新型ACLY抑制剂VCB1诱导转录与代谢重编程克服淋巴瘤TKI耐药
A Novel ACLY Inhibitor Induces Transcriptional and Metabolic Reprogramming to Overcome Tyrosine kinase inhibitor Resistance in Lymphoma
新型ACLY抑制剂VCB1在ALK抑制剂敏感及lorlatinib耐药的ALCL细胞中IC50分别为0.299和1.62 μM,活性显著优于对照化合物BMS-303141,并在BTK抑制剂敏感与耐药的套细胞淋巴瘤中维持亚微摩尔级抑制。
代谢可塑性是肿瘤治疗耐药的重要来源,但其在酪氨酸激酶抑制剂(TKI)耐药中的具体代谢依赖一直不清楚。ATP 柠檬酸裂解酶(ACLY)将柠檬酸转化为胞质乙酰辅酶A,把糖代谢与脂肪酸、胆固醇从头合成以及组蛋白等蛋白质的乙酰化修饰联系起来,在多种肿瘤中高表达或过度激活,其抑制可在体外和体内诱导癌细胞增殖停滞 [1,6]。此外,ACLY 供应的乙酰辅酶A还参与代谢—表观轴对转录程序的调控 [3]。在套细胞淋巴瘤中,代谢重编程偏向氧化磷酸化与 BTK 抑制剂伊布替尼耐药相关,靶向代谢通路被视为克服耐药的可行临床思路 [4,5]。然而这一领域长期受阻于工具的匮乏:除羟基柠檬酸等效力有限的抑制剂外,缺乏强效特异的小分子 [6],使“ACLY 是否为淋巴瘤 TKI 耐药的可作用靶点”难以检验。
本研究通过基于结构的药物发现和生化筛选,获得了新型 ACLY 抑制剂 VCB1。VCB1 直接抑制重组人 ACLY,IC50 为 0.9 μM;异种移植研究提示 ALK 阳性间变性大细胞淋巴瘤对 ACLY 存在依赖。在 ALK 抑制剂敏感的 SUPM2 细胞中,VCB1 的 IC50 为 0.299 μM,在劳拉替尼耐药的 SUPM2-LR1000 中仍保持 1.62 μM 的活性,而参照抑制剂 BMS-303141 仅为 17.46 和 22.07 μM。在 BTK 抑制剂敏感与耐药的套细胞淋巴瘤细胞中,VCB1 同样强效(IC50 分别为 0.28 和 0.278 μM),远优于 BMS-303141(30.5 和 37.01 μM)。整合转录组、代谢组和脂质组分析显示,VCB1 抑制 ACACA、FASN、PPARGC1B 等从头脂合成基因,广泛重塑甘油三酯、磷脂、心磷脂、神经酰胺和酰基肉碱谱,并上调脂肪酸氧化基因;同时激活整合应激反应,诱导 ATF4、PPP1R15A、DDIT3、DDIT4、SESN2,扰乱嘌呤和嘧啶代谢,下调 CAD、DHODH、UCK2、ATIC 等核苷酸合成基因,并激活 ACLY/ISR/CHAC1 轴。
相对于既有认识,这项工作把对 ACLY 抑制的理解从“阻断脂合成、引起增殖停滞” [1,6] 推进为一整套转录与代谢的重编程事件——应激反应激活、脂质组重塑与核苷酸合成抑制同时发生;同时,VCB1 在 TKI 敏感和耐药的 T 细胞与 B 细胞淋巴瘤模型中均保持亚微摩尔至低微摩尔活性,为“以代谢干预逆转耐药”的策略 [4] 提供了一个新的可药靶点和候选分子。
当然,问题远未穷尽。遗传敲除 ACLY 时细胞可上调 ACSS2 并利用外源乙酸部分补偿乙酰辅酶A的供应 [2],VCB1 处理下是否出现类似的适应性逃逸尚不清楚;ACLY/ISR/CHAC1 轴的下游机制及其向临床转化的可行性,也有待后续工作回答。
- 1.ATP-citrate lyase: a key player in cancer metabolism · Cancer Res 2012
- 2.ATP-Citrate Lyase Controls a Glucose-to-Acetate Metabolic Switch · Cell Rep 2016
- 3.Toll-like Receptor Signaling Rewires Macrophage Metabolism and Promotes Histone Acetylation via ATP-Citrate Lyase · Immunity 2019
- 4.Metabolic reprogramming toward oxidative phosphorylation identifies a therapeutic target for mantle cell lymphoma · Sci Transl Med 2019
- 5.Cell-cycle reprogramming for PI3K inhibition overrides a relapse-specific C481S BTK mutation revealed by longitudinal functional genomics in mantle cell lymphoma · Cancer Discov 2014
- 6.ATP citrate lyase: A central metabolic enzyme in cancer · Cancer Lett 2020
来源:bioRxiv Cancer Biology · biorxiv.org