天冬酰胺合成酶通过代谢重编程调控肝癌对谷氨酰胺酶抑制剂的敏感性及其预后价值

本研究针对肝癌(HCC)中谷氨酰胺成瘾性代谢弱点，探索了谷氨酰胺酶抑制剂CB-839治疗耐药机制。西南医科大学附属医院团队发现天冬酰胺合成酶(ASNS)通过氨基酸响应(AAR)通路上调，重塑谷氨酰胺代谢途径，增强谷氨酰胺分解和谷胱甘肽(GSH)合成，维持氧化还原稳态并激活mTOR通路，从而促进肝癌进展。敲低ASNS可显著增强CB-839的抑癌效果，为肝癌靶向治疗提供新策略。

　　

肝癌是全球第六大常见恶性肿瘤，其治疗面临巨大挑战。尽管靶向谷氨酰胺代谢的抑制剂CB-839在多种癌症中展现出潜力，但肝癌细胞通过代谢适应性产生的耐药性限制了其疗效。这一临床困境背后，隐藏着肿瘤细胞精妙的代谢重塑机制。

西南医科大学附属医院普通外科（肝胆胰外科）的研究团队在《Redox Biology》发表的重要研究，揭示了天冬酰胺合成酶(ASNS)在肝癌耐药中的关键作用。研究人员通过临床样本分析、细胞实验和小鼠模型，结合RNA测序和¹³C₅-谷氨酰胺代谢流分析等技术，系统阐明了ASNS调控肝癌细胞对CB-839敏感性的分子机制。

关键技术方法

研究整合了103例肝癌患者临床样本队列分析，采用CCK-8检测、EdU掺入实验评估细胞增殖，通过代谢组学和同位素示踪技术分析代谢重编程，并利用shRNA基因沉默和过表达技术验证ASNS功能。动物实验采用BALB/c裸鼠异种移植模型评估治疗效果。

主要研究结果

3.1 CB-839抑制肝癌细胞生长

体外实验显示CB-839以剂量依赖性方式抑制Huh7和HepG2细胞增殖，诱导细胞凋亡和氧化应激，但体内抑瘤效果有限，提示存在耐药机制。

3.2 CB-839诱导ASNS上调

代谢组学发现CB-839扰乱氨基酸代谢，显著增加天冬酰胺水平。RNA测序揭示ASNS通过GCN2/eIF2α/ATF4通路被激活，这一机制在临床样本和小鼠模型中得到验证。

3.3 ASNS的临床意义

TCGA和临床队列分析显示ASNS在肝癌中高表达，与不良预后显著相关，是多因素分析中的独立风险因子。

3.4 ASNS促进肝癌进展

功能实验证实ASNS过表达增强细胞增殖、迁移和侵袭能力，小鼠模型显示其促进肿瘤生长；而基因敲除则产生相反效果。

3.5 代谢重编程机制

¹³C同位素示踪显示ASNS增强谷氨酰胺分解，促进谷氨酸和α-酮戊二酸(α-KG)生成，同时增加GSH合成，维持氧化还原平衡。

3.6 mTOR通路激活

ASNS通过降低ROS水平激活mTOR/p70 S6K信号轴，这一效应可被抗氧化剂NAC或ROS诱导剂H₂O₂逆转。

3.7 联合治疗策略

ASNS敲除显著增强CB-839的抑瘤效果，体内实验显示联合处理组肿瘤体积最小，凋亡标志物cleaved caspase-3表达最高。

这项研究创新性地揭示了ASNS作为肝癌代谢治疗抵抗的关键调控因子，其通过"代谢重编程-GSH/ROS平衡-mTOR激活"轴促进肿瘤进展。临床意义在于：首先，ASNS可作为CB-839疗效预测的生物标志物；其次，靶向ASNS与CB-839联用可突破当前代谢治疗的瓶颈；最后，研究为理解肿瘤代谢适应性提供了新视角。该发现不仅为肝癌治疗提供新策略，也为其他依赖谷氨酰胺代谢的恶性肿瘤的联合治疗带来启示。