揭示SARM1激活的抗肿瘤潜力：NAD抗代谢物Vacor通过诱导癌细胞死亡的新机制

本研究发现，NAD抗代谢物Vacor通过激活SARM1（Sterile alpha and TIR motif-containing protein 1）诱导癌细胞NAD耗竭和死亡，揭示了靶向SARM1通路的新型抗肿瘤策略。研究证实SARM1表达水平与Vacor敏感性直接相关，且癌细胞通过上调NMNAT2（nicotinamide mononucleotide adenylyltransferase 2）应对SARM1异常表达，为开发基于SARM1激活剂的抗癌疗法提供了重要理论依据。

　　

Abstract

本研究探讨了NAD抗代谢物Vacor诱导癌细胞死亡的分子机制，重点关注SARM1（Sterile alpha and TIR motif-containing protein 1）在其中的关键作用。与先前认为NMNAT2（nicotinamide mononucleotide adenylyltransferase 2）是Vacor毒性主要介导因子的假设不同，本研究通过基因沉默和过表达实验证明，NMNAT2的表达改变并不影响Vacor诱导的NAD耗竭或细胞死亡。相反，SARM1的表达水平与Vacor敏感性显著相关。

引言背景

NAD（nicotinamide adenine dinucleotide）作为多种代谢途径的关键底物，其耗竭策略已成为抗癌治疗的新方向。Vacor作为啮齿类动物杀虫剂，可通过NAMPT（nicotinamide phosphoribosyltransferase）和NMNAT2代谢为Vacor单核苷酸（VMN）和Vacor腺嘌呤二核苷酸（VAD），导致快速NAD耗竭。最近神经元研究表明，VMN可激活SARM1——一种NAD糖水解酶，引发NAD耗竭和轴突变性。然而SARM1在癌细胞中的表达和作用尚不明确。

材料与方法

研究采用多种癌细胞系（包括HeLa、SH-SY5Y、A375等），通过qPCR、Western blot、NAD含量测定、MTT法等方法评估基因表达和细胞毒性。使用siRNA进行NMNAT2和SARM1基因沉默，并通过质粒转染进行过表达实验。NMNAT酶活性测定采用酶循环法，Vacor代谢物通过HPLC分析。

结果

NMNAT2过表达或沉默的影响

在Vacor不敏感的HeLa细胞中，NMNAT2过表达虽能增强酶活性并产生VAD，但并未诱导Vacor敏感性。在Vacor敏感的SH-SY5Y细胞中，NMNAT2过表达或沉默均不影响Vacor毒性，表明NMNAT2并非Vacor细胞毒性的必需因子。

SARM1表达与Vacor敏感性的相关性

研究发现SARM1转录和蛋白水平在Vacor敏感细胞系（如SH-SY5Y、A375、HEK等）中显著高于不敏感细胞系。值得注意的是，胶质母细胞瘤细胞系U87MG和U251虽表达高水平SARM1，却对Vacor具有抗性，提示该类肿瘤可能存在独特的NAD稳态调节机制。

SARM1与NMNAT2的表达调控

研究发现SARM1与NMNAT2表达呈正相关，且这种相关性具有特异性（与NMNAT1无关）。SARM1过表达可上调NMNAT2转录水平，而SARM1沉默则降低NMNAT2表达，表明SARM1可单向调控NMNAT2表达。

SARM1沉默或过表达的功能验证

在SH-SY5Y细胞中，SARM1沉默可延缓Vacor诱导的早期NAD耗竭。在Neuro2a细胞中，SARM1沉默完全阻止Vacor依赖性NAD耗竭。SARM1抑制剂5-iodoisoquinoline可剂量依赖性地拮抗Vacor毒性。更重要的是，在HeLa细胞中过表达SARM1可使其对Vacor敏感，证实SARM1表达足以诱导Vacor敏感性。

讨论

本研究推翻了最初关于NMNAT2介导Vacor抗肿瘤活性的假设，揭示了SARM1的关键作用。研究发现SARM1在癌细胞中的表达具有变异性，且其表达水平与Vacor敏感性直接相关。SARM1与NMNAT2的表达相关性提示癌细胞中存在精细的调控机制：高水平SARM1表达可能带来NAD耗竭风险，而同时高表达NMNAT2可通过将SARM1激活剂NMN转化为抑制剂NAD来维持细胞稳态。

胶质母细胞瘤细胞对Vacor的抗性提示该类肿瘤可能存在独特的SARM1调控机制，值得深入研究。从转化医学角度，SARM1表达水平可能作为Vacor类化合物敏感性的预测生物标志物，评估肿瘤活检组织中SARM1水平可能具有临床指导价值。

结论

本研究确立了SARM1在Vacor诱导癌细胞死亡中的核心地位，揭示了SARM1激活剂的抗肿瘤潜力。SARM1与NMNAT2的表达相关性为理解癌细胞NAD代谢调控提供了新视角，为开发靶向SARM1的抗癌疗法奠定了理论基础。