《Cellular and Molecular Life Sciences》：Nicotinamide metabolism reprogramming drives reversible senescence of glioblastoma cells
编辑推荐：
研究人员针对胶质母细胞瘤（GB），探究烟酰胺（NAM）作用，发现其诱导细胞衰老且可逆，为肿瘤研究提供新方向。
《烟酰胺代谢重编程驱动胶质母细胞瘤细胞可逆性衰老》论文解读
在生命的微观世界里，细胞如同一个个精密运转的小机器，它们的行为和状态时刻影响着生物体的健康。代谢，作为细胞维持生命活动的基础过程，以往人们认为它只是被动地适应细胞的能量需求和物质生产。然而，越来越多的证据表明，代谢过程远不止如此简单，它与细胞的行为变化之间存在着千丝万缕的联系。特别是在癌症研究领域，细胞代谢的异常改变往往伴随着肿瘤的发生、发展和恶化。
胶质母细胞瘤（Glioblastoma，GB）作为一种极具侵袭性的原发性脑肿瘤，一直是医学研究的重点和难点。尽管科研人员在 GB 的研究上投入了大量精力，但对于其发病机制和治疗方法的探索仍面临诸多挑战。其中，烟酰胺（Nicotinamide，NAM）作为维生素 B3 的一种形式，在 GB 细胞中的作用一直未被充分研究。虽然已有研究表明，NNMT（烟酰胺 N - 甲基转移酶）和 NAMPT（烟酰胺磷酸核糖基转移酶）这两种与 NAM 代谢密切相关的酶在 GB 的发展中起着重要作用，但 NAM 本身对 GB 细胞行为的直接影响却鲜为人知。
为了深入探究这一未知领域，来自法国多个研究机构的研究人员展开了一系列研究。他们的研究成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》上，为我们理解 GB 的发病机制和治疗策略提供了新的视角。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，他们培养了多种 GB 患者来源的细胞系（GB - PDC），如 5706**、6240** 和 R633 等，并通过 WST - 1 法评估细胞代谢活性，利用流式细胞术（FACS）分析细胞的增殖、活力、形态等指标。在分子生物学层面，采用 RNA 测序、实时定量 PCR（RT - QPCR）、免疫印迹（Immunoblotting）和染色质免疫沉淀测序（ChIP - seq）等技术，对基因表达、蛋白水平以及相关通路进行深入研究。此外，还利用了单细胞 RNA 测序（scRNA - seq）分析患者肿瘤细胞中 NNMT 和 NAMPT 的表达情况，通过体内实验，将 GB - PDC 细胞接种到小鼠颅内，观察肿瘤的形成和发展。
研究结果主要包括以下几个方面：
- NNMT 下调与 NAM 积累：研究人员利用 TG1 和 TG1 - miR 细胞模型进行对比，发现 TG1 - miR 细胞中 NNMT 的 mRNA 和蛋白水平显著降低，同时伴随着 NAM 的积累，而 NAMPT 的 mRNA 水平没有变化。这一结果暗示着 NAM 水平的升高可能与 GB - PDC 细胞肿瘤 igenicity 的丧失有关。
- NAM 诱导 GB - PDC 细胞衰老：实验表明，30 mM 的 NAM 处理 GB - PDC 细胞后，细胞代谢活性显著下降，但细胞活力不受影响，然而细胞增殖却受到明显抑制。进一步的研究发现，NAM 处理导致细胞转录组发生广泛变化，“细胞衰老（Cellular Senescence）” 相关的生物学过程显著富集。同时，多个衰老标记物发生变化，如 Lamin B1 的转录水平降低，衰老相关 β - 半乳糖苷酶（SA - βgal）活性增强，细胞形态改变，DNA 损伤标记物 γ - H2AX 水平升高。
- NAM 抑制 NNMT 转录的机制：NAM 诱导的 GB - PDC 细胞衰老伴随着 NNMT 和 NAMPT 表达的下调。研究人员推测转录因子 SOX2 可能在其中发挥作用。通过实验证实，NAM 处理导致 SOX2 蛋白水平下降，且 SOX2 能够结合到 NNMT 基因的启动子区域，表明 SOX2 的下调是 NAM 抑制 NNMT 转录水平的关键介导因素。
- GB 患者细胞中低表达 NNMT 和 NAMPT 与衰老的关联：分析公开的单细胞 RNA 测序数据集发现，GB 患者肿瘤细胞中 NNMT 和 NAMPT 表达水平存在差异，且同时低表达这两种基因的细胞在 “细胞衰老” 相关基因模块中显著富集。此外，还发现 CD44 的下调可作为 NAM 诱导 GB 细胞衰老的潜在标记，并且 NNMT、NAMPT 和 CD44 的表达与 GB 患者的无进展生存期相关。
- NAM 诱导的衰老具有可逆性：体内实验发现，虽然接种了 NAM 预处理的 GB - PDC 细胞的小鼠生存期有所延长，但最终仍会形成肿瘤。进一步研究表明，NAM 诱导的衰老在去除 NAM 后，GB - PDC 细胞的增殖能力、CD44 表达、细胞形态等都能恢复到预处理前的水平，转录组也基本恢复，这说明 NAM 诱导的衰老几乎完全可逆。
在讨论部分，研究人员指出，他们的研究揭示了 NAM 的非经典作用，即驱动 GB 细胞进入一种完全可逆的衰老状态。这种衰老状态伴随着代谢重编程、表观遗传修饰以及多种细胞特性的改变。虽然衰老通常被认为是不可逆的细胞生长停滞，但他们的研究表明，在 GB 细胞中，衰老可以是一个动态的过程，这一发现挑战了传统的衰老观念。
此外，研究还发现 CD44 作为一种与细胞黏附、迁移相关的蛋白，其下调可作为 NAM 诱导衰老的标记，这为进一步研究 GB 细胞衰老提供了新的方向。而且，NNMT 和 NAMPT 的表达与 GB 患者的预后相关，这对于预测患者的病情发展和制定个性化治疗方案具有重要意义。
总的来说，这项研究不仅拓展了我们对 GB 细胞衰老机制的理解，还为开发针对 GB 的新型治疗策略提供了潜在的靶点和思路。未来，研究人员可以进一步探索这种可逆性衰老在肿瘤自然生长中的作用，以及针对这种可逆性衰老的靶向治疗方法，有望为 GB 患者带来新的希望。
