靶向代谢脆弱性:NAMPT抑制剂与双硫仑联用治疗复发性卵巢癌的新策略

【字体: 时间:2025年04月26日 来源:Cell Death & Disease 8.1

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  为解决卵巢癌(OV)高复发率和治疗抵抗难题,美国国立癌症研究院团队通过3D肿瘤球体模型,揭示了NAMPT依赖的代谢重编程机制。研究发现NAMPT(烟酰胺磷酸核糖转移酶)高表达与不良预后相关,双硫仑(Disulfiram)通过抑制线粒体顺乌头酸酶(aconitase)与NAMPT抑制剂产生协同效应,导致G2/M期阻滞。该组合疗法在动物模型中显著延长生存期,为克服卵巢癌干细胞(CSCs)耐药性提供了新靶点。

  

卵巢癌是妇科恶性肿瘤中死亡率最高的疾病,约70%患者确诊时已处于晚期。尽管手术联合化疗可暂时控制病情,但多数患者最终复发并产生耐药性,平均生存期仅12-18个月。这种治疗困境的核心在于腹腔转移灶中存在的癌症干细胞(CSCs)——它们像"种子"般漂浮在腹水中,通过独特的代谢适应抵抗传统治疗。更棘手的是,这些细胞簇缺乏理想的临床前模型,其耐药机制也尚未完全阐明。

美国国立癌症研究院的Kei Kudo和Christina M. Annunziata团队在《Cell Death and Disease》发表的研究,创新性地采用超低吸附(ULA)平板培养3D肿瘤球体,模拟患者腹水中的CSCs特性。通过多组学分析发现,这些球体不仅高表达CD133、SOX2等干细胞标志物,还展现出独特的代谢特征:增强的三羧酸循环(TCA cycle)活性、升高的磷酸肌酸能量缓冲系统,以及异常活跃的核苷酸磷酸化。关键的是,球体高度依赖NAMPT维持NAD+水平——这是能量代谢的核心辅因子。

研究团队运用了以下关键技术:1) 3D肿瘤球体培养系统模拟CSCs微环境;2) 稳定同位素示踪代谢流分析(SIRM)结合核磁共振(NMR)和离子色谱-质谱(IC-MS);3) 线粒体压力测试(Seahorse分析仪)评估氧化磷酸化(OCR)和糖酵解(ECAR)能力;4) TCGA数据库生存分析和DepMap代谢组关联研究。

NAMPT是预后因子及3D球体的潜在治疗靶点
通过比较6种OV细胞系发现,3D球体的NAD+水平较2D培养细胞升高2-3倍。TCGA数据显示,NAMPT高表达患者总生存期显著缩短(p<0.001),而其他NAD+合成途径酶(如NAPRT、QPRT)无此关联。基因沉默实验证实,仅NAMPT siRNA能显著降低NAD+、ATP和线粒体最大呼吸容量。值得注意的是,A2780和IGROV1细胞系完全依赖NAMPT通路,而OVCAR3等可通过Preiss-Handler途径逃逸抑制,这为精准治疗提供了分子分型依据。

3D球体通过TCA循环高效氧化葡萄糖
13C6-葡萄糖示踪显示,球体中标记的柠檬酸(citrate)m+3同位素体增加3倍,表明丙酮酸羧化酶(PC)介导的回补反应增强。同时,α-酮戊二酸(α-KG)、苹果酸(malate)等TCA中间体总量及13C富集度均显著升高,伴随乳酸分泌减少——这与Warburg效应相反,提示球体更依赖氧化磷酸化供能。

核苷酸合成与磷酸化增强
代谢组学揭示球体的磷酸肌酸水平升高8倍,作为"分子蓄电池"维持ATP稳态。更惊人的是,三磷酸核苷(ATP/GTP等)与单磷酸形式比值普遍提高,其中CTP/CMP比率增加15倍,反映其能量代谢的"奢侈消费"特征。

NAMPT抑制剂破坏GAPDH通流与PAR生成
药物GNE-617处理导致果糖-1,6-二磷酸堆积10倍,证实其抑制甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)活性。同时,线粒体来源的ADP-核糖(ADP-ribose)减少70%,连带PARP介导的DNA修复蛋白PAR也被显著抑制。

双硫仑意外抑制顺乌头酸酶
该戒酒药使柠檬酸和顺乌头酸(cis-aconitate)累积20倍,直接酶活检测显示其对顺乌头酸酶的抑制率达80%。这种新发现的作用机制与ALDH抑制无关——特异性ALDH1A1抑制剂NCT-505反而拮抗NAMPT抑制剂效果。

协同作用引发G2/M期阻滞
两药联用使线粒体最大呼吸容量降低65%,ATP产量减少50%,并诱发活性氧(ROS)累积。但细胞死亡检测阴性,流式细胞术显示G2/M期细胞比例从12%增至38%。Western blot证实周期蛋白Cyclin B1和CDK1表达下调,解释其"冻结"增殖的机制。

动物实验验证治疗潜力
在IGROV1移植瘤模型中,5天联合治疗即显著延缓肿瘤生长(p<0.01)。更重要的是,A2780腹腔转移模型的小鼠中位生存期从28天延长至54天(p=0.002),且无显著毒性。

这项研究不仅建立了模拟CSCs的3D球体模型,更揭示NAMPT与双硫仑的协同机制:前者"断能"(切断NAD+供应),后者"毁炉"(破坏线粒体TCA循环)。这种双管齐下的策略克服了传统化疗对CSCs的无效性,为复发卵巢癌提供了极具转化潜力的治疗方案。特别值得注意的是,双硫仑作为已上市的老药,其新发现的顺乌头酸酶抑制功能为代谢抗癌研究开辟了新视角。未来研究需进一步明确NAMPT依赖型OV的分子标志物,并探索该方案与其他靶向药的联用潜力。

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