候选药物,能够极大地加速临床药物研发进程以及时间与资金成本。
达吉特针对中药及小分子药物研究,建立了一套完整的技术服务体系:
1)中药/复方的有效成分高标准鉴定
2)空间药物分布与空间药代动力学
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5)小分子钓靶(非标记法):DARTS /Lip-MS/ CETSA
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7)药物调控通路筛选:磷酸化抗体芯片/磷酸化蛋白组
8)SPR表面等离子共振(分子动力学)
9)药-靶结合位点分析(高分辨质谱/分子对接)
10)细胞、小动物活体成像
11)表型筛药:Drug-seq分子表型筛药、类器官筛药、高内涵筛药
12)以靶找药:虚拟筛选+HSPR
相关文献
Chen J, Zhang J, Zhu Y, et al.Focal adhesion kinase/Src family kinase axis-mediated tyrosine phosphorylation of metabolic enzymes facilitates tumor metastasis.Signal Transduct Target Ther. 2025;10(1):280. Published 2025 Sep 1. doi:10.1038/s41392-025-02395-5