上海交大團隊尋找葡萄膜黑色素瘤有效靶點，嘗試降低疾病死亡率

中國青年報客戶端訊（中青報·中青網記者 王燁捷）近日，上海交通大學醫學院範先群院士團隊和精準醫學院執行院長雷鳴教授團隊聯合研究揭示了葡萄膜黑色素瘤糖異生關鍵酶別構啟用機制，闡明瞭乙醯輔酶A如何別構調控丙酸羧化酶的這一關鍵科學問題，研究結果以論著形式發表於《細胞》子刊《分子細胞》（Molecular Cell）。

論文發表連結。上海交大醫學院供圖

葡萄膜黑色素瘤（uveal melanoma， UM）是起源於眼球內血管膜的惡性腫瘤，也是成人最常見的眼內惡性腫瘤。這種腫瘤惡性度高、易轉移，約一半的UM患者在疾病過程中發生肝轉移。而UM患者一旦發生轉移，生存期很短，肝轉移患者中位無進展生存期和總生存期僅為3。3個月和10。2個月。同時，與面板和黏膜等其他部位黑色素瘤不同，UM對化療、放療和免疫治療等均不敏感，上述治療對提高生存率和生存期的作用極其有限。UM發病隱匿，早期不易發現，加之對該病認識不足，導致我國UM晚期患者比例高、病情重。因此，尋找UM有效治療靶點，降低UM死亡率是亟待解決的臨床難題。

此前，上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院眼科曾有研究顯示，代謝重程式設計是UM惡性特徵之一，腫瘤細胞透過無氧糖酵解、谷氨醯胺代謝、非主要供能物質供能等代謝重程式設計，適應缺氧的微環境，滿足自身快速增殖時的物質和能量需求（Yu et al。 Genome Biol，2021）。研究發現，糖異生的異常啟用與UM肝轉移密切相關，是治療轉移性UM的理想靶點（Nat Rev Cancer。 2013）。同時，丙酸羧化酶（pyruvate carboxylase， PC）是催化丙酮酸的羧化生成草醯乙酸的關鍵酶，也是糖異生的第一步限速步驟。這一過程中，乙醯輔酶A作為重要的別構啟用代謝物，參與該反應的過程。然而，乙醯輔酶A介導的丙酮酸羧化酶別構調控機制在UM的發病中的作用尚不清楚。

範先群院士團隊正在分析實驗資料。上海交大醫學院供圖

針對該關鍵問題，前述團隊在丙酸羧化酶中特異引入了四個點突變，破壞乙醯輔酶A和丙酸羧化酶的作用位點，促進丙酸羧化酶自我啟用。團隊研究結果表明，自我啟用的丙酸羧化酶活性的提高消耗了更多的丙酮酸來生產草醯乙酸，因此丙酮酸脫氫酶可以將較少的丙酮酸轉化為乙醯輔酶A。伴隨著乙醯輔酶A的減少，研究人員還觀察到表達自我啟用的丙酸羧化酶的細胞中檸檬酸鹽水平降低，這與線粒體中大多數乙醯輔酶A被消耗用於檸檬酸鹽合成的事實一致。上述結果表明，對乙醯輔酶A調節敏感的功能性丙酸羧化酶對於葡萄膜黑色素瘤等細胞的代謝穩態和氧化呼吸至關重要。

研究團隊還透過分析發現，生物素羧化結構域的穩定性與乙醯輔酶A結合之間存在顯著的相關性。乙醯輔酶A誘導複合物中生物素羧化結構域的穩定，從而形成與天然丙酸羧化酶複合物難以區分的構象。綜上所述，該研究結果表明，乙醯輔酶A在生物素羧化的穩定結合中起著中介作用，並有助於形成生物素羧化和PT-CT-BCCP更穩定的結構，乙醯輔酶A在丙酸羧化酶催化轉化過程中降低了活化熵並誘導了更有序的熱力學構型，這是以前的晶體結構研究無法解釋的。

由於丙酸羧化酶是重要的代謝調控酶，在胰島素分泌、脂肪生成和神經遞質生物合成中起著至關重要的作用，也是肥胖、糖尿病、病毒感染和癌症的重要靶點。鑑於丙酸羧化酶的變構效應在多種疾病的代謝重程式設計中起著重要作用，丙酸羧化酶與乙醯輔酶A複合物的結構資訊對肥胖症、糖尿病、病毒感染和惡性腫瘤的藥物研發有重要治療意義。