烟酸饥饿使表达烟酸磷酸核糖转移酶（NAPRT）的肿瘤对烟酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT）抑制敏感

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Nicotinic acid starvation sensitizes nicotinate phosphoribosyltransferase-expressing tumors to nicotinamide phosphoribosyltransferase inhibition

　　

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD⁺，关键氧化还原辅酶）生物合成是多种致癌过程的基础。烟酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT，以烟酰胺（NAM）为前体驱动NAD⁺生物合成）抑制剂是有前景的抗癌药物，但当肿瘤还表达烟酸磷酸核糖转移酶（NAPRT，以烟酸（NA）为前体生成NAD⁺的第二条NAD⁺合成酶）时，其活性受限。NAPRT基因在25%的卵巢癌以及5%–10%的乳腺癌、胰腺癌、头颈癌、肝癌、食管癌和前列腺癌中扩增并过表达。表达NAPRT的肿瘤依赖其NAD⁺生成活性以支持氧化磷酸化（OXPHOS）、蛋白质合成和DNA修复，并避免NAMPT抑制剂引起的NAD⁺短缺。高NAPRT表达与卵巢癌、乳腺癌、结直肠癌和胰腺癌等较差生存相关，凸显NAPRT作为治疗靶点的相关性。鉴于现有NAPRT抑制剂效力和溶解度有限，研究人员检验从饮食中去除NA（该维生素的主要来源）是否可降低NAPRT介导的NAD⁺生成并使肿瘤对NAMPT抑制敏感。

论文解读：该研究围绕烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD⁺，关键氧化还原辅酶）生物合成在癌变中的作用展开。NAMPT（烟酰胺磷酸核糖转移酶，以烟酰胺（NAM）为前体驱动NAD⁺补救合成的限速酶）抑制剂是有前景的抗癌药物，但肿瘤同时表达NAPRT（烟酸磷酸核糖转移酶，以烟酸（NA）为前体生成NAD⁺的酶）时，NAMPT抑制活性受限。NAPRT基因在25%卵巢癌及5%–10%乳腺癌、胰腺癌、头颈癌、肝癌、食管癌和前列腺癌中扩增并过表达；NAPRT表达肿瘤依赖其NAD⁺生成活性支持氧化磷酸化（OXPHOS，线粒体ATP生成过程）、蛋白质合成和DNA修复，并避免NAMPT抑制剂引起的NAD⁺短缺。高NAPRT表达与卵巢癌、乳腺癌、结直肠癌和胰腺癌等较差生存相关。鉴于现有NAPRT抑制剂效力和溶解度有限，研究人员提出通过去除饮食中的NA（该维生素主要来源）降低NAPRT介导的NAD⁺生成，并使肿瘤对NAMPT抑制敏感。该研究发表于《Signal Transduction and Targeted Therapy》。

关键技术方法如下：采用表达NAPRT的卵巢癌、胰腺癌、乳腺癌和结直肠癌细胞、NAPRT缺陷细胞及患者来源结直肠癌类器官，进行NA缺乏/补充、FK866和2-羟基烟酸（2-HNA，NAPRT抑制剂）干预及NAD⁺定量；利用支原体烟酰胺酶（PncA，支原体编码的NAM脱酰胺酶）及pyrazinecarbonitrile验证NA来源；在OVCAR-5、OVCAR-8卵巢癌和Capan-1胰腺癌异种移植及转导NAPRT的EO771乳腺癌原位同种移植中比较无烟酸饮食（NAFD）或匹配对照饮食（CTRD）联合FK866或2-HNA钠盐（2-HNANa）；检测肿瘤体积、瘤内和血清NAD⁺/NA/NAM、OXPHOS/ATP、乳酸脱氢酶（LDH，细胞损伤标志）及凋亡/自噬标志，并评估耐受性。样本来源为上述细胞系、患者来源类器官和小鼠模型；NAPRT表达及生存信息参考TCGA-PanCancer-Atlas及KM Plot/Cbioportal数据库。

结果部分按原文结果段落概括。其一，无烟酸饮食使表达NAPRT的卵巢癌异种移植对FK866敏感。在OVCAR-5和OVCAR-8卵巢癌小鼠异种移植中，FK866与NAFD协同降低肿瘤生长和瘤内NAD⁺水平；NAFD联合FK866而非NAFD单独可降低肿瘤和血清NA水平。NAFD单独仅引起OVCAR-5异种移植中等NAD⁺下降且NA水平保留，提示NAD⁺生物合成通量不直接反映稳态NA池；药理性NAMPT抑制可能使NAD⁺合成转向NA依赖途径，此时伴随NA限制使NA供应受限，导致系统和瘤内NA耗竭及NAD⁺强烈崩溃。FK866及其与NAFD联合降低肿瘤和血清NAM，可能与NAD⁺降低及NAD⁺降解酶产生NAM减少有关。

其二，体外NA缺乏增敏。无NA培养基使表达NAPRT的卵巢癌、胰腺癌、乳腺癌和结直肠癌细胞对FK866敏感，而NA补充消除FK866活性；该NA介导的挽救具靶向性，因为NAPRT缺陷癌细胞未检测到该效应。NAPRT抑制剂2-HNA在NA浓度≤300 nM时恢复FK866敏感性，更高NA水平未见此作用；NAPRT proficient患者来源结直肠癌类器官中观察到相似结果。NAD⁺测定证实FK866降低细胞NAD⁺，NA补充在表达NAPRT而非NAPRT缺陷癌细胞中恢复FK866处理后的NAD⁺水平，2-HNA消除NA介导的NAD⁺补充。

其三，NAD⁺测定与支原体PncA验证。与NA导致表达NAPRT癌细胞对FK866抵抗一致，支原体污染通过PncA由NAM生成NA，使原本对FK866敏感的细胞变为抵抗；PncA抑制剂pyrazinecarbonitrile使这些肿瘤细胞重新对FK866敏感，而NA补充消除该效应，证实pyrazinecarbonitrile通过阻止支原体产生NA起作用。

其四，Capan-1和EO771模型。在NAPRT水平及基线NAD⁺含量高于卵巢癌模型的Capan-1胰腺癌异种移植中，NAFD虽显著降低NAD⁺但不足以使肿瘤对FK866敏感，提示残余NAD⁺仍足以支持肿瘤生长；2-HNANa给药加剧FK866加NAFD所致NAD<sup>+\)耗竭，使肿瘤缓慢生长。在转导NAPRT的小鼠EO771乳腺癌原位同种移植中，FK866和NAFD单独无效，但二者联合强烈降低肿瘤生长和瘤内NAD+，表明即使在免疫健全小鼠肿瘤模型中该联合策略仍有效。

其五，细胞死亡机制与NA饥饿表型。FK866与NAFD协同降低癌细胞OXPHOS和ATP并引起LDH释放；未检测到PARP或caspase-3剪切等凋亡标志，也未检测到自噬性细胞死亡，结果与联合NAFD和FK866促进易感肿瘤细胞坏死性细胞死亡一致。NA饥饿效应在相同肿瘤模型中表型模拟NAPRT沉默；结合NAFD联合FK866降低小鼠NA，提示其在体内直接作用于肿瘤水平削弱NAPRT活性。研究人员不能排除NAFD部分通过降低肝脏烟酸核糖苷（NAR，NAD+前体）生成而间接起作用。在表达NAPRT的肿瘤模型中，NA比NAR是更强NAD+前体；NAPRT也参与NAR生成NAD+，NAPRT抑制消除NAR刺激NAD+生成及防止FK866细胞毒性的能力，NAPRT过表达增强NAR介导的癌细胞挽救，可能经NAR降解形成NA后进入NAPRT依赖NAD+生物合成。因此，NAFD若也降低NAR，NAR短缺可能通过影响NAPRT介导NAD+生成及降低烟酰胺核糖苷激酶1（NMRK1，NAR利用酶）活性，共同贡献癌细胞NAD+降低。

讨论与结论部分总结：NAFD在小鼠中耐受性良好，包括缺乏显著血液学和器官毒性，这可能反映肠道细菌产生NA及色氨酸（NAD+从头合成关键前体）摄入未被阻止。此类方案在人体中的初步评估也有报道。NAFD联合NAMPT抑制剂的癌症临床研究应以NAPRT作为疗效生物标志物，并评估超过一定水平后肿瘤NAPRT或NAD+含量是否限制该方法获益，如Capan-1肿瘤所见。最后，为最小化系统性NAD+耗竭的潜在不良事件，NAFD可与选择性抑制肿瘤NAMPT而保护健康组织的NAMPT靶向药物（如抗体药物偶联物（ADC））联合。研究结论翻译：NAFD在小鼠中显示良好耐受性，包括缺乏显著血液学和器官毒性，这可能反映肠道细菌产生NA以及色氨酸（NAD+从头合成关键前体）摄入未被阻止；此类方案在人体中的初步评估也有报道；NAFD联合NAMPT抑制剂的癌症临床研究应利用NAPRT作为疗效生物标志物，并评估超过一定水平后肿瘤NAPRT或NAD+含量是否限制该方法获益，如本研究中Capan-1肿瘤所见；最后，为最小化系统性NAD+耗竭的潜在不良事件，NAFD可与选择性抑制肿瘤NAMPT而保护健康组织的NAMPT靶向药物（如抗体药物偶联物）联合。</sup>