(+)-Miliusol通过靶向EIF3D并重塑癌症代谢抑制三阴性乳腺癌中的Warburg效应并诱导调节性细胞死亡

(+)-Miliusol suppresses the Warburg effect and induces regulated cell death in triple-negative breast cancer through targeting EIF3D and remodeling cancer metabolism

作者信息Jin Zhang, Lin Jia, Xiya Chen, Yan Wu, Xiaohan Sun, Ling Zou, Xiaoling Cheng, Jingnan Huang, Hongchao Zhou, Lingyun Dai, Le Zhou, Zhendan He, Bo Liu, Yue Hao, Dahong Yao
PMID42368564
发布时间2026-06
DOI10.1016/j.apsb.2026.03.021

实验完整度

体外细胞实验(增殖、糖酵解、迁移、凋亡、自噬、ER应激)、多组学(RNA-seq、蛋白质组学)、靶点验证(MS-CETSA、PROTAC、SPR等)及体内小鼠和斑马鱼模型,包含多层次机制验证。

主要模型

BT-549细胞系 MDA-MB-231细胞系 BT-549和MDA-MB-231异种移植小鼠模型 斑马鱼肿瘤异种移植模型

重点核对

(+)-miliusol处理浓度和时间:2.5、5、10 μmol/L处理24或48小时 GLUT4表达及葡萄糖摄取检测 ECAR和OCR测量条件 EIF3D敲低对(+)-miliusol效应的影响 体内给药剂量:BT-549模型10 mg/kg,MDA-MB-231模型8 mg/kg

摘要

三阴性乳腺癌(TNBC)表现出显著的分子异质性,持续构成治疗挑战。代谢重编程,特别是通过Warburg效应,为TNBC治疗提供了一个有前景的治疗靶点。数据挖掘和机器学习将(+)-miliusol确定为有前景的候选药物。其直接靶点真核起始因子3D(EIF3D)通过质谱联用细胞热位移分析(MS-CETSA)、生物素化探针和蛋白水解靶向嵌合体(PROTAC)方法得到验证。EIF3D是一种新兴的癌蛋白和非典型翻译起始调节因子,通过选择性调节蛋白质合成促进肿瘤生存。(+)-Miliusol在体外和体内均表现出对TNBC有效的抗增殖和抗迁移活性。整合蛋白质组学和转录组学分析揭示,(+)-miliusol通过EIF3D介导的翻译调控抑制TNBC进展。机制上,它破坏EIF3D–AlkB同源物5(ALKBH5)–葡萄糖转运蛋白4型(GLUT4)轴、EIF3D–HIF1α信号传导以及EIF3D–RuvB样AAA ATP酶1(RUVBL1)–β-catenin通路,从而抑制糖酵解和转移,同时通过caspase-12和JNK激活诱导内质网应激依赖性凋亡。此外,(+)-miliusol阻断EIF3D–HIF1α和EIF3D–ALKBH3相互作用,损害ATAD2/PAK1调节的Warburg效应网络,并触发自噬相关的细胞死亡。(+)-Miliusol通过选择性抑制关键糖酵解和转移调节因子的翻译来诱导TNBC细胞死亡。这些发现确立了EIF3D介导的翻译控制作为TNBC治疗的一个有前景的途径。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
研究试图探究(+)-miliusol能否通过靶向EIF3D抑制三阴性乳腺癌的Warburg效应,并阐明其抗肿瘤机制。
核心机制
(+)-miliusol通过靶向EIF3D,抑制EIF3D-ALKBH5-GLUT4轴、EIF3D-HIF1α信号和EIF3D-RUVBL1-β-catenin通路,从而抑制糖酵解和转移,同时诱导内质网应激依赖的凋亡和自噬相关的细胞死亡。
主要证据
通过MS-CETSA、生物素化探针和PROTAC验证EIF3D为直接靶点;体外实验显示抑制细胞增殖、迁移和糖酵解;体内异种移植模型和斑马鱼模型证实抗肿瘤和抗转移效果;蛋白质组学和转录组学分析揭示相关通路变化。
研究意义
研究建立EIF3D介导的翻译控制作为TNBC治疗的一个有前景的途径,为开发靶向EIF3D的治疗策略提供基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

药物筛选与鉴定

筛选能够抑制Warburg效应的天然小分子候选物。

通过数据挖掘和机器学习结合药效团虚拟筛选,从天然产物库中鉴定(+)-miliusol,并通过MTT等实验验证其抗增殖活性。

2

体外抗肿瘤活性评估

验证(+)-miliusol对TNBC细胞增殖、糖酵解和迁移的抑制作用。

集落形成、3D球体形成、EdU、Ki-67染色检测增殖;2-NBDG摄取、乳酸生成、LDH活性、ECAR、OCR检测糖酵解;划痕和Transwell检测迁移;Western blot检测相关蛋白表达。

3

转录组和蛋白质组分析

揭示(+)-miliusol处理后的基因和蛋白表达变化,寻找关键调控因子。

对处理的细胞进行RNA-seq和TMT定量蛋白质组学分析,鉴定差异表达基因和蛋白,构建PPI网络。

4

靶点鉴定与验证

鉴定(+)-miliusol的直接蛋白靶点并验证其相互作用。

通过MS-CETSA、WB-CETSA、生物素化探针pull-down、PROTAC降解、SPR和分子对接验证EIF3D为直接靶点。

5

机制解析

阐明(+)-miliusol通过EIF3D调控的分子机制,包括对信号通路和细胞死亡的影响。

通过siRNA敲低EIF3D、PAK1、ATAD2,检测下游信号通路蛋白表达,自噬、凋亡、内质网应激标志物的检测。

6

体内药效评估

验证(+)-miliusol在体内的抗肿瘤和抗转移效果及安全性。

在BT-549和MDA-MB-231异种移植小鼠模型中评估肿瘤生长抑制、生存期、转移和安全性;在斑马鱼模型中评估荧光强度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
生物素-(+)-miliusol探针文中未明确说明--
PROTAC-(+)-miliusol探针文中未明确说明--
RPMI-1640培养基文中未明确说明--
DMEM培养基文中未明确说明--
胎牛血清文中未明确说明--
青霉素文中未明确说明--
链霉素文中未明确说明--
EIF3D抗体CST40765
HK II抗体CST2867
GLUT1抗体CST73015
LDHA抗体CST3582
MMP-2抗体CST40994
LDHB抗体Proteintech14824-1-AP
β-actin抗体CST3700
Bax抗体CST14796
Bcl-2抗体CST15071
Caspase-3抗体CST9662
E-cadherin抗体CST14472
Caspase-8抗体CST9746
Caspase-9抗体CST9504
SQSTM1/p62抗体CST23214
ATG5抗体CST12994
LC3B抗体CST3868
Beclin-1抗体CST3495
PAK1抗体CST2602
磷酸化PAK1(Ser144)抗体CST2606
磷酸化PAK1(Ser199/204)抗体CST2605
ATAD2抗体CST50563
c-Myc抗体CST13987
磷酸化c-Raf(Ser338)抗体CST9427
磷酸化MEK1/2(Ser217/221)抗体CST3958
磷酸化MEK1/2(Ser298)抗体CST98195
LAMP2抗体CST34141
PARP抗体CST9532
EIF3D抗体CST40765
RPS5抗体Proteintech16964-1-AP
RPS16抗体Proteintech15603-1-AP
c-Jun抗体CST9165
ALKBH5抗体CST49015
GLUT4抗体CST2213
PKM2抗体CST4053
RUVBL1抗体CST12300
β-catenin抗体CST8480
HSP90抗体CST4877
磷酸化Akt(Ser473)抗体CST4060
Akt抗体CST9272
mTOR抗体CST2983
磷酸化mTOR(Ser2448)抗体CST5536
PERK抗体CST5683
ULK1抗体CST8054
磷酸化p44/42 MAPK(Erk1/2)(Thr202/Tyr204)抗体CST4370
磷酸化ULK1(Ser757)抗体CST14202
磷酸化ULK1(Ser555)抗体CST5869
FIP200抗体CST12436
Atg101抗体CST13492
CHOP抗体CST2895
磷酸化Atg13(Ser355)抗体CST46329
IRE1α抗体CST3294
XBP-1s抗体CST40435
Snail抗体CST3879
Atg13抗体CST13468
Ki-67抗体CST9449
SAPK/JNK抗体CST9252
Caspase-12抗体CST35965
磷酸化SAPK/JNK(Thr183/Tyr185)抗体CST9255
3-甲基腺嘌呤Sigma-AldrichM9281
氯喹Sigma-AldrichC6628
DAPI染液Sigma-AldrichD9542
肌动蛋白示踪红555beyotimeC2203S
2-NBDGAbcamab235976
d-乳酸检测试剂盒Abcamab83429
乳酸脱氢酶活性检测试剂盒beyotimeC0016
一步法TUNEL细胞凋亡检测试剂盒beyotimeC1089
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒4A BiotechFXP018-100
SignalSilence PAK1 siRNACST6361
si-ATAD2GENE文中未明确说明
si-EIF3DGENE文中未明确说明
RFP-GFP-LC3腺病毒Hanbio文中未明确说明
MG-132MCEHY-13259
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen文中未明确说明
TRIzol试剂Invitrogen文中未明确说明
HiSeq X Ten测序仪Illumina文中未明确说明
Orbitrap Eclipse Tribrid质谱仪Thermo Fisher Scientific文中未明确说明
Orbitrap-Fusion质谱仪Thermo Finnigan文中未明确说明
Proteome Discoverer 2.4Thermo Scientific文中未明确说明
Discovery Studio 3.5软件文中未明确说明--
GraphPad Prism 8.0软件GraphPad文中未明确说明

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系来源(ATCC)及培养基、血清浓度和抗生素条件
阅读提示:Methods 2.2 Cell culture
药物处理
(+)-miliusol的浓度范围和处理时间(例如5 μmol/L处理24或48小时)
阅读提示:Figure legends和Methods相关部分
糖酵解检测
葡萄糖摄取实验中2-NBDG浓度和孵育时间;乳酸生成实验的细胞密度和处理时间
阅读提示:Methods 2.10和2.11
自噬检测
自噬抑制剂(3-MA或CQ)的浓度和处理时间;RFP-GFP-LC3转染条件
阅读提示:Methods 2.14, 2.16;Figure 5和图例
体内实验
小鼠品系、细胞接种数量、给药剂量、给药频率和时长(如(+)-miliusol 10 mg/kg或8 mg/kg每天)
阅读提示:Methods 2.23和2.24