新型自噬抑制剂p-羟基肉桂醛通过靶向LDHA磷酸化介导的代谢重编程抑制食管鳞状细胞癌

《Research》：A Novel Autophagy Inhibitor p-Hydroxylcinnamaldehyde Suppresses Esophageal Squamous Cell Carcinoma by Targeting LDHA Phosphorylation-Mediated Metabolic Reprogramming

本研究针对食管鳞状细胞癌（ESCC）中自噬与糖代谢交互调控的难题，发现天然化合物p-羟基肉桂醛（CMSP）可通过直接结合LDHA、抑制其膜转位与FGFR1介导的磷酸化，阻断糖酵解-乳酸生成轴，进而抑制AMPK/mTOR通路及溶酶体酸化，最终诱导自噬阻滞与细胞凋亡。该研究为ESCC的精准治疗提供了双靶点干预新策略。

　　

食管鳞状细胞癌（Esophageal Squamous Cell Carcinoma, ESCC）是全球范围内具有高侵袭性和不良预后的消化道恶性肿瘤。尽管手术、放疗和化疗等传统治疗手段不断进步，但由于肿瘤的高度异质性和治疗抵抗，患者五年生存率仍不理想。近年来，科学家们发现自噬（autophagy）——一种细胞内降解回收受损组分的关键过程——在ESCC中异常活跃，不仅为肿瘤细胞提供营养支持，还促进其抵抗治疗药物。然而，临床上唯一获批的自噬抑制剂氯喹（Chloroquine, CQ）和羟氯喹（Hydroxychloroquine, HCQ）因作用机制不明确和疗效有限，难以满足治疗需求。更棘手的是，自噬与糖代谢（尤其是Warburg效应）之间存在密切交互，但能同时靶向这两个过程的抗癌药物极为稀缺。因此，挖掘既能抑制自噬又可调节代谢的天然化合物，成为ESCC治疗研究的重要方向。

在此背景下，本研究团队从传统中药“木鳖子”（Cochinchin momordica seed）中分离得到天然小分子p-羟基肉桂醛（CMSP），并系统阐明了其通过双重调控糖代谢与自噬通路抑制ESCC的作用机制。该研究发表于《Research》期刊，不仅揭示了一种新型自噬抑制剂，还提出了“代谢-自噬信号轴”作为ESCC精准治疗的新靶点。

为全面评估CMSP的抗肿瘤效果，研究人员采用多种关键技术方法：包括患者来源类器官（Patient-Derived Organoid, PDO）模型、无标记定量蛋白质组学、Seahorse能量代谢分析、免疫共沉淀（Co-Immunoprecipitation, Co-IP）、分子对接与动力学模拟、生物层干涉技术（Biolayer Interferometry, BLI）以及细胞热位移 assay（Cellular Thermal Shift Assay, CETSA）等。其中，PDO模型来源于临床ESCC组织样本，能更真实模拟肿瘤微环境及药物反应。

CMSP在体外和体内均显著诱导ESCC细胞凋亡

研究人员首先发现CMSP可浓度依赖性地抑制ESCC细胞系（如KYSE-30、KYSE-150）的活力，而对正常食管上皮细胞（HEEC）影响较小。流式细胞术和Western blot结果显示，CMSP处理组凋亡相关蛋白（如cleaved caspase-3/8/9）表达显著上升，凋亡小体增多。在患者来源类器官（PDO）模型中，CMSP同样抑制类器官生长并增加TUNEL阳性细胞比例，证实其诱导凋亡的潜力。

CMSP同时抑制自噬流和糖酵解过程

通过蛋白质组学分析，CMSP处理组中自噬、糖酵解、氧化磷酸化等通路显著富集。透射电镜（Transmission Electron Microscopy, TEM）和GFP-LC3B斑点实验显示CMSP引起自噬体堆积；LC3B-II和p62蛋白水平升高，且mRFP-GFP-LC3B系统证实自噬流被阻断于自噬体-溶酶体融合阶段。同时，Seahorse分析表明CMSP降低细胞外酸化率（Extracellular Acidification Rate, ECAR），提升耗氧率（Oxygen Consumption Rate, OCR），说明糖酵解受抑而线粒体氧化磷酸化增强。

CMSP通过靶向LDHA磷酸化破坏其与FGFR1的相互作用

利用生物素标记的CMSP探针进行Pull-down联合质谱分析，发现糖酵解关键酶LDHA（Lactate Dehydrogenase A）是CMSP的直接作用靶点。分子对接和BLI实验证实CMSP与LDHA的Tyr⁸²、Gly⁹⁶、Ala⁹⁷残基结合，突变这些位点后结合力显著下降。进一步机制研究表明，CMSP并不影响LDHA总表达，但抑制其第10位酪氨酸（Y10）的磷酸化。由于FGFR1（Fibroblast Growth Factor Receptor 1）可磷酸化LDHA并增强其酶活，CMSP通过阻碍LDHA膜转位，破坏FGFR1-LDHA相互作用，从而抑制LDHA磷酸化。

CMSP通过降低乳酸生产抑制溶酶体酸化和AMPK/mTOR通路

靶向代谢组学显示CMSP处理组乳酸水平下降，三羧酸循环（Tricarboxylic Acid Cycle, TCA）中间产物积累。乳酸减少导致溶酶体pH升高（acridine orange染色红色荧光减弱），组织蛋白酶B/D（CTSB/CTSD）表达下调，自噬体-溶酶体共定位减少。此外，CMSP降低AMP/ATP比值，抑制AMPK（Thr¹⁷²）磷酸化，进而激活mTOR通路，阻断ULK1介导的自噬起始。自噬诱导剂雷帕霉素（rapamycin）或糖酵解激动剂寡霉素（oligomycin）均可部分逆转CMSP的效应，验证了糖酵解-自噬轴的关键作用。

体内实验证实CMSP通过抑制自噬抑制肿瘤生长

在BALB/c小鼠ESCC移植瘤模型中，CMSP（10/30 mg/kg）显著降低肿瘤体积和重量，且该效应可被雷帕霉素逆转。肿瘤组织免疫组化显示CMSP组Ki67（增殖标志物）下降，LC3B、p62、cleaved caspase-3表达上升，p-LDHA水平降低，LDHA总蛋白不变。透射电镜再次验证自噬体累积。毒理学评估表明CMSP对肝肾功能及主要器官无显著损伤，安全性良好。

本研究首次揭示天然化合物CMSP可通过直接结合LDHA，抑制其磷酸化及膜定位，进而双重阻断糖酵解-乳酸生成轴和AMPK/mTOR自噬通路，最终诱导ESCC细胞凋亡。这一发现不仅为ESCC提供了具有双靶点特性的新型自噬抑制剂，还深化了对代谢-自噬交互调控网络的理解，为精准治疗策略的开发奠定理论基础。未来针对FGFR1高表达或LDHA磷酸化水平异常的ESCC患者，CMSP可能具备更显著的临床转化价值。