顽固性血液癌——急性髓系白血病和慢性髓系白血病的干细胞生存机制已被揭示。
韩国研究财团3日表示,顺天乡大学教授 Kwon Hyukyoung 研究团队阐明了帮助肿瘤干细胞在氨基酸缺乏环境中仍能存活的“DEPTOR”蛋白的关键分子通路。
DEPTOR 是在细胞生长和代谢调节中发挥重要作用的蛋白质。研究团队在本次研究中新发现了其稳定 KIF11 并调控代谢适应的功能,从而提出了治疗顽固性血液癌的新策略。KIF11 是形成细胞分裂过程中关键结构——纺锤体的蛋白质,并通过 DEPTOR 得到稳定。
急性髓系白血病是由于造血祖细胞(尚未分化为特定细胞阶段的不成熟细胞)分化异常而发生,即使接受化疗或造血干细胞移植治疗,患者5年生存率也仅为24%。
近期研究显示,与正常细胞不同,白血病细胞在代谢上依赖氨基酸代谢,表现出代谢脆弱性,并且已证实,当以这种脆弱性为靶点时,可以抑制癌细胞。
但白血病干细胞在氨基酸缺乏环境中仍能存活的适应机制尚未被清晰阐明,因此在以代谢脆弱性为靶点、建立抑制癌细胞活化的新治疗策略方面也存在局限。
在此背景下,研究团队发现,在顽固性血液癌中,参与氨基酸代谢的四种蛋白——▲ATF4(在细胞内应激、氨基酸缺乏等反应中被诱导表达的转录因子)▲MSI2(与细胞增殖、分化及干细胞维持相关的 RNA 结合蛋白)▲DEPTOR ▲KIF11——之间的相互作用,是白血病干细胞在代谢压力环境下仍能存活的核心机制。
研究还发现,当抑制这一路径时,可以选择性地阻断肿瘤细胞。
研究团队通过分子生物学技术、患者细胞以及动物模型研究表明,在氨基酸缺乏环境中,DEPTOR 通过稳定 KIF11,使得对 mTOR(负责调控细胞生长、增殖、生存、代谢及自噬的蛋白激酶复合体)的调节以及代谢适应成为可能,从而使白血病细胞得以逃避免受 DNA 损伤和细胞凋亡,这一全新的原理也由此被提出。
在实际实验中,在缺乏 DEPTOR 的造血干细胞中,当氨基酸不足时,DNA 损伤和细胞凋亡大幅增加;在患者细胞和动物模型中也证实,抑制 DEPTOR 可以抑制白血病进展。
相反,对正常造血干细胞的影响较小,从而证明 DEPTOR 是一个具有选择性的治疗靶点。更重要的是,通过对患者数据的分析发现,DEPTOR 表达越高,生存率越低,从而进一步印证了其临床意义。
Kwon 教授表示:“本研究不仅可应用于白血病,也有望拓展至其他癌种,预计将成为开发下一代抗癌疗法的基础。”
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