Overactivation of TGF-β/ALK5/Smad signaling pathway has been observed in the advanced stage of various human malignancies. As a key component of TGF-β/ALK5/Smad signaling pathway transduction, TGF-β type I receptor (also known as ALK5) has emerged as a promising therapeutic target for cancer treatment. In this study, to discover a novel ALK5 inhibitor, a commercial natural products library was screened using docking-based virtual screening, followed by luciferase reporter assay. A flavonoid glycoside kaempferol 3-O-gentiobioside (KPF 3-O-G) was identified as a potent ALK5 inhibitor through directly bound to the ATP-site of ALK5, resulting in the inhibitory effects on phosphorylation and translocation of Smad2 and expression of Smad4. Additionally, we found that KPF 3-O-G reduced cell proliferation and inhibited TGF-β-induced cell migration and invasion. Moreover, western blotting and immunofluorescent analysis showed that KPF 3-O-G significantly reversed the TGF-β-induced EMT biomarkers, including upregulation of E-cadherin and downregulation of N-cadherin, vimentin, and snail. In vivo study showed that KPF 3-O-G administration reduced tumor growth in human ovarian cancer xenograft mouse model, without obvious toxic effect. This study provided novel insight into the anticancer effects of KPF-3-O-G and indicated that KPF-3-O-G might be developed as potential therapeutics for cancer treatment after further validation.

中文翻译：

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Kaempferol 3-O-gentiobioside，一种 ALK5 抑制剂，通过阻断 TGF-β/ALK5/Smad 信号通路影响肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭

在各种人类恶性肿瘤的晚期已经观察到TGF-β/ALK5/Smad信号通路的过度激活。作为 TGF-β/ALK5/Smad 信号通路转导的关键成分，TGF-β I 型受体（也称为 ALK5）已成为癌症治疗的有希望的治疗靶点。在这项研究中，为了发现一种新的 ALK5 抑制剂，使用基于对接的虚拟筛选对商业天然产物库进行筛选，然后进行荧光素酶报告基因分析。黄酮苷山柰酚 3-O-龙胆二苷 (KPF 3-OG) 通过直接结合 ALK5 的 ATP 位点被鉴定为有效的 ALK5 抑制剂，从而抑制 Smad2 的磷酸化和易位以及 Smad4 的表达。此外，我们发现 KPF 3-OG 降低了细胞增殖并抑制了 TGF-β 诱导的细胞迁移和侵袭。此外，蛋白质印迹和免疫荧光分析表明，KPF 3-OG 显着逆转了 TGF-β 诱导的 EMT 生物标志物，包括 E-钙粘蛋白的上调和 N-钙粘蛋白、波形蛋白和蜗牛的下调。体内研究表明，在人卵巢癌异种移植小鼠模型中，KPF 3-OG 给药降低了肿瘤的生长，没有明显的毒性作用。该研究为 KPF-3-OG 的抗癌作用提供了新的见解，并表明 KPF-3-OG 在进一步验证后可能被开发为潜在的癌症治疗药物。包括 E-cadherin 的上调和 N-cadherin、波形蛋白和蜗牛的下调。体内研究表明，在人卵巢癌异种移植小鼠模型中，KPF 3-OG 给药降低了肿瘤的生长，没有明显的毒性作用。该研究为 KPF-3-OG 的抗癌作用提供了新的见解，并表明 KPF-3-OG 在进一步验证后可能被开发为潜在的癌症治疗药物。包括 E-cadherin 的上调和 N-cadherin、波形蛋白和蜗牛的下调。体内研究表明，在人卵巢癌异种移植小鼠模型中，KPF 3-OG 给药降低了肿瘤的生长，没有明显的毒性作用。该研究为 KPF-3-OG 的抗癌作用提供了新的见解，并表明 KPF-3-OG 在进一步验证后可能被开发为潜在的癌症治疗药物。