9-脱氮腺苷通过靶向PYCR1破坏NAD+代谢抑制癌细胞增殖的机制研究

本研究针对结肠癌细胞异常增殖问题，发现9-脱氮腺苷（9-DAA）通过直接结合脯氨酸代谢关键酶PYCR1，破坏NAD+代谢平衡，激活AMPK-p38通路，从而抑制细胞周期并降低肿瘤体积。该研究为PYCR1高表达癌症提供了新型治疗策略，论文发表于《Translational Oncology》。

　　

研究背景
癌症细胞的异常增殖往往伴随着代谢重编程，其中脯氨酸代谢通路逐渐成为研究热点。PYCR1（吡咯啉-5-羧酸还原酶1）作为该通路的关键酶，在多种癌症中高表达，但其靶向抑制剂的开发仍面临挑战。传统化疗药物常伴随严重副作用，而靶向细胞周期和代谢通路的策略有望提供更精准的治疗方案。

研究机构与方法
韩国化学研究院（KRIBB）的研究团队通过表面等离子共振（SPR）和热迁移实验验证了9-DAA与PYCR1的直接结合，结合分子对接分析明确结合位点。研究采用结肠癌细胞系（HCT 116、SW480等）、3D球体模型和裸鼠异种移植模型，通过流式细胞术、免疫印迹和EdU染色等技术评估细胞周期和代谢影响。

研究结果

1. 9-DAA抑制细胞增殖：实验显示9-DAA以剂量和时间依赖性方式降低细胞活力，但不引起乳酸脱氢酶（LDH）释放，证实其通过阻滞增殖而非诱导凋亡发挥作用。
2. G₀/G₁期阻滞：流式细胞术显示9-DAA上调p21和p27蛋白，下调CDK4和Cyclin D1，导致细胞周期停滞。
3. p53非依赖性作用：在p53缺失的HCT 116细胞中，9-DAA仍能抑制增殖，但效率略低，提示其作用部分依赖p53通路。
4. PYCR1的直接靶向：SPR测定显示9-DAA与PYCR1结合解离常数（K_d）为7.89 μM，分子对接揭示其优先结合PYCR1而非同源蛋白PYCR2。
5. NAD⁺代谢依赖：外源NAD⁺可逆转9-DAA的抑制作用，伴随ATP水平下降和AMPK-p38通路激活。
6. 肿瘤微环境适用性：在缺氧和3D球体模型中，PYCR1表达上调，9-DAA仍能有效抑制肿瘤生长。

结论与意义
该研究首次阐明9-DAA通过靶向PYCR1破坏NAD⁺代谢，进而干扰能量稳态和细胞周期的新机制。其双重作用（抑制增殖和转移）及对p53突变癌细胞的活性，为克服传统化疗耐药性提供了新思路。研究还提示PYCR1在肿瘤微环境中的关键角色，为开发针对实体瘤的代谢疗法奠定基础。未来需优化9-DAA的衍生物以提高选择性和安全性。