迷迭香酸通过直接靶向KRASG12C并调节KRAS/AKT/ERK信号通路，抑制非小细胞肺癌的进展

《Phytomedicine》：Rosmarinic Acid Inhibits Non-Small Cell Lung Cancer Progression by Directly Targeting KRASG12C and Modulating the KRAS/AKT/ERK Signaling Axis

　　

赵文通|张倩|何玉静|邢学锋|安业海|张颖|李文辉|杨世光|熊轩|何伟毅|黄荫权|杨世林|饶栓|冯玉林|罗飘|王继刚

中国中医药大学国家中药固体制剂工程中心，南昌330004

摘要

背景

非小细胞肺癌（NSCLC）仍然是一个重大的健康挑战，KRAS突变在其发展中起着关键作用，尤其是KRAS^G12C突变。迷迭香酸（RA）是一种天然的多酚化合物，已显示出强大的抗癌活性。然而，其抗肿瘤作用的具体分子机制在NSCLC中仍不完全清楚。

方法

我们在体外/体内NSCLC模型中评估了RA的抗肿瘤效果。基于活性的蛋白质谱分析（ABPP）结合生物正交点击化学技术确定了RA的直接分子靶点。Western blot和其他技术分析了KRAS/AKT/ERK信号通路以及细胞周期/凋亡相关分子的表达。我们还评估了RA对肿瘤抑制作用以及肿瘤细胞在具有KRAS^G12C突变的NSCLC小鼠模型中逃避巨噬细胞的能力。

结果

RA通过调节KRAS/AKT/ERK信号通路显著抑制了NSCLC细胞的增殖并诱导了细胞凋亡。ABPP分析显示RA直接结合到KRAS^G12C突变处的半胱氨酸-12残基上。功能研究证实，RA介导的细胞周期停滞和凋亡依赖于KRAS^G12C的调节。在KRAS^G12C突变的小鼠模型中，RA显著抑制了肿瘤生长并减少了肿瘤细胞逃避巨噬细胞的能力。

结论

RA作为一种新型的KRAS^G12C抑制剂，直接作用于突变的半胱氨酸-12残基，通过抑制KRAS/AKT/ERK通路并增强抗肿瘤免疫活性来抑制NSCLC的进展。这些发现突显了RA在KRAS^G12C驱动的NSCLC中的治疗潜力，并为开发靶向癌症疗法提供了新的见解。

引言

肺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，对全球癌症发病率和死亡率有重大影响（Ho等人，2025年）。RAS癌基因的突变是人类恶性肿瘤中常见的激活事件，在多种肿瘤类型中均可见（Chen等人，2021年）。RAS基因家族包括多个亚型，尤其是KRAS、HRAS和NRAS（Yang和Wu，2024年），其中KRAS突变在RAS驱动的癌症中尤为突出（Shetu和Bandyopadhyay，2022年），这些突变常见于包括肺腺癌（Wu等人，2025年）、胰腺导管癌（Liu等人，2022年）和结直肠癌（Meng等人，2021年）在内的实体瘤中。在KRAS突变肿瘤中，大多数驱动癌症的突变集中在密码子12，尤其是p.G12C变异，其中甘氨酸被半胱氨酸取代（Janes等人，2018年）。

KRAS作为一种小GTP酶，在与GTP结合的活性状态和与GDP结合的非活性状态之间切换（Kotani等人，2024年）。这种二元切换机制在RAS家族蛋白中是保守的，激活发生在与鸟苷三磷酸（GTP）结合时，失活发生在与鸟苷二磷酸（GDP）结合时（Mozzarelli等人，2024年）。KRAS的状态转换由内在的或GTP酶激活蛋白（GAP）催化的GTP水解以及鸟苷核苷酸交换因子（GEFs）介导的核苷酸交换调节（Parise等人，2024年）。KRAS在控制细胞增殖、分化、凋亡和迁移等基本细胞过程中起着关键作用（Ternet和Kiel，2021年），通过协调RAF–MEK–ERK和PI3K–AKT等关键通路的激活。目前，AMG-510已获得FDA批准，并显示出对携带KRAS^G12C突变的NSCLC的有效性（Yang等人，2023年）。尽管像AMG-510这样的KRAS^G12C抑制剂在NSCLC治疗中取得了重大突破，但它们有限的患者覆盖范围、出现的耐药性（Akhave等人，2021年）以及在晚期疾病中的疗效不佳（Zhang等人，2025年）表明仍存在未满足的治疗需求，需要研究具有更广泛适用性和独特机制特性的替代药物。天然产物作为药物发现的重要来源，在创新NSCLC治疗方法方面发挥了关键作用。迷迭香酸（RA）是一种天然的水溶性多酚羟基化合物（Bla?evi?等人，2021年）。RA具有多种药理作用，包括抗炎、抗癌（Allegra等人，2020年）和免疫调节作用（Huang等人，2021年）。然而，其在NSCLC中的抗肿瘤作用的具体分子机制仍大部分不清楚。

在我们的研究中，我们证明了RA在体外和体内模型中对NSCLC生长具有强烈的抑制作用，主要是通过诱导KRAS/AKT/ERK信号通路来诱导细胞凋亡。利用ABPP结合正交点击化学技术，我们确定RA直接结合到KRAS^G12C的半胱氨酸12残基上。通过KRAS敲低和过表达的功能验证证实，RA通过调节KRAS/AKT/ERK信号通路触发细胞凋亡并阻止细胞周期进展。值得注意的是，RA在KRAS^G12C突变的小鼠模型中抑制了肿瘤生长，并削弱了肿瘤细胞逃避巨噬细胞吞噬的能力。总体而言，这些研究结果表明RA可以直接结合到KRASG12C并作用于半胱氨酸12位点，从而抑制非小细胞肺癌的进展：一方面，它诱导细胞周期停滞和凋亡；另一方面，它通过调节KRAS/AKT/ERK通路破坏了肿瘤的免疫逃逸机制。

章节片段

试剂

RA（纯度98%）购自位于中国北京的Bethealth People Biomedical Technology Co.。Proteintech提供了以下抗体：KRAS（12063-1-AP）、phospho-AKT（66444-1-Ig）、AKT（10176-2-AP）、phospho-ERK1/2（28733-1-AP）、ERK1/2（11257-1-AP）、细胞色素c（66264-1-Ig）、Bcl-2（60178-1-Ig）和Bax（60267-1-Ig）。以下试剂用于点击化学程序和LC-MS/MS分析：TAMRA-叠氮化物、NaVc、CuSO?和Biotin-叠氮化物（来自Sigma，美国）；

RA在NSCLC异种移植模型小鼠中抑制肿瘤生长

为了评估RA的体内抗肿瘤活性，在裸鼠中建立了异种移植模型（图1A-B）。与模型组相比，RA处理显著抑制了肿瘤生长，减少了肿瘤重量和体积（图1C-E）。H&E染色显示RA有效诱导了细胞死亡（图1F），而免疫组化显示肿瘤组织中的KRAS、p-AKT和p-ERK表达减少（图1G）。Western blot显示RA降低了KRAS、p-AKT、p-ERK和Bcl-2的水平，但

讨论

肺癌是全球最常见的恶性肿瘤，其中NSCLC是最主要的亚型（Hendriks等人，2024年）。在NSCLC中，KRAS突变是关键的驱动事件，其中KRAS^G12C变异最为常见（Skoulidis等人，2021年）。目前，FDA批准的AMG-510和MRTX-849已在KRAS^G12C突变的NSCLC中显示出临床疗效。然而，它们可能会引起不良反应（胃肠道反应、皮疹、肝功能障碍）和药物

结论

我们的研究阐明了RA在NSCLC治疗中发挥抗肿瘤作用的主要机制。RA通过诱导细胞凋亡在体外和体内抑制NSCLC的增殖和进展。RA直接结合到KRAS^G12C蛋白上，抑制KRAS下游信号通路并调节肿瘤相关的免疫反应，从而破坏关键的肿瘤生存网络。总之，RA作为一种有前景的KRASG^12C抑制剂，为NSCLC的靶向治疗开辟了新的途径（图8）。

资金和致谢

本研究得到了深圳市医学研究基金（B2302051）和江西中医药大学科技创新团队发展计划（CXTD22001）的支持。

作者贡献

王继刚、罗飘、冯玉林、杨世林和饶栓设计并构思了该项目。赵文通、张倩、何玉静和邢学锋进行了动物实验，收集了结果并撰写了初稿。安业海和杨世光进行了动物实验。张颖、何伟毅和李文辉进行了细胞和分子实验。熊轩进行了生物信息学分析。邵峰参与了软件和形式分析，而赵文通

数据和材料可用性

数据为内部生成；未涉及论文发表机构。作者对工作的完整性和准确性负全责。

伦理批准和参与同意

所有动物实验方案均获得了中国动物护理和使用委员会及深圳人民医院伦理委员会的批准（批准文件编号AUP-240929-WJG-575-01，2024年9月29日）

作者声明

王继刚、罗飘、冯玉林、饶栓和杨世林设计并构思了该项目。赵文通、张倩、何玉静和邢学锋进行了动物实验，收集了结果并撰写了初稿。安业海和杨世光进行了动物实验。张颖和李文辉进行了细胞和分子实验。熊轩进行了生物信息学分析。何伟毅参与了软件和形式分析，而王继刚

CRediT作者贡献声明

赵文通：撰写 – 初稿、验证、方法学、研究。张倩：撰写 – 初稿、可视化、验证、方法学。何玉静：。邢学锋：。安业海：验证、方法学、形式分析。张颖：验证、方法学。李文辉：验证、软件、研究。杨世光：可视化、方法学。熊轩：可视化、验证。何伟毅：可视化、方法学。黄荫权：。杨世林：监督、资源。

利益冲突声明

所有作者声明没有已知的财务或个人利益冲突影响本研究。