急性髓系白血病(AML)是成年人中最常见、但也最致命的白血病类型之一。尽管以维奈克拉(Venetoclax)为代表的BH3模拟物,通过抑制BCL-2蛋白促进细胞凋亡,已成为标准治疗方案,但耐药性几乎不可避免。近期,美国新泽西州立大学Christina Glytsou团队在《Science Advances》上发表的重要研究,为这一难题带来了新的解决思路——靶向线粒体重塑蛋白OPA1。

线粒体“重塑”让癌细胞死里逃生
研究团队发现,在维奈克拉耐药的AML细胞中,OPA1蛋白表达明显升高。这一蛋白负责调控线粒体内膜的折叠结构——即“线粒体嵴”。当OPA1过度表达时,嵴结构变得更加紧密,使得细胞色素c等关键凋亡因子被“困”在线粒体内部,阻断了细胞死亡信号的传递。
高分辨电子显微镜下的图像清晰显示:耐药细胞的线粒体嵴极度收缩、密集,仿佛为癌细胞筑起了“防凋亡堡垒”。在来自复发或难治性AML患者的样本中,也普遍观察到了类似的结构变化。
敲除或抑制OPA1:让耐药细胞“重新死亡”
为了验证OPA1的作用,研究者利用CRISPR-Cas9技术敲除了AML细胞中的OPA1基因。结果显示,缺失OPA1后,细胞对维奈克拉的敏感性显著提高,即使是已经产生耐药的细胞,也重新对药物产生反应。在小鼠实验中,OPA1缺失与维奈克拉联合治疗显著延长了白血病模型小鼠的生存期。
进一步地,研究团队开发并验证了两种小分子OPA1抑制剂——MYLS22和其改良版本Opitor-0。这两种药物可显著改变线粒体嵴的形态,使结构变得宽松,促进细胞色素c释放,重新激活凋亡通路。在多种AML细胞系及患者来源的异种移植模型(PDX)中,联合治疗均显示出强大的抗肿瘤协同效应,且对正常造血细胞影响较小,安全性较为理想。
双重打击:代谢脆弱性与铁死亡敏感性
研究不仅揭示了OPA1与凋亡逃逸的关系,还发现其抑制后,癌细胞代谢发生了明显变化。由于线粒体呼吸功能受损,AML细胞被迫转向依赖谷氨酰胺代谢以维持能量与抗氧化平衡。
在缺乏谷氨酰胺或使用谷氨酰胺酶抑制剂CB-839的情况下,这些细胞的生长显著受限。这一发现提示,OPA1抑制与代谢干预联合可能进一步增强治疗效果。
此外,OPA1抑制还会激活ATF4介导的整合应激反应,并上调多种与铁死亡(ferroptosis)相关的基因,如CHAC1。实验显示,使用铁死亡诱导剂Erastin时,MYLS22预处理可显著放大药效,使细胞出现更强的脂质过氧化反应,提示OPA1抑制+铁死亡诱导可能是未来值得探索的组合方案。
结语:靶向线粒体结构,或为AML治疗带来新曙光
本研究系统揭示了OPA1介导的线粒体重塑在AML耐药中的核心作用。从机制阐释到动物实验验证,结果一致表明:靶向OPA1不仅能恢复维奈克拉的疗效,还能暴露AML细胞的代谢与生存弱点。
作为潜在的联合治疗靶点,MYLS22与Opitor-0展现出良好的应用前景,尤其对于携带TP53突变等高危患者,或有望成为未来精准治疗的重要选择。
未来的研究或将进一步探索OPA1抑制与代谢调控、铁死亡诱导等多维联合策略,为攻克AML耐药提供新的思路与希望。




