患者的福音：特同性诱导白血病细胞去世亡，防备疾病复发

撰文 | Qi

急性髓性白血病（acute myeloid leukemia, AML）是一种侵袭性血液体系恶性肿瘤，只管作为一线治疗的高强度化疗可使多达 70% 的患者得到缓解，但连续存在的白血病干细胞（leukemic stem cells, LSC）使得疾病复发时常产生【1】。是以，革除LSC的新疗法大概会改进临床了局，而要害之一是辨认LSC中存在的毛病。先前的研究评释，LSCs具有与其分解水平更高的子女和正常造血干细胞（hematopoietic stem cells, HSCs）差别的代谢特性和依靠性【2】。比方，LSCs相对付HSCs更依靠于氧化磷酸化，从而推动种种线粒体按捺剂作为潜伏的抗LSCs药物举行研究【3】。然而，对代谢依靠性差别的了解现在还是不完备的，必要辨认分外的LSCs特异性的代谢毛病以提供新的治疗时机。

烟酰胺磷酸核糖基转移酶（nicotinamide phosphoribosyl transferase, NAMPT）催化烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）调停途径中的限速步调，先前已被确以为多种癌症范例的治疗靶点。然而，这些研究中的大多数靶向的是NAMPT 按捺对肿瘤团体的影响，对干细胞群体影响的了解是有限的，且NAMPT 按捺诱导细胞去世亡简直切机制尚未得到彻底探究。

2021年7月21日，来自加拿大玛格丽特公主癌症中间的Steven M. Chan团队在Cell Stem Cell杂志上颁发了一篇题为 Nicotinamide phosphoribosyltransferase inhibitors selectively induce apoptosis of AML stem cells by disrupting lipid homeostasis 的文章，这项研究通过代谢药物筛选以辨认LSCs特异性缺点，证明转变的脂质稳态在NAMPT按捺剂诱导的细胞凋亡中起要害作用，而且将 NAMPT按捺作为靶向AML中LSC的治疗计谋。

为了判定具有抗LSC活性的代谢药物，作者应用一个包罗110种化合物的库来筛选能在先前已创建的人类AML造就物中耗尽LSCs的药物，此中，NAMPT 按捺剂能斲丧更高比例的LSCs。别的，AML样本比HSCs表达更高程度的NAMPT以及AML中NAMPT高表达与更差的生存率的相干性也进一步支持NAMPT大概作为潜伏的治疗靶点。

那么LSCs的选择性斲丧本相是归因于细胞去世亡照旧被逼迫分为化非LSCs细胞呢？为此，作者用NAMPT 按捺剂中研究最为遍及的KPT-9274 处置惩罚细胞，发觉KPT-9274可以诱导G0/G1细胞周期停滞，而对分解状态没有显着影响，提示NAMPT按捺剂重要通过诱导细胞凋亡来斲丧LSCs。

因为维持充足的细胞内NAD含量对付全部细胞的存活至关紧张，在按捺调停途径后，可以通过包罗Preiss-Handler(PH)途径在内的替换途径从前体中孕育发生 NAD+。那么LSCs和HSCs应用PH途径的本领是否存在差别呢？作者通过对差别细胞添加烟酸（nicotinic acid, NA）和KPT-9274来比力斲丧比例。效果表现，外源性NA可以规复HSPCs中调停途径的按捺，而对LSCs不起作用，提示两者使用PH途径天生NAD+的本领差别。

除了上述细胞程度的测试外，作者也在小鼠体内举行了验证，马上表达荧光素酶的人AML细胞移植到NSG小鼠中，四天后开始分别口服两种差别浓度的KPT-9274，与对比组相比，KPT-9274明显低落了疾病包袱并延伸了生存期，LSC中的NAD险些被完全耗尽，相反，低浓度的KPT-9274治疗成效较差且NAD程度仅降落至对比组的40%（下图）。体内和体外试验同等评释，NAMPT 按捺剂可以靶向治疗LSC，同时保存体内正常的HSC不受到伤害。

接下来，作者对处置惩罚后的差别细胞举行RNA-seq，并对差别表达基因举行GO阐发，发觉与脂质和胆固醇生物合成相干的生物学历程显着富集于LSCs中。基于此，作者进一步发觉KPT-9274处置惩罚的样品中SREBF2表达明显增添，而SREBF1和SREBF2编码的固醇调治元件联合卵白 (SREBP) 是重要转录因子，可诱导参加固醇和脂肪酸合成的基因表达【4】。在代谢程度上，作者发觉KPT-9274处置惩罚后，NAD+是最明显下调的代谢物，别的，单不饱和脂肪酸 (MUFA) 与差别碳链长度的饱和脂肪酸（SFA）的比例也显着低落，而这一比例的低落提示细胞会通过称为脂毒性的历程诱导凋亡【5】。与此效果同等，当添加外源性单不饱和脂肪酸时，能有用制止细胞去世亡，而添加饱和脂肪酸时却会加剧细胞去世亡。联合转录组和代谢组的效果，作者以为SREBP 调治基因的诱导，是细胞对NAD耗竭的爱护性反响，假如按捺这种反响大概会使AML细胞对NAMPT按捺剂越发敏感。

最终，为了探究上述发觉的转化潜力，作者单独利用KPT-9274或团结双嘧达莫（一种对SREBP 信号具有按捺活性的药物），来测试对LSCs的斲丧服从。效果证明了按捺SREBP可以加强NAMPT按捺剂作用的推测。进一阵势，作者添加外源性单不饱和脂肪酸，这一做法有用地制止团结用药诱导的细胞去世亡，提示脂毒性是细胞去世亡的缘故原由。而脂毒性激发细胞去世亡的机制与线粒体超氧化物的孕育发生以及随后对细胞身分的氧化伤害有关，细胞中ROS程度的增添、抗氧化剂NAC以及泛半胱天冬酶按捺剂对ROS程度和细胞去世亡程度的低落成效均支持KPT-9274团结双嘧达莫通过加剧脂毒性和氧化应激来加强caspase依靠性细胞凋亡。

AML作为一种治愈上具有挑衅性的疾病，这一发觉无疑提供了新时机。总的来说，这项研究发觉AML干细胞比正常造血干细胞更依靠于NAMPT活性，NAMPT按捺可以粉碎脂质稳态，导致脂毒性并触发应性 SREBP2 依靠性脂肪天生反响，而按捺这一反响可以加强NAMPT按捺剂对LSCs的细胞毒性。NAMPT 按捺剂可用作复发危险高的患者的维持治疗，并应与 SREBP 按捺剂或其他 LSC 靶向药物团结给药，以最大限度地进步其抗 LSC 活性。

原文链接：

http://doi.org/10.1016/j.stem.2021.06.004

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