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为解决急性髓系白血病（AML）预后差、治疗面临耐药和复发难题，研究人员开展了 BMAL1 对 AML 影响的研究。结果发现 BMAL1 通过 IKZF2 - ASAH2 通路重塑神经酰胺代谢，促进 AML 细胞铁死亡（ferroptosis），增强对索拉非尼（sorafenib）敏感性，为 AML 治疗提供新方向。
急性髓系白血病（AML）是一种恶性血液疾病，患者的 5 年生存率仅约 30%，全球每年有超 80,000 人死于该疾病，并且预计在未来二十年内这一数字将翻倍。目前，化疗是 AML 的主要治疗手段，但却面临着耐药和复发等严峻问题。在肿瘤治疗领域，诱导癌细胞发生铁死亡（ferroptosis）成为了一种极具潜力的治疗策略。铁死亡是一种受调控的细胞死亡方式，与细胞内氧化 - 抗氧化平衡失调有关，会导致脂质过氧化的积累。然而，AML 中调控铁死亡的具体机制尚不完全清楚。
为了深入探究这一问题，中南大学湘雅三医院等机构的研究人员展开了相关研究。研究发现，BMAL1 在 AML 的发生发展中起着关键作用，它不仅是铁死亡的抑制因子，还与肿瘤细胞的增殖、疾病进展密切相关。该研究成果发表在《iScience》杂志上，为 AML 的治疗提供了新的思路和潜在靶点。
研究人员在开展研究时，运用了多种关键技术方法。在样本方面，使用了来自 AML 患者的骨髓样本以及健康志愿者的外周血样本。实验模型构建上，建立了小鼠肿瘤模型，通过尾静脉注射 AML 细胞来模拟疾病进程。在检测分析技术上，采用了非靶向脂质组学技术，用于分析细胞内脂质代谢的变化；运用 Western blot、实时定量 PCR 等技术，检测相关蛋白和基因的表达水平；还通过染色质免疫沉淀（ChIP）实验，探究蛋白与基因启动子区域的结合情况。
研究结果如下：
- BMAL1 缺失上调 AML 细胞中神经酰胺水平：研究人员发现，BMAL1 在 AML 患者中存在异常表达，缓解期患者的 BMAL1 表达下调，而复发患者中表达上调。通过建立小鼠肿瘤模型和对 TCGA 数据分析表明，高表达 BMAL1 会缩短小鼠生存时间。对敲低 BMAL1 的 HL60 细胞进行非靶向脂质组学分析发现，神经酰胺类脂质的表达变化最为显著。ELISA 实验进一步验证，在 RSL3 诱导的铁死亡条件下，敲低 BMAL1 会使神经酰胺水平上升，细胞死亡增加；而过表达 BMAL1 则降低神经酰胺水平和细胞死亡率。
- 神经酰胺上调使 AML 细胞对脂质过氧化和铁死亡敏感：在确定非细胞毒性浓度的 C2 - 神经酰胺后，研究人员进行外源添加实验。结果显示，添加 C2 - 神经酰胺促进了 AML 细胞死亡、丙二醛（MDA）生成和脂质过氧化，且这些效应能被铁死亡抑制剂 ferrostain - 1 逆转。同时，过表达 BMAL1 可减少 C2 - 神经酰胺诱导的细胞死亡、MDA 产生和脂质过氧化；抑制神经酰胺从头合成则可逆转敲低 BMAL1 诱导的细胞死亡促进作用。这表明 BMAL1 通过调节神经酰胺水平来调控 AML 细胞的铁死亡。
- ASAH2 是 BMAL1 敲低诱导神经酰胺水平升高的关键介质：通过 KEGG 通路分析，研究人员确定了参与神经酰胺代谢的关键酶。在 HL60 和 MOLM13 细胞中，发现只有 ASAH2 基因在 BMAL1 过表达或敲低后呈现相反且显著的表达变化。抑制或敲低 ASAH2 会导致神经酰胺积累，促进细胞死亡、MDA 产生、脂质过氧化和 GPX4 自噬降解。Western blot 实验证实，BMAL1 过表达上调 ASAH2，敲低则下调 ASAH2。这些结果表明，BMAL1 在铁死亡过程中通过调节 ASAH2 来调控神经酰胺代谢。
- IKZF2 介导 BMAL1 对 ASAH2 的调节：由于在 ASAH2 启动子区域未发现 BMAL1 结合位点，研究人员推测 BMAL1 通过中间分子调节 ASAH2。经分析发现 IKZF2 在 BMAL1 过表达或敲低后表达变化显著。实验表明，抑制 IKZF2 会增加 ASAH2 表达，降低神经酰胺水平；过表达 IKZF2 则相反。ChIP 实验和双荧光素酶报告基因实验进一步证实，BMAL1 通过结合 IKZF2 启动子区域，调控 IKZF2 表达，进而调节 ASAH2 表达，最终影响神经酰胺代谢。
- GPX4 降解促进神经酰胺上调介导的铁死亡：GPX4 是细胞内重要的抗氧化剂，在防止铁死亡中起关键作用。研究发现，敲低 BMAL1 导致神经酰胺水平升高，促进 GPX4 降解，进而促进 AML 细胞铁死亡。过表达 BMAL1 抑制 GPX4 降解，而敲低 BMAL1 则促进其降解。通过一系列实验，研究人员证明了 BMAL1 通过 IKZF2 - ASAH2 通路调节神经酰胺代谢，影响细胞自噬和 GPX4 降解，从而调控 AML 细胞的铁死亡。
- BMAL1 缺失增强 AML 细胞对索拉非尼的敏感性：索拉非尼是一种 FDA 批准的靶向抗癌药物，可诱导肿瘤细胞铁死亡，用于 AML 治疗。研究人员发现，敲低 BMAL1 可增加 AML 细胞对索拉非尼的敏感性，而过表达 BMAL1 则降低其敏感性。外源性补充 C2 - 神经酰胺可增强索拉非尼诱导的细胞死亡、MDA 产生和脂质过氧化，且这些效应可被抑制剂逆转。此外，研究还验证了 IKZF2 - ASAH2 通路在 BMAL1 介导的 AML 细胞对索拉非尼敏感性增强中的作用。
- BMAL1 - IKZF2 - ASAH2 通路在体内增强铁死亡介导的 AML 抑制作用：研究人员通过建立 AML 小鼠肿瘤模型，评估抑制 BMAL1 在体内对 AML 的影响。结果显示，过表达 BMAL1 会抑制铁死亡相关标志物的表达，降低神经酰胺水平，增加肿瘤负担和肝脾肿大；而敲低 BMAL1 则促进铁死亡，减轻肿瘤负担和肝脾肿大。过表达 IKZF2 或敲低 ASAH2 也能促进铁死亡，减轻肿瘤负担；敲低 IKZF2 则抑制铁死亡，加重肿瘤负担。这些体内实验结果与体外实验一致，表明靶向 BMAL1 可通过 IKZF2 - ASAH2 通路有效诱导肿瘤细胞铁死亡，发挥抗 AML 作用。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了 BMAL1 通过 IKZF2 - ASAH2 通路重塑神经酰胺代谢，进而影响 AML 细胞铁死亡和对索拉非尼敏感性的机制。这一发现为 AML 的治疗提供了新的潜在策略，即联合使用 BMAL1 抑制剂和神经酰胺调节剂可能增强对 AML 细胞的铁死亡诱导作用，提高治疗效果。然而，该研究也存在一定局限性，如使用肿瘤细胞系构建的肿瘤模型与实际肿瘤情况存在差异，实验中使用的短链 C2 - 神经酰胺不能完全替代天然神经酰胺的功能。未来研究可进一步探索使用人源化免疫系统的 AML 患者来源的异种移植（PDX）小鼠模型，以及使用天然神经酰胺来更准确地验证相关机制。总体而言，该研究为 AML 的治疗开辟了新方向，具有重要的理论和临床意义。
