综述:线粒体代谢:正常造血干细胞和急性髓系白血病干细胞功能的关键机制

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:Gene 2.6

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  这篇综述深入探讨了线粒体代谢在正常造血干细胞(HSCs)和急性髓系白血病干细胞(LSCs)中的核心作用,揭示了LSCs通过氧化磷酸化(OXPHOS)增强、活性氧(ROS)调控异常及线粒体动力学(如DRP1/FIS1介导的分裂)实现代谢重编程的机制,强调了靶向线粒体(如BCL-2抑制剂Venetoclax联合治疗)在克服AML耐药和复发中的潜力。

  

线粒体的精密结构

线粒体的双层膜结构(外膜OMM和内膜IMM)及其独立基因组(16 kb mtDNA)使其成为细胞能量工厂。电压依赖性阴离子通道(VDAC)和嵴结构动态变化直接调控代谢效率,尤其在癌细胞中表现为嵴重构和核周线粒体聚集,支持高OXPHOS需求。

OXPHOS与ROS的双刃剑

电子传递链(ETC)复合体I-IV通过NADH和CoQ10传递电子驱动ATP合成,但电子泄漏会产生活性氧(ROS)。LSCs通过低ROS维持干性,而AML细胞则利用高OXPHOS适应化疗压力,这一矛盾成为治疗靶点。

线粒体稳态的调控艺术

线粒体通过融合(MFN1/2)和分裂(DRP1/FIS1)动态平衡维持功能。HSCs静息期依赖融合和线粒体自噬(PINK1/Parkin通路),而LSCs通过增强分裂促进不对称分裂,赋予其代谢灵活性。

凋亡逃逸的恶性密码

LSCs高表达BCL-2蛋白,抑制BAX/BAK介导的线粒体外膜通透(MOMP),从而抵抗Venetoclax。RREB1-eEF1A1轴选择性翻译复合体II亚基SDHD,进一步强化OXPHOS,形成双重耐药屏障。

骨髓微环境的“庇护所”

血管周围niche通过CXCR4/SDF-1α信号为LSCs提供代谢保护,而缺氧诱导因子HIF-1α促进糖酵解与OXPHOS切换,使LSCs在化疗后“休眠”并复发。

靶向治疗的曙光

联合靶向策略如Venetoclax+ETC抑制剂(如IACS-010759)可协同阻断能量供应,而抑制RREB1或DRP1有望瓦解LSCs的代谢防线,为根治AML提供新方向。

结论

LSCs的线粒体代谢特性是AML治疗的关键突破口,未来需聚焦微环境互作和动态代谢监测,以突破当前治疗瓶颈。

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