WNK1-OXSR1/STK39信号通路通过调控氨基酸转运和mTORC1活性促进急性髓系白血病进展的机制研究

为解决急性髓系白血病(AML)治疗耐药和复发难题，丹麦癌症协会研究中心团队揭示了WNK1-OXSR1/STK39通路通过磷酸化氨基酸转运蛋白SLC38A2调控mTORC1信号的新机制。研究发现，基因敲除或小分子抑制剂靶向该通路可显著抑制AML细胞增殖并诱导凋亡，为开发新型靶向疗法提供了理论依据。

　　

急性髓系白血病(AML)作为造血系统恶性疾病，尽管近年来在分子机制研究方面取得进展，但原发性耐药和复发仍是临床面临的重大挑战。传统化疗方案疗效有限，而针对特定基因突变的靶向药物仅对部分患者有效，亟需揭示新的治疗靶点。在这项发表于《Nature Communications》的研究中，丹麦癌症协会研究中心联合多国团队发现，WNK1（With-No-lysine(K) kinase 1）及其下游效应分子OXSR1/STK39构成的信号通路，通过调控氨基酸转运和mTORC1（mechanistic target of rapamycin complex 1）活性，成为AML细胞存活的关键依赖。

研究团队首先通过CRISPR/Cas9全激酶组筛选发现WNK1是AML细胞的必需基因。利用条件性敲除小鼠模型证实，WNK1缺失或激酶活性丧失可显著延长AML模型小鼠生存期。机制研究发现，该通路通过磷酸化氨基酸转运蛋白SLC38A2等成员，促进谷氨酰胺等氨基酸摄取，进而激活mTORC1信号轴，维持蛋白质合成和细胞增殖。临床前实验显示，小分子抑制剂WNK463能有效抑制原代AML细胞生长并诱导凋亡。

关键技术方法包括：1）CRISPR/Cas9全激酶组筛选鉴定AML依赖性基因；2）构建条件性基因敲除小鼠模型进行体内验证；3）磷酸化蛋白质组学分析信号网络；4）靶向代谢组学检测氨基酸水平变化；5）使用患者来源异种移植(PDX)模型评估药物疗效。

WNK1是AML的关键依赖性基因
通过CRISPR/Cas9筛选545个小鼠激酶基因，发现WNK1是AML细胞存活的核心依赖因子。在MLL-AF9融合基因驱动的AML模型中，WNK1敲除导致细胞周期阻滞和凋亡增加，而正常小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)不受影响。人类AML细胞系实验同样验证了这一特异性依赖。

WNK1通过OXSR1/STK39发挥作用
研究表明WNK1通过磷酸化下游激酶OXSR1（Thr185/Ser325）和STK39（Thr233/Ser373）传递信号。表达组成型活性突变体OXSR1^T185E,S325E可挽救WNK1缺失导致的mTORC1信号抑制和生长缺陷，而激酶死亡突变体OXSR1^D164A则无此功能，证实该效应依赖激酶活性。

靶向WNK1具有治疗潜力
药理学抑制实验显示，WNK1抑制剂Compound 12和WNK463可剂量依赖性抑制AML细胞生长（IC₅₀ 1-10μM），对原代AML细胞的敏感性高于基质细胞。在PDX模型中，WNK463治疗显著降低白血病负荷。

WNK1调控氨基酸-mTORC1轴
磷酸化蛋白质组学发现WNK1抑制后mTORC1下游靶点（如S6K1、4EBP1）磷酸化水平降低。代谢分析显示细胞内谷氨酰胺、天冬氨酸等氨基酸浓度下降，这与SLC38A2等转运蛋白磷酸化减少相关。体外激酶实验证实OXSR1可直接磷酸化SLC38A2的N端结构域。

研究结论与意义
该研究首次阐明WNK1-OXSR1/STK39通路通过调控氨基酸转运-mTORC1轴维持AML进展的分子机制，突破性地将离子调节激酶与肿瘤代谢联系起来。发现该通路在AML中的特异性依赖为开发靶向药物提供新方向，尤其针对难治/复发患者。鉴于WNK抑制剂已在高血压领域进入临床研究，其抗白血病作用的发现有望加速临床转化进程。研究还提示，靶向肿瘤代谢微环境中的氨基酸供应可能成为克服mTOR抑制剂耐药的新策略。