异银杏素(Isoginkgetin，ISO)是一种天然双类黄酮，对多种类型的癌细胞具有细胞毒性。然而，其对肝细胞癌(HCC)细胞的作用及其机制尚不清楚。
2022年9月13日，深圳市人民医院曾小斌及江苏师范大学田俊共同通讯在Autophagy（IF=13）在线发表题为“Isoginkgetin, a potential CDK6 inhibitor, suppresses SLC2A1/GLUT1 enhancer activity to induce AMPK-ULK1-mediated cytotoxic autophagy in hepatocellular carcinoma”的研究论文，该研究表明异银杏素作为一种潜在的CDK6 抑制剂，可抑制SLC2A1/GLUT1增强子活性以诱导AMPK-ULK1介导的肝细胞癌细胞毒性自噬。该研究发现，ISO能有效地抑制体外肝癌细胞的增殖和迁移。在ISO处理下LC3-II表达和自噬体表达增加。此外，用氯喹或敲除自噬相关基因(ATG5或ULK1)可减弱ISO诱导的细胞死亡。ISO显著抑制了SLC2A1/GLUT1(溶质载体家族2成员1)的表达和葡萄糖摄取，导致HepG2细胞AMPK-ULK1轴的激活。SLC2A1/GLUT1的过表达可以消除ISO诱导的自噬。结合分子对接和热位移分析，该研究证实了ISO直接与CDK6 (cyclin- dependent kinase 6)的N端结合并促进其降解。CDK6的过表达消除了ISO诱导的对SLC2A1/GLUT1转录的抑制和自噬的诱导。此外，ISO处理显著降低了HepG2细胞中SLC2A1/GLUT1增强子上的H3K27ac、H4K8ac和H3K4me 1水平。最后，ISO抑制了HepG2异种移植小鼠和二乙基亚硝胺+四氯化碳(DEN+CCl4)诱导的原发性肝癌小鼠的肝癌发生，作者通过TCGA数据和人类HCC组织分析证实了SLC2A1/GLUT1和CDK6是HCC中有希望的致癌基因。该结果提供了一个新的分子机制，通过ISO处理或CDK6缺失促进自噬；即靶向CDK6 N端进行降解的ISO通过降低SLC2A1/GLUT1增强子活性来抑制SLC2A1/GLUT1的表达，从而导致血糖水平降低，并诱导AMPK-ULK1通路。
肝癌是消化系统的一种主要恶性肿瘤，是全球癌症相关死亡的第三大原因。肝细胞癌占原发性肝癌的90%以上。对于早期HCC患者，手术切除和肝移植是有效的治疗选择。然而，大多数HCC患者在晚期被诊断，以索拉非尼或lenvatinib为基础的化疗是治疗的主要方法。在III期试验中，接受索拉非尼或lenvatinib治疗的患者的中位生存期分别只有12.3个月和13.6个月。因此，需要新的有效药物来提高HCC患者的生存期。
巨自噬/自噬是一种进化上保守的分解代谢过程，它通过溶酶体机制降解错误折叠的蛋白质和功能失调的细胞器。自噬被认为是在应激条件下维持细胞存活的防御机制。然而，过度的自噬可能导致一种不同于细胞凋亡和坏死的细胞死亡，称为“自噬性细胞死亡”或“II型程序性细胞死亡”。自噬在 HCC 的发生和发展中起着双重作用。一方面，研究表明，自噬相关基因Becn1的敲除导致小鼠胚胎死亡，而Becn1杂合性缺失的小鼠（Becn1 ±）更有可能自发发展为 HCC，表明自噬可能抑制 HCC 的发生。另一方面，研究表明， HCC组织中Map1lc3/Lc3 mRNA水平显著高于癌旁组织，LC3的表达与肿瘤大小呈显著正相关，提示自噬可能促进HCC的发展。自噬失调参与 HCC 的发生和发展。靶向自噬可能是治疗HCC的有效策略。自噬已成为药物靶向研究的热点，但药物研发仍存在诸多障碍。自噬抑制剂可以提高肿瘤对放疗或化疗的敏感性，但大多数抑制剂缺乏选择性，会增加正常组织发生癌变的风险。
诱导自噬细胞死亡已成为治疗肿瘤的一种有吸引力的方法。目前的自噬诱导剂大致分为三类：BH-3模拟物、AMPK通路刺激物和PI3K-MTOR通路抑制剂。BH-3模拟物，包括 ABT-737、(-)-棉酚和 obatoclax mesylate，抑制 BECN1 BH3 肽与 BCL2L1/Bcl-XL（BCL2 样 1）的结合，从而诱导 BECN1 依赖性自噬。然而，BH3 模拟物也以低亲和力与 MCL1（MCL1 凋亡调节因子，BCL2 家族成员）结合，由于 MCL1 的表达升高，这抑制了它们在 HCC 中的抗肿瘤作用。获批的药物二甲双胍和天然化合物白藜芦醇是 AMPK 通路刺激剂。二甲双胍已被证明通过 PRKAA/AMPKα（蛋白激酶 AMP 激活的催化亚基 α）的磷酸化直接激活 AMPK。然而，这种药物缺乏选择性，导致多种与 AMPK 无关的作用，例如抑制呼吸复合物 I。
白藜芦醇诱导细胞内游离钙积累并激活 AMPK 通路，导致 A549 细胞发生自噬性细胞死亡，但它可能导致肾毒性。PI3K-MTOR 通路抑制剂，包括雷帕霉素、依维莫司、姜黄素和熊果酸，已被广泛研究。雷帕霉素及其类似物依维莫司通过与细胞内受体 FKBP1A/FKBP12（FKBP 脯氨酰异构酶 1A）结合直接抑制 MTORC1 通路，从而在多种癌症中诱导自噬细胞死亡。然而，据报道，这些分子在 T 细胞对同种异体抗原的反应中阻断生长驱动的转导信号，从而导致免疫抑制作用。据报道，天然化合物姜黄素和熊果酸通过抑制多种癌症中的 PI3K-MTOR 通路来诱导自噬性细胞死亡。然而，这些分子溶解度低、稳定性差、吸收率低，导致它们的生物利用度低。因此，迫切需要安全有效的自噬诱导剂。
CDK6(环蛋白依赖性激酶6)是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，据报道与自噬密切相关。CDK4和CDK6具有71%的氨基酸同源性。这些分子通过磷酸化RB1/RB (RB转录辅抑制因子1)，阻止其与E2F1 (E2F转录因子1)的抑制作用，诱导细胞从G1期进入S期。最近的证据表明，化学或基因失活CDK4和CDK6可以诱导HeLa细胞的自噬。Abemaciclib是一种FDA批准的CDK4和CDK6抑制剂，在骨髓瘤细胞系中显示出剂量依赖性的细胞杀伤活性，伴随自噬空泡化。CDK4和CDK6最初被认为是两种功能相似的激酶，可能起互补作用。然而，一些研究发现，CDK6与CDK4不同，也可以作为转录调控因子，具有激酶独立的促进肿瘤血管生成的功能。CDK6在各种肿瘤中均有扩增，包括HCC。因此，CDK6是激活自噬细胞死亡的潜在肿瘤治疗靶点。
尽管目前在合理的药物设计方面取得了进展，但天然产物仍然是药物的主要来源。银杏叶提取物作为传统中药的重要成分，已在临床上用于治疗胸关节痛、心痛、中风等因血瘀引起的疾病。现代药理研究表明，藤本植物提取物具有抗肝癌、减轻肝损伤的作用。黄酮类化合物是黄芩提取物的主要成分，具有广泛的抗癌活性。研究人员检测了29种黄酮类化合物的抗肝癌活性，发现藤本植物的主要成分异银杏素(ISO)对HepG2和Huh7肝癌细胞具有显著的抗癌作用。
多项研究证实，ISO是一种潜在的剪接体抑制剂，具有抗炎和抗癌活性。在纤维肉瘤中，ISO通过降低NFKB/ NF-κB信号通路抑制MMP9(基质金属肽酶9)的表达，从而抑制HT1080细胞的侵袭。ISO还通过促进HeLa细胞中BAX (BCL2相关X，凋亡调节剂)和cleaved CASP3 (caspase 3)的表达，表现出促凋亡活性。此外，ISO通过抑制20S蛋白酶体的活性，促进未折叠蛋白反应(UPR)和自噬途径，导致HeLa细胞死亡。然而，ISO诱导自噬细胞死亡的分子机制尚不清楚，且ISO对HCC细胞的影响鲜有报道。本研究的目的是研究ISO在肝癌细胞中的抗癌作用，并探讨其潜在机制。
该研究表明异银杏素作为一种潜在的CDK6 抑制剂，可抑制SLC2A1/GLUT1增强子活性以诱导AMPK-ULK1介导的肝细胞癌细胞毒性自噬。该研究发现，ISO能有效地抑制体外肝癌细胞的增殖和迁移。在ISO处理下LC3-II表达和自噬体表达增加。此外，用氯喹或敲除自噬相关基因(ATG5或ULK1)可减弱ISO诱导的细胞死亡。ISO显著抑制了SLC2A1/GLUT1(溶质载体家族2成员1)的表达和葡萄糖摄取，导致HepG2细胞AMPK-ULK1轴的激活。SLC2A1/GLUT1的过表达可以消除ISO诱导的自噬。
结合分子对接和热位移分析，该研究证实了ISO直接与CDK6 (cyclin- dependent kinase 6)的N端结合并促进其降解。CDK6的过表达消除了ISO诱导的对SLC2A1/GLUT1转录的抑制和自噬的诱导。此外，ISO处理显著降低了HepG2细胞中SLC2A1/GLUT1增强子上的H3K27ac、H4K8ac和H3K4me 1水平。最后，ISO抑制了HepG2异种移植小鼠和二乙基亚硝胺+四氯化碳(DEN+CCl4)诱导的原发性肝癌小鼠的肝癌发生，作者通过TCGA数据和人类HCC组织分析证实了SLC2A1/GLUT1和CDK6是HCC中有希望的致癌基因。该结果提供了一个新的分子机制，通过ISO处理或CDK6缺失促进自噬；即靶向CDK6 N端进行降解的ISO通过降低SLC2A1/GLUT1增强子活性来抑制SLC2A1/GLUT1的表达，从而导致血糖水平降低，并诱导AMPK-ULK1通路。
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https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15548627.2022.2119353
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