奥拉帕尼联合FK866增强替莫唑胺耐药胶质母细胞瘤的肿瘤抑制作用:基于circPTTG1IP-NAMPT调控轴的机制探索与临床转化研究

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:BMC Cancer 3.4

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  本研究针对胶质母细胞瘤(GBM)患者对替莫唑胺(TMZ)耐药这一临床难题,通过建立患者来源的TMZ耐药细胞株GBM8205,发现PARP抑制剂奥拉帕尼(Olaparib)虽能抑制肿瘤但需超临床剂量。转录组分析揭示NAMPT(烟酰胺磷酸核糖转移酶)在耐药细胞中显著上调,通过调控NAD+水平促进细胞存活。研究人员创新性提出奥拉帕尼与NAMPT抑制剂FK866的联合方案,经实验优化证实该组合可显著抑制耐药肿瘤生长,并鉴定出circPTTG1IP作为疗效预测标志物。该研究为克服TMZ耐药提供了新策略,发表于《BMC Cancer》。

  

胶质母细胞瘤(GBM)作为最具侵袭性的脑肿瘤,其治疗始终面临"手术难切净、化疗易耐药"的困境。尽管替莫唑胺(TMZ)已成为临床一线化疗药物,但高达50%的患者会出现获得性耐药,导致治疗失败。传统解决方案如增加剂量会加剧骨髓抑制等副作用,而血脑屏障(BBB)的存在又限制了新药递送。更棘手的是,耐药机制复杂多样——从MGMT(O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶)表达到BER(碱基切除修复)通路激活,使得单一靶向策略往往收效甚微。

北京世纪坛医院的研究团队从一例对TMZ和贝伐珠单抗双重耐药的复发患者中分离出GBM8205细胞系,这个独特的模型保留了原始肿瘤的IDH野生型和MGMT低甲基化特征。当用PARP(聚ADP核糖聚合酶)抑制剂奥拉帕尼处理时,发现虽然高剂量药物能抑制肿瘤,但所需浓度远超临床可及水平。通过RNA-seq分析幸存细胞,一个关键"逃生路线"浮出水面——NAMPT介导的NAD+代谢重编程。这就像肿瘤细胞在奥拉帕尼阻断PARP这条"主路"后,又开辟了NAMPT这条"辅路"来维持生存。

研究采用多组学联用策略:通过DOE(实验设计)优化药物配比,建立3D类器官模型模拟微环境,结合CRISPR-Cas13系统进行circRNA编辑。关键发现包括:(1)奥拉帕尼诱导的NAMPT上调通过提升NAD+水平削弱药物效力;(2)FK866阻断该通路后,奥拉帕尼临床剂量即可有效杀伤耐药细胞;(3)环状RNA circPTTG1IP可作为预测标志物,其水平与NAMPT表达呈正相关。

主要技术方法

团队通过患者来源细胞培养建立TMZ耐药模型,采用转录组测序筛选差异基因,使用CRISPR-Cas13d系统进行circRNA靶向编辑。药效评估结合CCK-8、流式细胞术和3D类器官培养,通过Co-IP(免疫共沉淀)验证PARP1的PARylation(聚ADP核糖基化)水平,并利用生物信息学分析circRNA-miRNA-NAMPT调控网络。

Olaparib诱导NAMPT表达促进耐药

在GBM8205细胞中,20μM Olaparib处理引发5350个差异基因,KEGG分析显示NAD+代谢通路显著富集。NAMPT mRNA水平增加4倍以上,伴随细胞内NAD+浓度升高和PARP1过度活化。这解释了为何单独使用PARP抑制剂需要超高剂量才能见效。

双靶向策略突破耐药屏障

siRNA沉默NAMPT使细胞对Olaparib敏感性提升3倍。通过64种组合的DOE筛选,最终确定50μM TMZ+20μM Olaparib+5μM FK866为最优方案——该组合使耐药细胞凋亡率从15%提升至62%,且在U251R细胞和类器官中验证有效。

circPTTG1IP的临床转化价值

从209万条circRNA测序数据中锁定hsa_circ_0001200,其表达与NAMPT水平高度相关(r2=0.987)。机制研究表明,circPTTG1IP可能通过吸附miR-671-5p来稳定NAMPT mRNA,形成正反馈循环。ROC曲线显示其预测联合疗法疗效的AUC达0.851。

这项研究首次揭示PARP抑制剂耐药与NAD+代谢的关联,提出的"PARP-NAMPT双抑制"策略已在中国(专利CN103525765A)和美国临床肿瘤学会推荐的剂量范围内完成验证。circPTTG1IP作为可在外周血检测的标志物,为个体化治疗提供了新工具。该成果不仅为GBM治疗开辟新途径,其揭示的代谢-表观遗传交叉调控机制对其它恶性肿瘤研究也有借鉴意义。

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