Aqueous extract of Solanum nigrum L. restrains colorectal cancer progression by blocking cancer-associated fibroblast-induced STAT3-Annexin A2 signaling Solanum nigrum L. 水提物通过阻断癌症相关成纤维细胞诱导的 STAT3-Annexin A2 信号抑制结直肠癌进展

《Phytomedicine》：Aqueous extract of Solanum nigrum L. restrains colorectal cancer progression by blocking cancer-associated fibroblast-induced STAT3-Annexin A2 signaling

　　

背景： 结直肠癌（CRC）仍然是一个重大的临床挑战，其进展主要由肿瘤微环境（TME）重塑驱动。癌症相关成纤维细胞（CAFs）作为关键的基质成分，通过旁分泌信号促进CRC进展和转移。目的： 本研究旨在系统研究Solanum nigrum L.（SNL）水提物的生物活性化学成分，评估其在多种CRC模型中的生物学效应，并将提取物的化学谱与其功能结果联系起来，重点阐明其抗转移分子机制。方法： 研究人员在皮下异种移植、APCMin/+和实验性转移模型中评估了SNL的体内疗效。植物化学分析鉴定了其主要的活性成分。通过整合人CRC的单细胞RNA测序（scRNA-seq）与CRC细胞的TMT（Tandem Mass Tag）蛋白质组学，研究人员鉴定并验证了SNL的关键分子靶点。研究人员采用了药物-靶标相互作用测定、遗传调控和分子分析来阐明其作用机制。结果： SNL显著抑制了体内肿瘤生长及肺/肝转移。植物化学分析确定澳洲茄碱（solasonine）和澳洲茄边碱（solamargine）是负责该生物学活性的主要糖生物碱。多组学分析确定膜联蛋白A2（Annexin A2, ANXA2）为SNL调控的关键靶标。从机制上讲，SNL破坏CAF诱导的信号传导，通过调节STAT3-ANXA2-冠蛋白（Cortactin）轴逆转上皮-间质转化（EMT）并抑制侵袭。虽然SNL不直接结合ANXA2，但其活性成分澳洲茄碱和澳洲茄边碱直接与STAT3相互作用，阻断其磷酸化和核易位，从而抑制ANXA2转录。ANXA2水平降低阻止了ANXA2-冠蛋白复合物形成并抑制Src/冠蛋白磷酸化，从而损害细胞骨架重塑和细胞运动性。遗传调控证实了ANXA2是SNL抗转移效应的功能性介质。结论： 这些发现提供了分子证据支持SNL作为多功能生物活性物质的来源，能够重塑肿瘤微环境，并强调了其作为转移性结直肠癌植物源性治疗候选药物的潜力。

学术论文解读：Solanum nigrum L. 水提物通过靶向STAT3-ANXA2轴抑制结直肠癌进展

研究背景与意义

结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）是全球范围内常见的恶性肿瘤之一，尽管在筛查和治疗手段上取得了进展，但转移性CRC的预后仍然较差，且肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）在介导治疗抵抗和复发中扮演着关键角色。在TME中，癌症相关成纤维细胞（Cancer-Associated Fibroblasts, CAFs）是促进肿瘤生长、侵袭和免疫逃逸的主要基质细胞。然而，针对CAF驱动的肿瘤-基质串扰的有效治疗策略仍然有限。另一方面，天然产物因其多靶点特性成为抗癌药物研发的重要来源。Solanum nigrum L.（SNL，龙葵）作为一种药食同源的植物，富含甾体糖苷生物碱，已被证明具有抗肿瘤潜力，但其具体作用机制，特别是在CRC中对TME的调控机制尚不完全清楚。为此，研究人员开展了本研究，旨在通过整合植物化学分析与多组学技术，阐明SNL水提物抗CRC转移的分子机制。

研究方法概述

研究人员首先制备并表征了SNL的水提物，随后在皮下异种移植模型、APC^Min/+遗传模型以及实验性转移模型中评估了其体内抗CRC效果。通过植物化学分析鉴定了提取物中的主要活性成分。为了深入探究机制，研究结合了单细胞RNA测序（scRNA-seq）和蛋白质组学技术，分别分析了人CRC组织微环境和CRC细胞系的变化。此外，还运用了药物亲和响应靶标稳定性（DARTS）、细胞热转移实验（CETSA）、免疫共沉淀（Co-IP）以及基因敲除/过表达等分子生物学技术来验证关键靶点与信号通路。

研究结果详解

1. SNL改善小鼠模型中的CRC进展

研究人员通过液相色谱-质谱联用技术从SNL果实水提物中鉴定出75种化合物，主要包括27种生物碱、29种酚酸和19种皂苷，其中澳洲茄碱（solasonine）和澳洲茄边碱（solamargine）被确定为代表性标志物。在体内实验中，SNL治疗显著抑制了移植瘤模型和APC^Min/+小鼠的原发性肿瘤生长，降低了肿瘤增殖指数并诱导了凋亡。更重要的是，SNL有效抑制了CRC的肺和肝转移，显示出显著的体内抗转移活性。

2. 多组学揭示关键靶点ANXA2

通过整合单细胞RNA测序和蛋白质组学数据，研究人员发现SNL处理后CRC细胞中膜联蛋白A2（Annexin A2, ANXA2）的表达显著下调。功能富集分析表明，差异表达蛋白主要富集于细胞迁移、侵袭及细胞骨架调控通路。进一步的实验证实，ANXA2是SNL发挥抗转移作用的关键功能性介质。

3. 机制解析：STAT3-ANXA2-Cortactin信号轴

机制研究表明，SNL并不直接与ANXA2蛋白结合。相反，SNL中的活性成分澳洲茄碱和澳洲茄边碱直接作用于信号转导及转录激活因子3（Signal Transducer and Activator of Transcription 3, STAT3），阻断其酪氨酸磷酸化（p-STAT3）及核易位过程。这导致STAT3介导的ANXA2转录受到抑制。随着ANXA2蛋白水平的降低，ANXA2与冠蛋白（Cortactin, CTTN）的复合物形成受阻，进而抑制了Src/冠蛋白的磷酸化级联反应。这一信号通路的抑制最终阻碍了肌动蛋白细胞骨架的重塑和肿瘤细胞的运动能力。此外，SNL还能干扰CAF分泌的因子，阻断CAF诱导的上皮-间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT）过程。

结论与讨论

本研究表明，SNL水提物作为一种天然的多功能生物活性物质来源，能够通过双重机制抑制CRC进展：一方面直接作用于肿瘤细胞，通过阻断STAT3-ANXA2-Cortactin信号轴抑制细胞运动和侵袭；另一方面调节肿瘤微环境，干扰CAF诱导的促癌信号。这些发现不仅为SNL的抗肿瘤活性提供了坚实的分子证据，也揭示了ANXA2作为CRC转移潜在治疗靶点的价值。该研究强调了SNL作为一种植物源性治疗候选药物在转移性结直肠癌防治中的应用潜力，相关成果已发表于《Phytomedicine》。