Chinese Medicine：华蟾素注射液调控脂质代谢对抗骨肉瘤的机制探索

骨肉瘤为最常见的原发性恶性骨肿瘤，主要累及青少年及老年群体，肺转移是其主要致死原因，5年生存率依然较低。尽管手术与化疗方案不断优化，但骨肉瘤患者预后改善有限。近年来，肿瘤代谢重编程作为癌症治疗新靶点被广泛关注，脂质代谢异常被认定为多种肿瘤的致病驱动力。骨肉瘤中的脂质代谢异常与其细胞增殖、侵袭密切相关，调控脂质代谢有望成为治疗切入点。中药华蟾素注射液（Huachansu injection, HCSI）源自蟾蜍皮，富含多种活性成分（如华蟾酥毒基、蟾毒灵等），其抗肿瘤功能及低毒性特点使其成为癌症辅助治疗研究热点，但其调控骨肉瘤脂质代谢的机制尚不明确。

发表在Chinese Medicine一项研究，通过综合代谢组学、网络药理学及生物信息学方法，探讨了基于HCSI抗骨肉瘤的潜在机制。研究重点聚焦于HCSI对细胞脂质代谢的调控作用，揭示了HCSI通过调控长非编码RNA-竞争性内源RNA（ceRNA）网络及关键酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGCR）表达，抑制骨肉瘤进展的机制。通过分子对接与细胞实验，进一步验证了活性成分与关键靶点的相互作用及其对细胞凋亡的促进效应，为HCSI临床辅助治疗骨肉瘤提供理论基础。

研究结果及分析

1、代谢组学揭示脂质代谢为HCSI作用主要路径

利用非靶向代谢组学对骨肉瘤SAOS2细胞进行分析，比较HCSI处理组与对照组的代谢差异，PCA与OPLS-DA模型显示两组代谢特征显著分离，质控样品聚类良好，实验数据稳定可靠（见图 1）。共筛选289种差异代谢物，KEGG富集分析提示脂肪酸降解、脂肪细胞脂解调节及鞘脂信号通路为显著富集的代谢通路，关键代谢物如鞘氨醇、棕榈酸与棕榈酰肉碱等明确脂质代谢参与HCSI对骨肉瘤的抗肿瘤效应。

图 1. HCSI调控骨肉瘤细胞代谢组学数据分析示意图

2、网络药理学筛选44个作用靶点关联脂质代谢与骨肉瘤

通过数据库筛选HCSI 27种活性成分对应692个潜在蛋白靶点，结合GEO数据库差异表达基因（DEGs）与脂质代谢基因集，得到44个交集靶点，其中包含重要代谢调控基因HMGCR等（见图 2）。构建“药物-成分-靶点”网络，为后续靶点验证奠定基础。

图 2. HCSI药理作用靶点网络构建

3、lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA网络构建及关键调控轴筛选

分析GEO RNA测序数据，筛选出993差异表达lncRNA及149差异表达miRNA，利用miRcode预测miRNA与lncRNA结合关系，结合靶基因预测数据库，构建包含8个关键mRNA、22个miRNA、69个lncRNA的竞争性内源RNA调控网络（见图 3）。机器学习算法（LASSO、随机森林、SVM-RFE）进一步识别出HMGCR、HIF1A、BACE1三大核心靶点，qRT-PCR验证其中HMGCR在骨肉瘤细胞中表达最高且呈现显著下调（见图 4、5），Kaplan-Meier分析显示高表达患者预后较差，提示HMGCR为潜在治疗靶点。

图 3. 骨肉瘤差异表达lncRNA-miRNA-mRNA竞争性内源RNA调控网络

图 4. 机器学习筛选核心靶点及其表达差异验证

图 5. BCYRN1-miR-27a-3p-HMGCR轴构建及表达变化

4、BCYRN1-miR-27a-3p-HMGCR轴为HCSI调控骨肉瘤脂质代谢关键通路

qRT-PCR显示HCSI显著抑制HMGCR及其上游miR-27a-3p和lncRNA BCYRN1表达。miR-27a-3p已知调控脂质合成酶表达，而BCYRN1作为肿瘤相关lncRNA，可通过竞争结合miR-27a-3p调节HMGCR表达（见图 5）。此外，免疫浸润分析发现HMGCR表达与调节性T细胞及CD8^+^ T细胞含量负相关，提示HMGCR或参与免疫微环境调控（见图 6）。

图 6. HMGCR表达与肿瘤免疫浸润相关性分析

5、分子对接验证HCSI活性成分与HMGCR高亲和力结合

计算分子对接结合能，20种活性化合物与HMGCR结合能均低于−7 kJ·mol^−1^，其中前10种复合物结构稳定（见图 7），支持HMGCR为HCSI作用的主要蛋白靶点。

图 7. HCSI主要活性成分与HMGCR的分子对接示意图

6、体外细胞实验证实HCSI抑制骨肉瘤细胞增殖迁移并诱导凋亡

CCK-8试验显示HCSI对多种骨肉瘤细胞系具有剂量依赖性抑制增殖效应，流式细胞术确认其诱导凋亡作用，伤口愈合试验证实迁移能力显著下降。Western印迹检测Bcl-2蛋白下降，Bax蛋白升高，表明其促进细胞凋亡（见图 8）。

图 8. HCSI抑制骨肉瘤细胞增殖及诱导凋亡的功能验证

7、HCSI抑制骨肉瘤细胞脂质合成相关酶表达及胆固醇水平下降

BODIPY染色显示HCSI处理后脂滴含量增加，qRT-PCR与蛋白印迹结果显示HCSI显著下调SCD1、SREBP1、HMGCR等关键脂质合成酶及脂肪酸转运蛋白CD36，降低细胞内胆固醇含量，相关酶表达量显著相关（见图 9）。ROS水平升高提示能量代谢及氧化应激状态改变。

图 9. HCSI对骨肉瘤脂质代谢相关酶表达及胆固醇水平调控

8、辛伐他汀联合HCSI协同作用强化脂质代谢抑制及细胞凋亡

辛伐他汀显著降低胆固醇含量并增强细胞凋亡率，联合HCSI组对HMGCR mRNA表达呈反调控（反馈机制导致），蛋白表达方面，辛伐他汀增强SCD1和SREBP1下调效应，促进Bax表达增加并抑制Bcl-2（见图 10），进一步确证HMGCR在HCSI抗骨肉瘤脂质代谢调节中的核心作用。

图 10. 辛伐他汀联合HCSI协同调控骨肉瘤脂质代谢及促进细胞凋亡

综上，本研究从代谢组学、网络药理学和生物信息学多维度整合分析，明确揭示了HCSI通过调控脂质代谢途径尤其是HMGCR及其相关ceRNA网络（BCYRN1-miR-27a-3p-HMGCR轴），发挥抗骨肉瘤作用的机制。脂质代谢作为肿瘤能量供给和结构基础，对肿瘤增殖、侵袭功能具有关键影响，靶向该途径为治疗骨肉瘤提供了新方向。HCSI作为天然产物，其多成分、多靶点调节脂质合成路径，结合对脂质代谢调控非编码RNA的影响，丰富了我们对传统中药治疗骨肉瘤机制的理解。此外，本研究中活性成分与HMGCR的结合验证及细胞实验确认，增强了理论发现的可信度。辛伐他汀的协同效应也开拓了中西医结合治疗骨肉瘤的临床潜力。未来研究可围绕RNA测序开展更深入的多组学联合分析，探索其在免疫微环境调控、药物耐受性逆转中的作用，为临床精准用药提供广阔前景。

文章来源

Meng J, Zhang X, Xiang D, et al. Explore the potential mechanism of 华蟾素 injection against osteosarcoma via metabolomics, network pharmacology and bioinformatics. Chinese Medicine. 2025;20:120. https://doi.org/10.1186/s13020-025-01179-x