天然产物Acevaltrate通过双重靶向PCBP1/2与GPX4诱导结直肠癌铁死亡的新机制

本研究针对结直肠癌治疗中耐药性和转移难题，发现天然产物Acevaltrate（ACE）通过双重靶向铁伴侣蛋白PCBP1/2和抗氧化酶GPX4，同步提升细胞内Fe2+水平并触发GPX4泛素化降解，显著增强铁死亡效应。动物实验证实其疗效优于临床一线药物，为克服肿瘤耐药提供了创新策略。

在肿瘤治疗领域，传统化疗药物诱导的细胞凋亡常因耐药性导致治疗失败。铁死亡（ferroptosis）作为一种铁依赖性细胞死亡方式，通过脂质过氧化积累杀伤肿瘤细胞，成为突破耐药瓶颈的新方向。然而，现有铁死亡诱导剂多靶向单一通路（如GPX4抑制），易被肿瘤细胞的代偿机制削弱效果。如何通过多靶点协同作用增强铁死亡效应，成为亟待解决的科学问题。

上海中医药大学等机构的研究团队从天然化合物库中筛选出Acevaltrate（ACE），发现其能同时靶向铁代谢关键调控蛋白PCBP1/2和抗氧化防御核心酶GPX4，通过双重机制诱导结直肠癌细胞铁死亡。研究证实ACE的疗效显著优于临床一线药物卡培他滨和TAS-102，相关成果发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》。

研究采用多组学联用技术（蛋白质组学、转录组学和代谢组学）揭示ACE作用机制，通过药物亲和力响应靶点稳定性（DARTS）和细胞热转移实验（CETSA）鉴定直接作用靶点，并利用微尺度热泳动（MST）和分子对接验证结合位点。动物模型和患者来源类器官模型评估体内外药效，免疫组化和三重荧光染色分析临床样本靶点表达。

ACE抑制结直肠癌细胞增殖并促进死亡
通过高通量筛选发现ACE对结直肠癌细胞具有选择性毒性（IC₅₀ 1.4-1.9 μM），能抑制细胞迁移并逆转奥沙利铂耐药性。不同于经典凋亡通路，多组学数据提示铁死亡通路显著富集。

ACE诱导经典与非经典铁死亡
ACE处理导致线粒体嵴减少、膜密度增加等铁死亡特征性形态改变，同时提升脂质过氧化产物MDA和9-HODE水平。值得注意的是，ACE在12分钟内快速升高细胞内Fe²⁺浓度，且不依赖血红素加氧酶1（HO-1）途径。

PCBP1/2下调介导Fe²⁺释放
DARTS和CETSA证实ACE直接结合PCBP1/2的Cys54位点，促使这两个铁伴侣蛋白降解，导致游离Fe²⁺暴增。过表达PCBP1-C54A突变体可阻断ACE的细胞毒性，验证了靶点特异性。

ACE作为II类铁死亡诱导剂
ACE通过结合GPX4的硒代半胱氨酸（U46）抑制其酶活性，并促进泛素-蛋白酶体途径降解。这种双重机制克服了单靶点抑制剂（如RSL3）的局限性，在耐药细胞中仍保持高效。

体内外药效验证
在HCT116-luc异种移植模型中，ACE（50 mg/kg）使肿瘤体积缩小63.05%，且未引起肝肾毒性。类器官实验显示ACE的IC₅₀低至58 nM，临床样本分析证实PCBP1/2和GPX4在癌组织中高表达且与患者不良预后相关。

该研究首次揭示天然产物ACE通过"铁代谢调控+抗氧化系统破坏"的双重机制诱导铁死亡：一方面靶向PCBP1/2释放Fe²⁺增强芬顿反应，另一方面直接使GPX4失活并促其降解。这种协同作用克服了肿瘤细胞的代偿性抗氧化防御，为临床难治性结直肠癌提供了具有转化潜力的治疗策略。研究还开创性地将PCBP1/2确立为铁死亡调控新靶点，拓宽了肿瘤代谢干预的研究维度。