综述:多胺在急性白血病细胞代谢与表观遗传调控的交叉作用

【字体: 时间:2025年07月04日 来源:Cell Death Discovery 6.1

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  这篇综述深入探讨了多胺代谢在急性髓系白血病(AML)和急性淋巴细胞白血病(ALL)中的双重作用,揭示了其通过调控DNA甲基化、组蛋白修饰(如H3K36me3/H3K9ac)及关键通路(如PRMT5/MAT2A-SAM轴)影响白血病发生发展的机制。文章特别强调了SAT1在AML与ALL中的相反功能,并提出了靶向多胺代谢联合表观遗传药物(如地西他滨)的治疗新策略。

  

多胺代谢与急性白血病的分子关联

多胺(包括腐胺、亚精胺和精胺)作为带正电荷的小分子,通过与核酸和蛋白质相互作用调控细胞增殖、分化等关键过程。近期研究发现,多胺代谢紊乱与急性白血病的表观遗传异常密切相关,尤其在DNA甲基化和组蛋白修饰中发挥核心作用。

多胺代谢通路的结构与功能异常

基因组分析显示,多胺代谢相关基因(如ODC1、SAT1)在AML和ALL中罕见突变,但存在显著的拷贝数变异。例如,MTAP基因在28-33%的T-ALL和27.4%的B-ALL中缺失,导致甲基硫腺苷(MTA)累积并抑制PRMT5活性。

功能研究表明,SAT1过表达在AML中促进髓系增殖,而在ALL中却通过诱导铁死亡发挥抑癌作用。这种差异可能与谱系特异性代谢重编程有关,如AML患者骨髓中N1-乙酰亚精胺水平升高,而ALL中腐胺合成增强。

表观遗传调控的枢纽作用

多胺代谢通过消耗S-腺苷甲硫氨酸(SAM)影响甲基化过程。SAT1转基因小鼠模型显示,多胺乙酰化导致H3K9me2和H3K36me3等组蛋白标记改变,而地西他滨处理可逆转这些异常并改善造血分化。

在ALL中,CREBBP/EP300突变导致组蛋白乙酰化(HAT)活性丧失,而多胺可能通过调节乙酰辅酶A水平加剧表观遗传失调。值得注意的是,多胺还通过抑制KDM1A激活肿瘤干细胞转录程序,这一机制在耐药性AML中尤为突出。

治疗靶点的转化潜力

临床前研究验证了多种靶向策略:

  1. PRMT5抑制剂:对MTAP缺失的ALL和FLT3-ITD AML显示协同疗效,通过调控ATF4剪接和氧化应激反应。
  2. MAT2A抑制剂:如8-氯腺苷(8CA),可阻断SAM合成并增强维奈托克疗效。
  3. 精氨酸剥夺疗法:ADI-PEG20对ASS1缺陷型AML有效,通过诱导elF2α磷酸化触发凋亡。

未来挑战与展望

尽管多胺代谢调控展现出广阔的治疗前景,但代偿性摄取机制和药物毒性(如心脏不良反应)仍是临床转化的主要障碍。深入研究多胺与白血病驱动基因(如NPM1突变)的交互作用,以及开发联合表观遗传药物的精准治疗方案,将成为该领域的重要方向。

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