靶向MARCH5-MFN2轴调控线粒体融合增强多发性骨髓瘤对Venetoclax敏感性的机制研究

为解决多发性骨髓瘤(MM)中线粒体动力学失衡导致的耐药问题，意大利Magna Graecia大学团队聚焦E3泛素连接酶MARCH5对线粒体融合蛋白MFN2的调控作用。研究发现MARCH5通过泛素化降解MFN2抑制线粒体融合，而靶向该轴可抑制电子传递链(ETC)和氧化磷酸化(OXPHOS)，显著增强Venetoclax的促凋亡效应。该研究为克服MM耐药提供了新靶点，并揭示抗风湿药来氟米特的抗瘤机制。

　　

多发性骨髓瘤(MM)作为一种恶性浆细胞疾病，其治疗面临的最大挑战是肿瘤细胞通过代谢重编程获得耐药性。近年研究发现，线粒体形态的动态平衡——即分裂(fission)与融合(fusion)的精密调控，在肿瘤代谢适应中起关键作用。然而，这种"线粒体动力学"在MM中的调控机制及其治疗意义尚不明确。

意大利卡拉布里亚大学Magna Graecia分校（Department of Experimental and Clinical Medicine, Magna Graecia University of Catanzaro）的Ilenia Valentino等研究人员在《Journal of Translational Medicine》发表重要研究，首次揭示E3泛素连接酶MARCH5通过调控线粒体融合蛋白MFN2影响MM细胞代谢与药物敏感性。研究人员发现，蛋白酶体抑制剂耐药的MM细胞高表达MARCH5，该分子通过泛素化降解MFN2抑制线粒体融合，维持电子传递链(ETC)活性和氧化磷酸化(OXPHOS)功能。而通过基因敲低MARCH5或药物诱导MFN2表达，可重塑线粒体网络为融合态，破坏能量代谢并激活线粒体凋亡途径，最终使MM细胞对BCL-2抑制剂Venetoclax敏感性显著提升。

研究采用siRNA敲低、慢病毒过表达等基因操作技术，结合透射电镜(TEM)观察线粒体超微结构，通过Oroboros高分辨率呼吸仪检测氧消耗率(OCR)，并利用异种移植模型验证来氟米特(leflunomide)的体内抗瘤效果。蛋白质相互作用通过免疫共沉淀(Co-IP)证实，凋亡检测采用Annexin V/7-AAD双染法，转录组测序(RNA-seq)分析通路变化。

MARCH5通过MFN2泛素化调控线粒体融合

耐药MM细胞中MARCH5表达显著升高，其敲低导致线粒体超长融合结构形成，伴随MFN2蛋白积累。机制上，MARCH5与MFN2直接结合并促进其泛素化降解，过表达实验显示MARCH5可缩短MFN2半衰期达50%。

线粒体融合态破坏能量代谢

RNA-seq分析发现MARCH5敲低显著抑制ETC相关基因(NDUFA2、COX5A等)。功能实验证实，无论是MARCH5敲低还是MFN2过表达，均导致基础呼吸和ATP产量下降40-60%，并激活BAK/NOXA等促凋亡蛋白。

来氟米特通过MFN2发挥抗MM作用

抗风湿药来氟米特可模拟MARCH5敲低效应，上调MFN2并抑制ETC复合体(NDUFS1、COX4等)。在移植瘤模型中，来氟米特治疗使肿瘤体积缩小3倍，且不引起明显毒性。

靶向线粒体动力学增强Venetoclax敏感性

MARCH5高表达与Venetoclax耐药相关，其敲低使IC₅₀降低5-8倍。相反，MARCH5过表达通过维持ETC功能拮抗Venetoclax的促凋亡作用，但对其他药物(如硼替佐米)敏感性无影响。

该研究首次阐明MARCH5-MFN2轴在MM线粒体动力学中的核心地位，不仅为理解代谢耐药提供新视角，更开创性地提出"线粒体融合诱导剂"的治疗策略。来氟米特作为已获批的MFN2激活剂，其快速临床转化的潜力尤为值得关注。对于具有t(11;14)易位或ETC活性异常的MM患者，联合靶向线粒体融合与BCL-2抑制可能成为突破耐药瓶颈的新方案。