2026年2月，南京中医药大学团队在期刊《Phytomedicine》（IF：8.3）在线发表题为：Curcumol targets the ATG4B-PKM2-lactate signaling axis to reverse EMT and inhibit colorectal cancer liver metastasis的高水平研究论文。
结直肠癌（CRC）是全球第二常见的恶性肿瘤，超过40-50%的患者最终会发生肝转移，导致五年生存率骤降至15%以下。尽管手术、化疗和靶向治疗不断进步，有效控制远处转移仍是临床面临的重大挑战。
肿瘤代谢重编程与上皮-间质转化（EMT）是驱动转移的两大核心力量：Warburg效应通过有氧糖酵解为肿瘤细胞提供能量并产生大量乳酸，酸化的微环境进一步激活EMT；而EMT转录因子（如Snail、Twist）又可上调关键糖酵解酶PKM2，形成"代谢-表型"正反馈环路。
然而，这一环路是否受统一的上游节点精准调控，以及如何对其进行药物干预，一直是未解之谜。
自噬作为维持代谢稳态和表型可塑性的关键过程，在肿瘤转移中发挥双向调控作用。ATG4B作为核心自噬酶，虽在多种癌症中被证实具有促癌功能，但其在结直肠癌中如何通过特定分子机制驱动转移，尤其是能否同时调控糖酵解与EMT以建立机制关联，尚不清楚。
本研究采用患者来源结直肠癌类器官（PDO）模型开展多层次功能验证。
在体外实验中，将新鲜肿瘤组织经酶解消化后包埋于Matrigel基质胶，培养形成三维类器官结构，用于评估Curcumol对肿瘤生长的抑制效应。通过CellTiter-Glo ATP发光法检测细胞活力，结合透射电镜观察自噬体超微结构形态学特征。
在机制验证层面，利用shRNA介导的ATG4B基因沉默类器官模型，证实PKM2敲低可逆转ATG4B缺失导致的恶性表型，并联合糖酵解抑制剂2-DG验证代谢依赖性调控关系。
体内研究则构建类器官原位移植模型及肝转移模型，经尾静脉给予Curcumol干预，系统评价其抗肿瘤活性及自噬依赖性药效机制。
该策略充分发挥了类器官保留原代肿瘤分子异质性与空间架构的优势，为天然产物靶向ATG4B-PKM2通路的转化应用提供了可靠的临床前证据。
本研究在患者来源结直肠癌类器官（PDO）模型中系统验证了Curcumol的抗肿瘤效应及其机制。形态学观察显示，Curcumol处理显著减小类器官体积并诱导结构塌陷，而与自噬抑制剂氯喹（CQ）联合应用时，该抑制作用进一步增强，表现为类器官明显皱缩、轮廓模糊。
透射电镜分析证实，Curcumol组类器官胞质内出现大量典型双层膜自噬体及自噬溶酶体，CQ单独或联合处理则导致自噬体密集堆积，提示Curcumol可激活完整的自噬流（图1）。
图1. (E) Curcumol和CQ处理对CRC类器官模型中类器官生长的抑制作用。(F) 采用透射电子显微镜（TEM）分析CRC类器官自噬相关结构形成（红色箭头），在单独使用Curcumol或联合CQ处理后。
在机制解析层面，利用shRNA介导的ATG4B基因沉默类器官模型，研究发现ATG4B缺失可部分缓解Curcumol诱导的生长抑制，而同步敲低PKM2则进一步限制类器官增殖表型；Western blot分析表明，糖酵解抑制剂2-DG可调控shATG4B背景下的PKM2表达趋势，支持Curcumol-ATG4B-PKM2调控轴与糖酵解状态的关联。
功能学实验显示，ATG4B沉默增加细胞活力及乳酸产量，PKM2敲低则降低上述糖酵解相关输出，Curcumol处理下ATG4B缺失削弱了其介导的细胞活力及乳酸水平降低效应，而PKM2沉默可部分恢复该抑制趋势（图2）。
图2. （I）患者来源的CRC类器官在shRNA对照、shRNA-ATG4B、shRNA-ATG4B shRNA-PKM2，以及shRNA-ATG4B Curcumol条件下的代表性明场图像。
体内研究中，基于类器官构建的原位移植模型证实，Curcumol显著抑制肿瘤生长，该效应可被CQ部分逆转，且免疫组化显示肿瘤组织内ATG4B及LC3B表达上调、PCNA表达下调，进一步验证了Curcumol通过激活ATG4B依赖性自噬抑制结直肠癌进展的分子机制。
本研究首次揭示ATG4B-PKM2轴作为连接自噬、代谢重编程与EMT的核心调控节点，阐明Curcumol通过激活ATG4B依赖性自噬、抑制PKM2 Tyr105磷酸化，从而阻断"代谢-表型"正反馈环路、抑制结直肠癌肝转移的分子机制。
未来研究需在多中心前瞻性队列中验证ATG4B的预后价值，并通过结构生物学手段精确解析ATG4B-PKM2相互作用界面；针对Curcumol，应开展系统的药代动力学、长期安全性及靶点占据率评估，并探索其与免疫检查点抑制剂等现有疗法的联合应用策略，以期为高危转移性结直肠癌患者提供机制明确、靶点清晰的精准干预方案。
1. 组织获取与清洗：将新鲜结直肠癌活检标本置于预冷含青霉素-链霉素的PBS中，充分洗涤去除血液及杂质。
2. 组织切割：将清洗后的组织剪切成约2 mm³大小的组织碎片。
3. 酶解消化：使用温和细胞解离试剂在冰上消化30分钟，使组织分散为单细胞或小细胞团。
4. 过滤收集：将消化后的悬液经70 μm细胞筛网过滤，去除未消化组织块，离心收集细胞沉淀。
5. 基质胶包埋：将细胞沉淀与结直肠癌专用类器官Matrigel基质胶混合，接种于24孔板中，37°C孵育约30分钟使基质胶凝固。
6. 培养维持：待基质胶完全固化后，每孔加入500 μL类器官培养基，置于37°C、5% CO₂培养箱中持续培养，定期更换培养基以维持类器官生长。
原文链接
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41690034/
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