皮肤鳞状细胞癌(cSCC)是第二种最常见的非黑色素瘤皮肤癌。外科手术切除是治疗cSCC的主要方法，但手术治疗后患者的复发率与转移率较高，且免疫检查点阻断(ICB)对cSCC患者的治疗也是有限的。

刺甘草查尔酮（Echinatin, Ech）是从甘草根中分离出来的一种活性物质，具有抗炎和保护肝脏等许多药理活性。Ech已被证实在一些癌症中具有抗肿瘤作用，但其对cSCC的分子调节机制仍不清楚。上海市皮肤病医院王秀丽团队在 Phytomedicine杂志上发表题为Echinatin suppresses cutaneous squamous cell carcinoma by targeting GSTM3-mediated ferroptosis 的文章。本研究在华盈生物的协助下通过20K人类蛋白组芯片发现了Ech通过直接靶向GSTM3和PRDX2调节ROS/MAPK信号转导，同时也可以靶向 GSTM3引起铁死亡，从而为Ech 治疗cSCC提供了新的思路。

研究人员首先通过体外实验发现Ech可以有效地抑制cSCC细胞的增殖和迁移。随后通过Western Blot检测了Ech处理后细胞周期蛋白D1和多腺苷二磷酸多聚酶（PARP）的表达情况，发现细胞周期蛋白D1的蛋白表达降低，而PARP的蛋白表达上升，表明Ech还可以调节cSCC的细胞周期和细胞死亡。最后通过体内实验发现Ech可以抑制体内cSCC肿瘤生长。

图1 Ech抑制cSCC细胞的增殖、迁移以及体内肿瘤的生长

为了阐明Ech发挥抗肿瘤作用的分子机制，研究人员利用20K人类蛋白质组芯片和pull down-MS对 cSCC细胞中与Ech相互作用的靶蛋白进行了研究。首先将生物素标记的Ech和生物素分别与20K人类蛋白质组芯片一起孵育检测，结果发现了801种蛋白质被鉴定为Ech特异性直接结合的候选蛋白，通过数据评估和筛选，最终选择了具有较高的结合强度的靶蛋白GSTM3和PRDX2 (图2A-D)。为了进一步探索Ech的靶蛋白，采用pull down-MS再次进行了分析鉴定，结果发现了343个Ech的特异靶蛋白(图2E)，接着将两种方法获得的结果进行了比较，选择了在ROS合成过程中起着关键作用的GSTM3和PRDX2作为进一步研究的目的蛋白。最后使用了SPR和分子对接的方法验证了GSTM3和PRDX2与Ech之间的直接相互作用。

图2 人类蛋白质组芯片发现Ech直接药理学靶点GSTM3和PRDX2

研究人员首先发现Ech以浓度依赖的方式调节ROS和Fe²⁺，且GSTM3敲除后ROS的增加较为明显。为了确定Ech诱导cSCC细胞死亡的具体机制，在cSCC细胞中对GSTM3分别进行过表达和siRNA敲除处理，结果发现GSTM3过表达后促进了Ech诱导的cSCC细胞中JNK和p38的磷酸化，介导了MAPK信号转导；且敲除GSTM3后Ech对FNR相关蛋白(FTH1、XCT和Gpx4)和细胞活力的抑制作用显著增加。这些结果表明，Ech通过靶向GSTM3介导的铁死亡和MAPK信号通路进而诱导细胞死亡。

图3 Ech靶向GSTM3介导的FNR蛋白和JNK/p38 MAPK信号转导诱导cSCC细胞死亡

本文首先发现Ech可以抑制cSCC细胞的增殖以及体内肿瘤的生长，接着使用20K人类蛋白质组芯片、pull down-MS、SPR和分子对接等方法发现Ech的直接靶点蛋白GSTM3和PRDX2。深入机制研究发现，Ech通过靶向GSTM3介导的FNR蛋白和JNK/p38 MAPK信号转导进而诱导cSCC细胞死亡。本研究为治疗cSCC提供了新的思路。

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