AK4通过激活NLRP3炎症小体促进鼻咽癌转移和化疗耐药性的机制研究

本研究针对鼻咽癌(NPC)转移和化疗耐药的关键临床问题，揭示了腺苷酸激酶4(AK4)通过结合烟酰胺核苷酸转氢酶(NNT)、激活NLRP3炎症小体通路促进IL-1β释放的分子机制。中山大学肿瘤防治中心团队通过多组学分析、体内外功能实验及临床队列验证，首次证实AK4-NLRP3-IL-1β轴可同时调控NPC细胞的EMT（上皮-间质转化）进程和紫杉醇耐药性，为靶向干预提供了新策略。

　　

鼻咽癌作为中国南方高发的恶性肿瘤，其治疗失败的主要原因是远处转移和化疗耐药。尽管诱导化疗(IC)联合放化疗可降低转移风险，但约20%患者仍存在IC耐药并伴随更高转移风险。中山大学肿瘤防治中心团队前期通过转录组分析发现，由AK4、CPAMD8等基因构成的分子标签可预测转移风险，其中线粒体定位的AK4在多种肿瘤中呈现促癌特性，但其在NPC中的具体机制尚未阐明。

研究人员通过分析TCGA和GEO数据库，结合108例临床样本验证，发现AK4在转移灶中表达显著高于原发灶，且与紫杉醇耐药正相关。体外实验显示，AK4过表达使NPC细胞迁移能力提升2.3倍，同时使紫杉醇半数抑制浓度(IC₅₀)增加4.6倍。机制研究发现AK4与NNT共定位于线粒体，通过调节NADPH/NADP⁺比值升高ROS水平，进而激活NLRP3-ASC-caspase-1炎症小体复合物，促进IL-1β成熟释放。使用IL-1受体拮抗剂(IL-1Ra)可逆转AK4促转移效应，动物实验证实AK4过表达组肺转移结节数是对照组的3.8倍。

关键技术包括：

1. 262例NPC患者血清IL-1β检测及预后分析
2. 转录组测序筛选AK4调控网络
3. 免疫共沉淀(Co-IP)结合质谱鉴定AK4-NNT互作
4. 裸鼠尾静脉注射构建肺转移模型
5. 多重免疫荧光验证临床样本共定位

AK4在NPC中高表达并与转移和化疗耐药相关
通过分析GSE12452等数据集，发现AK4是基因标签中唯一在头颈癌和NPC中均上调的分子。IHC显示转移灶AK4表达量较原发灶高1.7倍，且与患者5年无远处转移生存率(DMFS)显著负相关。

AK4赋予紫杉醇耐药性
CCK-8实验显示过表达AK4使6-10B细胞对紫杉醇敏感性降低62%，流式细胞术证实凋亡率下降3.2倍。裸鼠成瘤实验显示，紫杉醇处理组中AK4过表达肿瘤体积仅缩小18%，而对照组缩小53%。

AK4促进EMT和转移
Transwell实验表明AK4使5-8F细胞侵袭能力提升2.1倍，Western blot显示E-cadherin表达下调70%而vimentin上调3.5倍。GSEA分析揭示AK4与EMT特征基因集显著相关。

AK4通过NLRP3-IL-1β轴发挥作用
质谱鉴定出AK4与NNT存在直接相互作用，敲低NNT使NLRP3表达下降65%。ELISA检测显示AK4过表达细胞上清中IL-1β浓度达40 pg/ml，较对照组高3倍。

临床转化价值
血清IL-1β>31.3 pg/ml的患者5年OS降低41%，提示该轴可作为预后标志物。研究首次阐明AK4通过线粒体应激-炎症小体串扰调控肿瘤恶性表型的机制，为联合IL-1β抑制剂（如阿那白滞素）治疗耐药性NPC提供理论依据。论文发表于《Cell Death and Disease》，被列为2025年度OPEN ACCESS亮点文章。