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Leukemia
引人注目的SIRT5调控HADHA在AML代谢中的作用及其与Venetoclax的协同治疗潜力

2025-08-26

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该研究揭示了SIRT5通过调控HADHA的去琥珀酰化来影响AML细胞线粒体代谢,为AML的靶向代谢治疗提供了新思路。抑制SIRT5与Venetoclax联合治疗在体内、体外均显著增强AML细胞凋亡,且对正常细胞无明显毒性,具有潜在临床转化价值。

 

文献概述
本文《SIRT5 inhibition impairs mitochondrial metabolism and enhances venetoclax-induced elimination of acute myeloid leukemia cells》,发表于Leukemia杂志,回顾并总结了SIRT5在AML细胞代谢调控中的作用,并探讨了其作为药物靶点的潜力。研究通过蛋白组学、分子对接、基因编辑和动物模型等方法,系统性地分析了SIRT5对HADHA的去琥珀酰化作用及其在Venetoclax耐药中的影响,为AML治疗提供了新的联合用药策略。

背景知识
急性髓系白血病(AML)是一种高度异质性的血液系统恶性肿瘤,其治疗策略近年来逐渐转向靶向代谢途径。线粒体功能调控,尤其是脂肪酸氧化(FAO)和氧化磷酸化(OXPHOS)在AML细胞存活和耐药中起关键作用。SIRT5作为线粒体去琥珀酰化酶,其在AML中的功能尚未完全解析。Venetoclax(BCL-2抑制剂)是当前AML治疗中的重要药物,但耐药现象普遍存在。因此,探索SIRT5在AML代谢中的作用及其与Venetoclax的协同治疗机制,具有重要科研和临床转化意义。

 

基因敲除小鼠服务:通过基因编辑技术构建全身或特定组织基因敲除模型,适用于研究基因在发育、代谢、肿瘤及免疫中的功能。

 

研究方法与实验
研究团队利用MOLM-13细胞系构建SIRT5稳定敲低(shSIRT5)和对照(shNC)细胞,并通过4D无标记定量蛋白质组测序鉴定琥珀酰化蛋白变化。通过CRISPR/Cas9技术验证HADHA为SIRT5的关键靶点,并进一步分析其K644位点的去琥珀酰化作用。在细胞系和原代AML样本中,评估Venetoclax单药及联合SIRT5抑制剂(NRD167)或HADHA抑制剂(Trimetazidine)对细胞增殖、凋亡、线粒体功能(OCR、ATP、ROS)及GSH水平的影响。在NSG小鼠模型中,构建Luc-shSIRT5细胞并评估Venetoclax联合SIRT5抑制对AML荷瘤及生存期的影响。

关键结论与观点

  • 通过蛋白质组分析发现,SIRT5敲低后,HADHA琥珀酰化水平显著上升,且其K644位点为SIRT5主要去琥50酰化位点。
  • SIRT5通过去琥珀酰化增强HADHA酶活性,从而促进脂肪酸氧化(FAO)和线粒体代谢,而SIRT5抑制可削弱这一过程,诱导氧化应激并增强Venetoclax对AML细胞的杀伤作用。
  • SIRT5敲低或抑制剂NRD167联合Venetoclax显著增强细胞凋亡,降低线粒体OCR及ATP生成,并在NSG小鼠模型中延长生存期,尤其在Venetoclax耐药细胞(THP-1)中效果显著。
  • 突变HADHA-K644R可模拟去琥珀酰化状态,增强FAO和Venetoclax敏感性,而K644E则相反,进一步支持SIRT5通过HADHA-K644调控AML代谢。
  • 研究未发现该联合治疗对正常细胞有明显毒性,提示其特异性靶向AML细胞,具有较好的安全性。

研究意义与展望
本研究首次系统性揭示SIRT5在AML中的代谢调控机制,并提出其与Venetoclax协同治疗的新策略。未来可开发更特异性SIRT5抑制剂,结合HADHA功能研究,进一步验证其在AML耐药逆转中的作用。此外,该研究为线粒体代谢靶向治疗提供了新的分子机制,可能推动个性化代谢干预在AML治疗中的应用。

 

点突变细胞系服务:基于高效基因编辑系统构建HADHA K644R/E突变细胞模型,支持代谢调控与药物敏感性研究。

 

结语
本研究系统分析了SIRT5在AML细胞中对HADHA琥珀酰化修饰的调控作用,揭示其在Venetoclax治疗中的代谢依赖性。通过基因敲低、点突变、抑制剂处理及动物模型,研究团队证明SIRT5缺失或抑制可增强Venetoclax对AML细胞的杀伤效果,尤其在耐药细胞中效果显著。此外,HADHA-K644R突变可模拟SIRT5抑制后的代谢状态,提升Venetoclax敏感性。该研究为AML治疗提供了新的代谢靶点,并支持SIRT5抑制剂与Venetoclax联合用药的潜在临床转化价值。未来,开发更高效SIRT5特异性抑制剂、探索其在不同AML亚型中的功能差异、以及评估联合治疗在临床前模型中的安全性将是重点方向。

 

文献来源:
Moran Wang, Ruiqi Zhu, Donald Small, Wei Shi, and Yu Hu. SIRT5 inhibition impairs mitochondrial metabolism and enhances venetoclax-induced elimination of acute myeloid leukemia cells. Leukemia.
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