抗精神病药物匹莫齐特通过过氧化物酶体脂代谢途径抑制肿瘤细胞死亡的机制研究

本研究针对抗精神病药物匹莫齐特(Pimozide)抗肿瘤机制不明的临床困境，揭示了过氧化物酶体(peroxisome)通过脂肪酸氧化(ACOX1)和醚脂合成(GNPAT/AGPS)途径维持线粒体能量稳态的关键作用。研究人员通过CRISPR-Cas9构建PEX3敲除细胞模型，发现过氧化物酶体缺失显著增强匹莫齐特诱导的肿瘤细胞死亡，为联合靶向治疗提供了新策略。论文发表于《Oncogenesis》。

在癌症治疗领域，抗精神病药物的"跨界"应用正引发科研界广泛关注。其中，FDA批准的抗精神病药匹莫齐特(Pimozide)虽在临床前研究中显示出抑制肿瘤生长的潜力，但其临床应用效果却不尽如人意。这种矛盾现象背后，隐藏着怎样的生物学机制？近期发表在《Oncogenesis》的研究给出了重要答案——过氧化物酶体(peroxisome)这一曾被忽视的细胞器，竟成为肿瘤细胞抵抗匹莫齐特的关键"帮凶"。

研究团队采用多学科交叉方法，主要运用CRISPR-Cas9基因编辑技术构建PEX3敲除细胞模型，通过荧光标记(EGFP-PTS1)动态观察过氧化物酶体变化，结合Western blot、qPCR分析蛋白和基因表达，采用SYTOX Green染色进行细胞死亡检测，并利用流式细胞术检测ROS水平和ATP含量，同时通过免疫荧光显微镜分析线粒体形态。

Pimozide treatment increases the number of peroxisomes

研究发现匹莫齐特处理可显著增加过氧化物酶体数量，Western blot显示过氧化物酶体标志蛋白PEX3和过氧化氢酶(CAT)表达上调。通过EGFP-PTS1荧光标记证实，药物处理24小时后过氧化物酶体数量增加约2倍。

Peroxisomes inhibit pimozide-induced cell death in tumor cells

利用CRISPR-Cas9技术构建PEX3敲除细胞系后，SYTOX Green检测显示过氧化物酶体缺失使肿瘤细胞对匹莫齐特的敏感性提高3-5倍。Western blot显示cleaved PARP1和caspase-3显著增加，但凋亡抑制剂Z-VAD-FMK仅部分缓解细胞死亡，提示存在非凋亡性死亡途径。

Resistance to Pimozide mediated by peroxisomes is independent of ROS

尽管匹莫齐特可诱导活性氧(ROS)产生，但抗氧化剂NAC处理并不能消除过氧化物酶体缺失细胞的死亡表型。敲除过氧化物酶体ROS降解酶PRDX5和CAT也不影响药物敏感性，证实ROS代谢并非主要抵抗机制。

Peroxisomal fatty acid oxidation and ether lipid synthesis pathway inhibit Pimozide-induced cell death

研究聚焦过氧化物酶体两大核心代谢通路：脂肪酸β氧化(关键酶ACOX1)和醚脂合成(关键酶GNPAT/AGPS)。敲低这些酶可模拟PEX3敲除表型，使细胞死亡率增加2-3倍。qPCR显示匹莫齐特处理上调ACOX1、GNPAT和AGPS mRNA表达1.5-2倍。

Peroxisomes inhibit pimozide-induced cell death via regulating ATP homeostasis

能量代谢分析显示，过氧化物酶体缺失细胞ATP水平下降40-50%。外源ATP补充可显著挽救细胞死亡，证实能量耗竭是致死主因。线粒体形态学分析发现，PEX3敲除导致线粒体碎片化，分支长度减少30%，提示过氧化物酶体-线粒体代谢轴崩溃。

这项研究首次阐明过氧化物酶体通过脂代谢途径介导肿瘤细胞对匹莫齐特的耐药机制。临床意义在于：一方面提示联合靶向过氧化物酶体可能增强匹莫齐特疗效；另一方面发现ACOX1/GNPAT/AGPS可作为预测生物标志物。研究还创新性提出"代谢救援"概念——肿瘤细胞通过上调过氧化物酶体脂代谢酶维持能量稳态，这一发现为理解肿瘤耐药提供了新视角。值得注意的是，该研究揭示的过氧化物酶体-线粒体协同机制，可能普遍存在于其他代谢干预型抗肿瘤药物中，为开发组合疗法指明方向。