Aucan通过靶向CDK2来抑制胶质母细胞瘤的进展，其机制包括抑制由PI3K/AKT通路介导的细胞增殖并诱导细胞凋亡

Aucan抑制胶质瘤细胞增殖并诱导凋亡，通过靶向CDK2调控PI3K/AKT通路，在裸鼠模型中显著抑制肿瘤生长并延长生存期，为胶质母细胞瘤治疗提供新策略。

王峰|严国军|田航|雷甘妮|刘茂桥|彭园|刘凯妮|何晓琼|王丽梅|蒲俊|刘佳

中国云南省昆明市昆明医科大学第二附属医院神经外科第一科，邮编650223

摘要

胶质母细胞瘤是最具侵袭性的原发性脑肿瘤，治疗选择有限。我们评估了来自Usnea的二苯并呋喃类似物Aucan（C₁₈H₁₇NO₆）的抗胶质母细胞瘤活性及其作用机制。通过体外（细胞计数试剂盒-8、克隆形成实验、Transwell实验、凋亡测定）和体内（皮下及原位裸鼠模型、生存期分析、组织病理学检查）实验来评估Aucan的有效性和安全性。结合网络药理学、孟德尔随机化和单细胞RNA测序技术确定了潜在靶点；通过功能研究（包括Cyclin依赖性激酶2（CDK2）的敲低/过表达及通路分析）进一步探究其作用机制。

Aucan在体外抑制了胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，并诱导了细胞凋亡。在动物实验中，Aucan减少了皮下和颅内肿瘤的生长，延长了生存期，且未引起明显器官毒性。整合生物信息学分析显示CDK2是关键靶点，单细胞数据表明恶性星形胶质细胞中CDK2表达升高。Aucan通过下调CDK2、抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）信号通路、减少细胞增殖并促进凋亡来发挥抗胶质瘤作用。这些发现支持将Aucan作为胶质母细胞瘤治疗候选药物的进一步开发。

引言

胶质瘤是中枢神经系统最常见的原发性肿瘤，占所有脑肿瘤病例的60–80% [1]。由于其高度侵袭性和异质性，胶质瘤的预后极差 [2]。多形性胶质母细胞瘤（GBM）作为恶性程度最高的星形胶质瘤亚型，生长迅速。传统治疗方法（如手术切除后结合放疗和化疗）效果有限，仅能延长患者几个月的生存期，五年生存率低于5% [3] [4]。替莫唑胺仍是胶质瘤的一线化疗药物，通过DNA烷基化诱导肿瘤细胞凋亡。然而，GBM对凋亡具有很强的抵抗力 [5]，使得替莫唑胺效果大打折扣。因此，迫切需要开发新的治疗药物和策略。

天然产物在癌症治疗中展现出巨大潜力。来自天然来源的生物活性小分子通常具有多靶点作用且毒性较低 [6] [7]。Usnea是一种属于Parmeliaceae科的药用地衣，由真菌和光合藻类共生组成。C₁₈H₁₇NO₆（Aucan）是从天然地衣中分离出的二苯并呋喃化合物，具有显著的抗肿瘤活性。Aucan可通过诱导细胞周期停滞和凋亡显著抑制肺癌、肝癌和骨肉瘤等癌症细胞的增殖 [8] [9]。此外，Aucan与Scutellarin联合使用可上调FAS-Associated Factor 1（FAF1）表达，从而抑制胶质瘤细胞增殖并诱导凋亡 [10]。然而，Aucan对抗胶质瘤的具体机制尚不明确。

Cyclin依赖性激酶2（CDK2）是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，在细胞周期调控中起关键作用，尤其是在G1/S和S期转换期间 [11]。人类CDK2基因位于12号染色体长臂的13q2区域。CDK2通常与cyclin A和cyclin E形成活性复合物，促进DNA复制和细胞周期进展 [12] [13]。在正常细胞周期中CDK2表达相对稳定，但长期异常刺激会导致其失调，引发细胞周期紊乱、不受控制的增殖，最终形成肿瘤 [14]。最新研究表明CDK2与PI3K/AKT信号通路存在功能相互作用 [15] [16]，该通路是细胞存活、生长和代谢的核心调节因子。了解CDK2与PI3K/AKT信号通路之间的相互作用可能为肿瘤发生机制提供新的见解。

目前，胶质母细胞瘤的治疗选择有限，治疗效果不佳，生存率极低。本研究进一步探讨了Aucan的抗肿瘤作用，并分析了其通过调控CDK2发挥治疗作用的机制。

实验方法

Aucan的提取

将干燥的Lethariella cladonioides研磨成粉末，用70%乙醇提取，再用氯仿进一步萃取。通过光化学分离技术从氯仿提取物中分离出抗癌活性化合物Aucan。高效液相色谱法测定其纯度为97.71%，并通过质谱和核磁共振光谱确认了其化学结构。

Aucan抑制胶质母细胞瘤细胞的增殖

Aucan的详细化学结构见图1A。首先，我们检测了不同浓度Aucan处理U251和LN229细胞48小时后的抑制效果。随着Aucan浓度的增加，两种细胞的存活率均下降（图1B、D），表明其对Aucan具有浓度依赖性敏感性。计算得到的IC₅₀值分别为U251细胞3.637 μM（图1C）和LN229细胞4.594 μM（图1E）。

讨论

胶质母细胞瘤是中枢神经系统中最常见且最具侵袭性的肿瘤 [17] [18]。其不受控制的增殖、显著的细胞异质性和高侵袭性导致患者预后极差 [19] [20]。尽管手术切除结合放疗和化疗是标准治疗手段，但替莫唑胺的治疗效果仍有限，五年生存率低于5% [3] [4]。替莫唑胺通过DNA烷基化诱导肿瘤细胞凋亡，但GBM对凋亡具有很强的抵抗力 [5]，因此亟需开发新的治疗药物。

天然产物在癌症治疗中具有显著潜力。来自天然来源的生物活性小分子通常具有多靶点作用且毒性较低 [6] [7]。Usnea是一种属于Parmeliaceae科的药用地衣，由真菌和光合藻类共生组成。C₁₈H₁₇NO₆（Aucan）是从天然地衣中提取的二苯并呋喃化合物，属于地衣酸衍生物，具有显著的抗肿瘤活性。Aucan可通过诱导细胞周期停滞和凋亡显著抑制肺癌、肝癌和骨肉瘤等癌症细胞的增殖 [8] [9]。此外，Aucan与Scutellarin联合使用可上调FAS-Associated Factor 1（FAF1）表达，从而抑制胶质瘤细胞增殖并诱导凋亡 [10]。然而，Aucan对抗胶质瘤的具体机制尚不明确。

Cyclin依赖性激酶2（CDK2）是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，在细胞周期调控中起关键作用，尤其是在G1/S和S期转换期间 [11]。人类CDK2基因位于12号染色体长臂的13q2区域。CDK2通常与cyclin A和cyclin E形成复合物，促进DNA复制和细胞周期进展 [12] [13]。在正常细胞周期中CDK2表达相对稳定，但长期异常刺激会导致其失调，引发细胞周期紊乱、不受控制的增殖，最终形成肿瘤 [14]。最新研究揭示了CDK2与PI3K/AKT信号通路之间的相互作用 [15] [16]，该通路是细胞存活、生长和代谢的核心调节因子。因此，了解CDK2与PI3K/AKT信号通路之间的相互作用可能为肿瘤发生机制提供新的见解。

目前，胶质母细胞瘤的治疗选择有限，治疗效果差，生存率极低。本研究进一步探讨了Aucan的抗肿瘤作用及其通过调控CDK2发挥治疗作用的机制。

作者贡献

王峰、严国军、田航完成了实验并撰写了初稿。刘丽刚和刘明权负责数据分析。刘凯妮、彭园和何晓琼参与了部分实验工作。刘佳提供了大部分研究资金，吴丽梅参与了研究设计和构思。所有作者均对工作的完整性和准确性负责。

作者贡献声明

王峰：撰写初稿、验证、概念构思。严国军：撰写初稿、数据可视化、数据管理。田航：撰写初稿、数据可视化、数据管理。雷甘妮：数据可视化、数据管理。刘茂桥：数据验证。彭园：数据验证。刘凯妮：数据管理。何晓琼：撰写、审稿与编辑、资源提供。王丽梅：撰写、审稿与编辑、监督、数据管理。蒲俊：撰写、审稿与编辑、监督、资金支持

伦理审批与参与同意

所有实验均遵循相关法律法规和机构指南进行，动物实验获得了昆明医科大学伦理委员会的批准（批准编号：kmmu20240890）。

资助

本研究得到了云南省基础研究项目（项目编号：202201AS070082）、昆明医科大学一流学科团队（2024XKTDYS06）以及国家自然科学基金（资助编号：82160512）的支持。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢所有参与本研究的研究人员。