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为探究微环境营养物质对慢性髓系白血病（CML）的影响，研究人员以 K562 和 KCL22 细胞为模型，分析葡萄糖（Glc）和谷氨酰胺（Gln）对 BCR::ABL1 表达及代谢的调控。发现低氧下 Gln 通过 CD36 促进脂肪酸（FA）摄取，抑制 BCR::ABL1 并维持白血病干细胞（LSC），为靶向代谢治疗提供依据。
在癌症研究领域，慢性髓系白血病（Chronic Myeloid Leukemia, CML）一直是备受关注的难题。尽管酪氨酸激酶抑制剂（TKI）如伊马替尼能有效抑制 BCR::ABL1 融合蛋白（由 t (9;22) 染色体易位产生的致癌蛋白）的活性，但无法彻底清除白血病干细胞（Leukemia Stem Cells, LSC），这些对 TKI 耐药的细胞持续存在于骨髓微环境中，导致微小残留病（MRD）和疾病复发。LSC 的存活与骨髓干细胞龛（Stem Cell Niches, SCN）的低氧、营养匮乏等代谢限制条件密切相关，因此解析 LSC 在低氧微环境中的代谢适应机制，成为攻克 CML 治疗瓶颈的关键。
意大利佛罗伦萨大学（Università degli Studi di Firenze）的研究团队针对低氧条件下营养物质如何调控 CML 细胞中 BCR::ABL1 表达及 LSC 维持这一科学问题展开研究。他们的成果发表在《Cancer Cell International》，揭示了谷氨酰胺（Glutamine, Gln）通过调控脂肪酸（Fatty Acid, FA）代谢维持 CML 细胞存活的新机制，为靶向代谢通路清除 LSC 提供了重要理论依据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：
- 细胞培养与处理：培养 K562 和 KCL22 BCR::ABL1 阳性细胞系，在低氧（0.1% O?）条件下进行葡萄糖（Glucose, Glc）和谷氨酰胺（Gln）剥夺处理。
- 代谢分析：利用 Seahorse XFe96 分析仪检测细胞的呼吸作用和糖酵解能力，通过 GC/MS 分析 13C?标记的 Gln 对脂肪酸从头合成的贡献。
- 脂质检测：采用 BODIPY 493/503 染色结合流式细胞术和共聚焦显微镜观察脂质滴（Lipid Droplets, LD），透射电镜进一步验证 LD 形态。
- 分子检测：通过 Western Blotting 检测 BCR::ABL1 及脂肪酸相关标志物（如 CD36、FASN），流式细胞术分析 CD36 表达，qPCR 检测共培养模型中脂肪酸分泌标志物。
- 干细胞功能测定：利用 LC2 实验（Culture Repopulation Ability assay）评估抑制脂肪酸摄取对白血病干细胞潜力的影响。
研究结果
1. 葡萄糖和谷氨酰胺对 CML 细胞存活的影响
在低氧条件下，葡萄糖（Glc）是维持细胞存活的必需物质，而单独谷氨酰胺（Gln）无法支持细胞生长。Glc+/Gln + 条件在常氧下促进细胞增殖，但在低氧下仅能短暂维持细胞数量，提示低氧环境下细胞代谢高度依赖糖酵解。
2. 谷氨酰胺增强糖酵解能力
Seahorse 实验表明，Gln 的存在显著提升 Glc+/Gln + 细胞的糖酵解能力，与细胞增殖水平一致。低氧下 Glc-/Gln + 细胞出现非糖酵解酸化，提示存在其他能量代谢途径，如脂肪酸氧化。
3. 谷氨酰胺在无葡萄糖时促进脂质储存
透射电镜和 BODIPY 染色显示，低氧且无 Glc 时，Gln 诱导 CML 细胞积累大量脂质滴（LD）。GC/MS 证实这些脂肪酸并非来自 Gln 的从头合成，而是依赖外源性摄取。
4. CD36 介导的脂肪酸摄取抑制 BCR::ABL1 表达
流式细胞术显示，低氧 Glc-/Gln + 条件下 CD36（脂肪酸转运蛋白）表达显著上调，伴随脂肪酸合成酶（FASN）表达下调，表明 Gln 通过 CD36 促进外源性脂肪酸摄取，抑制内源性合成。BCR::ABL1 蛋白水平在脂肪酸积累时显著降低，而抑制 CD36（如 SSO 处理）则恢复 BCR::ABL1 表达及下游 CrkL 磷酸化。
5. 脂肪酸代谢与干细胞潜力的关系
LC2 实验表明，抑制脂肪酸摄取（SSO）加速干细胞潜力的恢复，而抑制脂肪酸 β- 氧化（Etomoxir）则降低干细胞功能，提示脂肪酸的摄取和氧化对维持 BCR::ABL1 阴性 LSC 至关重要。
6. CML 细胞与脂肪细胞的代谢互作
与骨髓脂肪细胞共培养实验显示，CML 细胞在 Gln 存在下诱导脂肪细胞高表达 FABP4 和 PPARγ（脂肪细胞成熟标志物），促进脂肪酸释放，形成支持 LSC 存活的代谢共生微环境。
研究结论与讨论
本研究揭示了低氧微环境中谷氨酰胺通过 CD36 介导的脂肪酸摄取抑制 BCR::ABL1 表达，从而维持白血病干细胞（LSC）存活的分子机制。关键结论包括：
- 代谢依赖性：低氧条件下 CML 细胞依赖 Glc 维持基础存活，而 Gln 通过增强糖酵解和脂肪酸代谢促进细胞适应营养匮乏。
- 脂肪酸的双重作用：外源性脂肪酸摄取不仅为细胞提供能量，还通过抑制 BCR::ABL1 使 LSC 进入静息状态，逃避 TKI 攻击，同时为恢复增殖储备能量。
- 微环境互作：骨髓脂肪细胞在 Gln 诱导下成为脂肪酸供体，与 CML 细胞形成代谢共生，支持 LSC 在干细胞龛中的长期维持。
这些发现首次明确了脂肪酸代谢在 CML 干细胞维持中的核心地位，以及谷氨酰胺通过调控脂肪酸摄取重塑细胞代谢的关键作用。研究结果为靶向 CD36 介导的脂肪酸通路（如抑制 CD36 或脂肪酸 β- 氧化）联合 TKI 治疗提供了新策略，有望克服 LSC 耐药性，清除 MRD，为 CML 的治愈性治疗开辟新方向。同时，揭示的代谢微环境互作机制也为干预骨髓微环境、阻断 LSC 支持网络提供了理论依据。
