世界视讯！确定神经母细胞瘤新的代谢弱点，用以改善现有治疗方案

撰文 | 苗馨芳

(相关资料图)

神经母细胞瘤（neuroblastoma，NB）是一种儿童实体肿瘤，其死亡率占儿童肿瘤总死亡率的15%。尽管采用多种治疗方式，NB 高危患者的 5 年生存率仍低于 50%。其中，几乎一半的高危 NB 患者携带扩增的 MYCN 致癌基因，这是 NB 的主要致癌驱动因素，会导致对治疗的抵抗和不良的临床结果。多效性和缺乏酶活性使直接靶向 MYCN 癌蛋白具有挑战性。因此，破坏 MYCN 致癌程序的新策略对于开发有效的 NB 疗法至关重要。

脂质作为膜成分、能量储存器和信号传导介质，在支持肿瘤存活方面发挥着重要作用。甘油酯和脂肪酸组装成甘油三酯，作为 FA 储存库储存在脂滴中。在营养缺乏条件下，甘油三酯被水解，释放脂肪酸以维持脂质稳态并满足能量需求。此时，癌细胞通过内源性生物合成和从微环境中摄取积极地获得脂肪酸。过去已经证明 MYC 或 MYCN [MYC(N)] 通过与 SREBP1 蛋白合作，会直接激活关键脂肪生成酶的转录来促进脂肪酸合成，且最近开发的脂肪酸合成抑制剂已在临床前模型中显示出不同程度的抗肿瘤活性。然而，很少有抑制剂可以进入到临床试验。这些抑制剂的临床疗效有限，可能是由于化合物特异性有限或由致癌信号传导介导的代偿性脂肪酸摄取机制的激活。因此，确认 MYCN 在增殖、疾病进展和治疗抵抗中调节脂肪酸转运的机制十分重要。

2022年6月28日，Eveline Barbieri团队在Nature Communication上发表了题为MYCN-driven fatty acid uptake is a metabolic vulnerability in neuroblastoma的文章，描述了一项 MYCN 驱动的NB 的代谢前景。该研究将脂肪酸摄取确定为 MYCN 扩增肿瘤的关键代谢依赖途径，且抑制脂肪酸摄取是改善当前治疗方案的有效方法。

首先，MYCN 会重新编程NB代谢并促进甘油脂积累。研究人员总共在细胞和原发性肿瘤中分别分析了 580 和 789 种代谢物。MYCN 在脂质、氨基酸、碳水化合物和核苷酸途径中明显改变了代谢物水平（p ≤ 0.05），其中，脂质代谢是最具代表性的类别。

三个比较组在超通路中的主要代谢物及水平

其次，MYCN扩增的细胞存活高度依赖脂肪酸摄取。通过MYCN激活码显著增强了脂肪酸的摄取，表明了 MYCN通过增强脂肪酸合成和摄取来促进脂质积累。通过在完全脱脂的培养基中激活或不激活，MYCN研究人员对比了三种MYCN扩增细胞系，两种非MYCN扩增细胞系和MYCN-ER细胞的活力。去除外源性脂质会更大程度地降低MYCN扩增细胞和MYCN-ER 活化细胞的活力。此外，脂肪酸的补充部分恢复了MYCN扩增细胞和MYCN-ER活化细胞的活力，表明了外源性脂肪酸支持 MYCN 驱动的细胞存活。

不同种细胞在正常培养基，脱脂培养基或脱脂培养基+0.025%脂肪酸中的细胞活力

此外，脂肪酸转运蛋白 SLC27A2 是 MYCN 的直接目标。SLC27A2 表达与 MYCN 表达和活性呈正相关，且SLC27A2 的高表达与 MYCN 扩增和 4 期NB相关。当在MYCN扩增细胞中沉默SLC27A2后，细胞对脂肪酸的摄取显著降低，并且使细胞生长的能力和集落形成的能力受损。

SLC27A2 的高表达与 MYCN 扩增和 4 期NB相关

当植入SLC27A2沉默细胞到裸鼠中后，肿瘤生长及重量显著降低。

植入SLC27A2沉默细胞到裸鼠中后的肿瘤体积&重量

为了在药理学上靶向 FATP2（由 SLC27A2 编码），研究人员使用了小分子 FATP2 抑制剂 CB546，它对 NB 细胞产生选择性细胞毒性，但不影响正常细胞。与非 MCYN 扩增细胞相比，CB5 更有效地抑制 MYCN 扩增细胞中的细胞活力并诱导细胞凋亡，而不影响正常细胞，这表明靶向 FATP2 选择性地损害 MYCN 扩增细胞存活。

CB5处理后NB和正常细胞的Caspase 3/7活性

p53 及其下游靶点 p21 在 MYCN 扩增环境中的细胞周期、增殖和凋亡中起关键作用。尽管 MYCN 可以直接上调 p53 作为 MYCN 诱导的细胞凋亡的一种机制，但研究人员发现 CB5 增加了 MYCN 扩增细胞中 p53 和 p21 蛋白的表达。因此，CB5 抑制 MYCN 并激活 p53 信号以抑制细胞生长并促进细胞凋亡。

图CB5处理后的LAN5、IMR32 和 SHEP 中的凋亡、p53/p21 和 MYCN/c-MYC 的蛋白表达

最后，研究人员发现靶向脂肪酸转运有效抑制NB肿瘤生长且使 NB 对常规化疗敏感。在小鼠中植入NB 肿瘤后，它们被随机分配在CB5治疗组或控制组中。对 CB5 治疗有反应的小鼠表现出比控制组小鼠更低的中性脂质水平，表明 CB5 阻断体内脂质积累。这可能是由于 CB5 介导的 MYCN 和 MYCN 靶向脂肪酸合成和转运蛋白表达的抑制。两个肿瘤逃脱了 CB5 治疗的小鼠肿瘤中没有表现出脂质抑制，并显示出 MYCN 活化和脂肪酸合成/转运活性的迹象。

对 CB5 治疗有反应的小鼠表现出比控制组小鼠更低的中性脂质水平

然而，脂质代谢升高会促进对化疗的获得性耐药。在成人模型中，靶向脂肪酸合成、氧化或摄取可使癌细胞对化疗敏感。因此，研究人员检查了FATP2 抑制是否增强了常规化学疗法的抗肿瘤活性，例如依托泊苷（VP16，一种拓扑异构酶 II 抑制剂）或替莫唑胺（TMZ，一种 DNA 烷化剂）。其中，CB5 与MYCN扩增细胞中的 VP16 和TMZ 具有协同作用。此外，与MYCN扩增细胞中的单药治疗相比，CB5 + VP16 和 CB5 + TMZ 组合均增加了Caspase 介导的细胞凋亡，表明了这些联合疗法在MYCN扩增细胞中是十分有效的。

与VP16或TMZ在MYCN扩增细胞中的协同作用

因为 CB5 + VP16 组合显示出有效的体外协同作用，研究人员评估了这种组合在原位异种移植物中的抗肿瘤活性。与单一疗法相比，联合治疗显著降低肿瘤重量。此外，与单独的 CB5 相比，CB5 + VP16 表现出对肿瘤细胞增殖和凋亡的增强作用而没有进一步降低 MYCN 表达，并且没有体重减轻或体重减轻的证据。这些数据表明阻断脂肪酸转运可有效增强肿瘤对 VP16 的反应。为了确定联合治疗对动物生存的长期影响，研究人员使用了 MCYN 扩增患者衍生的原位异种移植模型。用 CB5 + VP16 联合疗法治疗的动物比接受单药治疗的动物存活时间更长，且治疗没有导致显著的体重减轻或中毒的临床迹象。这些数据表明，阻断 MYCN 诱导的代谢重编程有效地增强了常规化疗的抗肿瘤作用。

CB5 + VP16在原位异种移植物中的抗肿瘤活性

综上所述，MYCN 被发现会促进 NB 中甘油脂的积累，其通过直接上调 SLC27A2 来驱动脂肪酸摄取，这对于甘油脂合成和 MYCN 诱导的细胞存活是必要的因素。此外，SLC27A2的遗传和药理干扰（通过 CB5）阻止 NB 肿瘤生长，且 CB5 可延长动物生存期，并在多种临床前 NB 模型中与常规化疗有协同作用。MYCN 驱动的肿瘤严重依赖脂肪酸摄取来生存，这表明脂肪酸摄取很可能是高风险MYCN扩增患者的治疗靶点。

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排版 | Sheila 校对 | uu