DHODH抑制剂通过TP53依赖性机制在鼻咽癌中发挥抗肿瘤作用

《Hormones & Cancer》：TP53-dependent antitumor effects of DHODH Inhibition in nasopharyngeal carcinoma

　　本研究针对鼻咽癌中核酸代谢异常的关键科学问题，系统探讨了DHODH抑制剂BAY2402234的治疗潜力。研究人员通过生物信息学分析和体外实验验证，发现核酸合成代谢通路在鼻咽癌中显著激活，且与患者不良预后相关。BAY2402234在纳摩尔浓度下可有效抑制鼻咽癌细胞增殖、迁移和侵袭并诱导细胞凋亡，其作用机制主要通过激活TP53信号通路实现。该研究为鼻咽癌的精准治疗提供了新的靶点和策略。

　　

鼻咽癌作为一种具有明显地域分布特征的头颈部恶性肿瘤，在我国华南地区尤为高发。虽然放疗和化疗技术的进步显著改善了患者预后，但局部复发和远处转移仍然是治疗失败的主要原因。近年来，代谢重编程被认为是肿瘤发展的重要特征，然而与糖酵解和脂质代谢异常相比，核酸代谢在鼻咽癌中的作用尚未得到系统研究。

核酸代谢作为细胞生命活动的基础，不仅为DNA复制和RNA转录提供前体物质，还参与多种生物过程的调控。肿瘤细胞相比正常细胞更加依赖核酸合成，因此核酸代谢通路的异常活化被认为是肿瘤细胞的重要特征。值得注意的是，肿瘤抑制基因TP53在多种肿瘤中发挥核心调控作用，但其在鼻咽癌核酸代谢调控网络中的具体作用尚不清楚。

为了解决这些问题，研究人员开展了一项结合生物信息学分析和体外实验的系统研究。该研究近日发表在《Discover Oncology》杂志上，题为"TP53-dependent antitumor effects of DHODH Inhibition in nasopharyngeal carcinoma"。

研究方法主要包括生物信息学分析、细胞功能实验和分子生物学实验。研究人员从GEO数据库获取鼻咽癌转录组数据集，使用ssGSEA算法分析核酸代谢通路活性。在细胞实验中，采用CCK-8法检测细胞活力，Transwell实验评估细胞迁移和侵袭能力，流式细胞术分析细胞凋亡情况。分子机制方面，通过Western blot、qRT-PCR和转录组测序技术探究TP53信号通路的激活状态，并利用RNA干扰实验验证TP53的功能重要性。

3.1. 核酸合成代谢通路在鼻咽癌中显著上调

研究人员首先对TCGA和GTEx数据库中的多种肿瘤类型进行泛癌分析，发现核酸代谢相关基因在大多数肿瘤中显著上调。进一步针对鼻咽癌的特异性分析显示，在GSE12452和GSE64634数据集中，鼻咽癌组织与正常鼻咽组织在转录组水平上存在明显分离。核酸代谢通路活性分析表明，鼻咽癌组织的ssGSEA评分显著高于正常组织，特别是嘌呤核苷生物合成过程、嘧啶核苷单磷酸生物合成过程等9条关键通路均呈现显著上调。

3.2. 核酸合成代谢通路活性与鼻咽癌患者预后密切相关

利用GSE102349数据集的生存分析显示，虽然大多数通路的高活性组与低活性组之间无统计学显著差异，但嘧啶相关通路如"从头嘧啶核碱基生物合成过程"和"嘧啶脱氧核糖核苷酸生物合成过程"显示出高活性组倾向于较短无病生存期的趋势。相反，嘌呤生物合成通路中的"嘌呤核苷生物合成过程"却表现出相反趋势，提示嘌呤代谢的不同分支可能在鼻咽癌进展中具有不同作用。

3.3. BAY2402234抑制剂有效抑制鼻咽癌细胞增殖、迁移和侵袭并促进细胞凋亡

研究人员选择二氢乳清酸脱氢酶(DHODH)抑制剂BAY2402234进行体外验证。实验结果显示，BAY2402234对两种鼻咽癌细胞系C666-1和NPC/HK1均表现出显著的时间依赖性抑制作用，48小时IC₅₀值分别为4.71 nM和3.51 nM。值得注意的是，BAY2402234对正常鼻咽上皮细胞NP69的毒性显著低于癌细胞，显示出良好的治疗窗口。此外，BAY2402234处理还能显著诱导细胞凋亡，并有效抑制细胞的迁移和侵袭能力。

3.4. BAY2402234处理引起鼻咽癌细胞基因表达谱广泛重塑并激活TP53信号通路

转录组测序分析显示，BAY2402234处理导致1262个基因上调和634个基因下调。KEGG通路富集分析表明，上调基因主要富集在冠状病毒疾病、细胞因子-细胞因子受体相互作用等通路。更重要的是，TP53基因表达在BAY2402234处理后显著上调，qRT-PCR和Western blot分析进一步证实了TP53 mRNA和P53蛋白水平的增加。TP53信号通路分析显示，BAY2402234处理不仅上调TP53本身表达，还激活了多个下游效应基因。

3.5. TP53介导BAY2402234在鼻咽癌中的抗肿瘤作用

功能验证实验表明，TP53敲低显著减弱了BAY2402234对细胞增殖的抑制作用，降低了BAY诱导的细胞凋亡率，并部分逆转了BAY对细胞迁移和侵袭的抑制效果。这些结果明确证实了TP53在BAY2402234抗鼻咽癌作用中的关键介导角色。

本研究系统揭示了核酸代谢在鼻咽癌中的关键作用及其治疗潜力。研究发现不仅证实了核酸合成代谢通路在鼻咽癌中的显著激活及其与患者预后的关联，更重要的是发现了DHODH抑制剂BAY2402234通过激活TP53信号通路抑制鼻咽癌的新机制。考虑到鼻咽癌中TP53突变率较低(5.3-9.5%)，大多数鼻咽癌保留野生型TP53，这一发现为BAY2402234的临床应用提供了理想的目标人群。

该研究的创新之处在于首次全面证实了核酸代谢在鼻咽癌进展中的关键作用，并提出了靶向DHODH的新型治疗策略。然而，核酸代谢抑制剂作为抗肿瘤药物仍面临挑战，如可能产生较强副作用以及肿瘤细胞可能通过代谢补救途径产生耐药性。未来研究需要重点关注如何提高DHODH抑制剂的特异性、减少副作用并克服潜在耐药机制。

总之，这项研究为鼻咽癌的精准治疗提供了重要的理论依据和实验基础，不仅深化了对鼻咽癌代谢特征的理解，也为开发新的治疗策略提供了有前景的靶点。