煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(nicotinamide phosphoribosyl transferase,Nampt)又稱為內(nèi)臟脂肪素(visfatin)和前B細(xì)胞克隆增強因子(pre-B cell enhancing factor,PBEF),是NAD補救合成途徑中的限速酶。Nampt通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)NAD水平間接調(diào)控NAD依賴蛋白的活性,如組蛋白去乙?;讣易宄蓡TSirtuins和多聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP-1)。近年來的研究表明,Nampt與腫瘤的發(fā)生發(fā)展、分期分級及預(yù)后密切相關(guān)。本文將就Nampt與腫瘤的關(guān)系以及Nampt抑制劑在腫瘤治療中的研究進(jìn)展作一綜述,以期為腫瘤靶向治療提供新思路。
1 Nampt概述
Nampt是一個進(jìn)化上高度保守的蛋白,其基因位于人染色體7q22.1和7q31.33之間,長34.7Kb,包含11個外顯子和10個內(nèi)含子。Nampt的mRNA有3個轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,分別為2.0kb、2.4kb和4.0kb,其中以2.4kb的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為主,編碼491個氨基酸,分子量為54KD。Nampt在體內(nèi)廣泛存在,主要分布于脂肪組織、肝臟、肺、心肌組織、胎盤、骨骼肌、脾、腸等組織中,Nampt分布的廣泛性提示其可能是一個多功能的蛋白,參與機體多種生理過程的調(diào)控。Nampt有兩種分布形式:細(xì)胞內(nèi)Nampt和細(xì)胞外Nampt(分別稱為iNampt和eNampt),iNampt存在于細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和線粒體,主要參與NAD的生物合成;eNampt除了參與調(diào)控NAD生物合成,還有類細(xì)胞因子作用,調(diào)控細(xì)胞增殖、分化、遷移和基因表達(dá)[1,2]。目前對于eNampt的功能和機制存在爭議,作為一種類細(xì)胞因子,尚未發(fā)現(xiàn)eNampt相應(yīng)的受體,其分泌機制也需要進(jìn)一步研究。
2 Nampt在腫瘤中的表達(dá)
Nampt在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用以及其作為腫瘤靶向治療的前景越來越受到人們的關(guān)注,已經(jīng)成為腫瘤研究的熱點。已有研究表明,在多種惡性腫瘤中均發(fā)現(xiàn)Nampt有異常表達(dá),提示其在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。Nampt在多種腫瘤組織中的表達(dá)上升,如結(jié)腸癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌等[3-6]。與體內(nèi)實驗結(jié)果一致,研究發(fā)現(xiàn)Nampt在多種腫瘤細(xì)胞系中上調(diào)表達(dá),如人乳腺癌細(xì)胞[7]、人胃癌細(xì)胞[5]和人前列腺癌細(xì)胞[6]等。Zhang等發(fā)現(xiàn)在膀胱癌患者血清中的Nampt表達(dá)上調(diào),并且其表達(dá)水平隨腫瘤惡性程度增加而上升,術(shù)后發(fā)生癌轉(zhuǎn)移的患者血清中Nampt也較高,提示Nampt可以作為膀胱癌潛在的血清標(biāo)記物[8]。有研究發(fā)現(xiàn),Nampt相比乳腺癌特異性標(biāo)志物CA15-3,在絕經(jīng)后乳腺癌病例腫瘤分期診斷中更有效更敏感[9]。
3 Nampt小分子藥物在腫瘤治療中的作用
從抗腫瘤藥物研發(fā)的角度,Nampt是一個理想的腫瘤治療靶點,主要原因是:相比正常細(xì)胞,腫瘤細(xì)胞存在基因組不穩(wěn)定性及持續(xù)性PARP依賴的DNA修復(fù),這些都需要高水平的ADP核糖基化作用,因此需要高水平的NAD。另外,腫瘤細(xì)胞增殖速度較快,對能量需求更高,因此對NAD水平更加敏感,相比正常細(xì)胞更容易受到Nampt抑制劑的影響[10,11]。對Nampt酶活性的抑制被普遍認(rèn)為是一種有前景的抗腫瘤治療方案。
到目前為止,有研究報道的Nampt抑制劑有APO866(又名FK866和WK175)、GMX1778(又名CHS-828)、GMX1777等,其中APO866和GMX1778已經(jīng)進(jìn)入了臨床試驗階段[12]。在體內(nèi)和體外實驗中證實,應(yīng)用Nampt抑制劑后,腫瘤細(xì)胞內(nèi)NAD水平顯著下降,從而導(dǎo)致細(xì)胞分化停滯和細(xì)胞運動變慢[13]。NAD水平降低的同時會抑制NAD依賴的蛋白去乙酰化活性,當(dāng)NAD水平減少90%時,細(xì)胞內(nèi)ATP耗竭,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[14]。迄今為止,這些抑制劑在體內(nèi)和體外實驗中都被發(fā)現(xiàn)具有抑制腫瘤生長的作用,并在前列腺癌、卵巢癌、非小細(xì)胞腺癌、胰腺癌、膠質(zhì)瘤、結(jié)腸癌等多個腫瘤異種移植模型中得到證實。NAD水平和Nampt本身可以作為檢測體內(nèi)Nampt抑制劑效果的監(jiān)測指標(biāo)。GMX1777處理荷瘤小鼠一段時間后,在腫瘤組織中的NAD水平遠(yuǎn)低于正常肌肉組織中的NAD水平,提示Nampt抑制劑具有良好的靶向性[15]。Wstson發(fā)現(xiàn)在25個腫瘤細(xì)胞系中,Nampt mRNA表達(dá)量與GMX1778的細(xì)胞毒性成反比,Nampt蛋白表達(dá)量高的腫瘤細(xì)胞對GMX1778較不敏感[16]。盡管已有許多實驗基礎(chǔ),但是Nampt抑制劑在臨床試驗中并未得到預(yù)期效果,主要原因有劑量限制性毒性導(dǎo)致的血小板減少癥和胃腸道癥狀,限制了其進(jìn)一步的臨床應(yīng)用??紤]到Nampt抑制劑對正常細(xì)胞具有較大的毒性,煙酸(NA)可以作為Nampt的解毒劑與Nampt抑制劑聯(lián)合應(yīng)用以增加治療指數(shù)[17]。如果能進(jìn)一步降低Nampt抑制劑的副作用從而提高Nampt抑制劑的用藥濃度,從而獲得更好的治療效果,Nampt抑制劑無疑將成為非常有前景的抗腫瘤藥物。
4 結(jié)語與展望
Nampt作為一個新的多功能蛋白,其生物學(xué)作用很復(fù)雜,許多研究都證實了Nampt在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要的作用,但仍有許多問題有待研究,比如iNampt和eNampt發(fā)揮著不同功能,特別是eNampt是如何分泌及發(fā)揮功能的。Nampt作為一種新的腫瘤標(biāo)志物需要進(jìn)一步研究其在多種腫瘤中的特異性和敏感性,并與其他腫瘤標(biāo)志物協(xié)同分析以提高臨床診療的準(zhǔn)確性。另外,Nampt抑制劑在臨床治療中存在較大的副作用,因此可以考慮與其他抗腫瘤藥物協(xié)同治療,從而獲得更好的治療效果。
綜上所述,隨著以Nampt為靶標(biāo)的活性化合物的進(jìn)一步研究,Nampt在臨床腫瘤治療上將具有良好的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn):
[1]Wang T,Zhang X,Bheda P,et al.Structure of Nampt/PBEF/visfatin,a mammalian NAD+biosynthetic enzyme[J].Nat Struct Mol Biol,2006,13:661-662.
[2]Kitani T,Okuno S,F(xiàn)ujisawa H.Growth phasedependent changes in the subcellular localization of pre-B-cell colony-enhancing factor[J].FEBS Lett,2003,544:74-78.
[3]Nakajima TE,Yamada Y,Hamano T,et al.Adipocytokines as new promising markers of colorectal tumors:adiponectin for colorectal adenoma,and resistin and visfatin for colorectal cancer[J].Cancer Sci,2010,101:1286-1291.
[4]Dalamaga M,Archondakis S,Sotiropoulos G,et al.Could serum visfatin be a potential biomarker for postmenopausal breast cancer[J].Maturitas,2012,71:301-308.
[5]Bi TQ,Che XM,Liao XH,et al.Overexpression of Nampt in gastric cancer and chemopotentiating effects of the Nampt inhibitor FK866 in combination with fluorouracil[J].Oncol Rep,2011,26:1251-1257.
[6]Wang B,Hasan MK,Alvarado E,et al.NAMPT overexpression in prostate cancer and its contribution to tumor cell survival and stress response[J].Oncogene,2011,30:907-921.
[7]Kim SR,Park HJ,Bae YH,et al.Curcumin down-regulates visfatin expression and inhibits breast cancer cell invasion[J].Endocrinology,2012,153:554-563.
[8]Zhang K,Zhou B,Zhang P,et al.Prognostic value of serum nicotinamide phosphoribosyltransferase in patients with bladder cancer[J].Croat Med J,2014,Oct;55(5):507-513.
[9]Dalamaga M,Archondakis S,Sotiropoulos G,et al.Could serum visfatin be a potential biomarker for postmenopausal breast cancer[J].Maturitas,2012,71:301-308.
[10]Pedersen PL.The cancer cell's\"power plants\"aspromising therapeutic targets:an overview[J].J Bioenerg Biomembr,2007,39:1-12.
[11]Beneke S,Diefenbach J,Bürkle A.Poly(ADP-ribosyl)ation inhibitors:promising drug candidates for a wide variety of pathophysiologic conditions[J].Int J Cancer,2004,111:813-818.
[12]Sampath D,Zabka TS,Misner DL,et al.Inhibition of nicotinamide phosphoribosyltransferase(NAMPT)as a therapeutic strategy in cancer[J].Pharmacol Ther,2015,F(xiàn)eb 21.pii:S0163-7258(15)00048-0.
[13]Van Horssen R,Willemse M,Haeger A,et al.Intracellular NAD(H)levels control motility and invasion of glioma cells[J].Cell Mol Life Sci,2013,70,2175-2190.
[14]DelNagro CH,Xiao Y,Rangell L,et al.Depletion of the NAD central metabolite leads to oncosis mediated cell death[J].J Biol Chem,2014,289,35182-35192.
[15]Beauparlant P,Bédard D,Bernier C,et al.Preclinical development of the nicotinamide phosphoribosyl transferase inhibitor prodrug GMX1777[J].Anti-Cancer Drugs,2009,20:346-354.
[16]Watson M,Roulston A,Bélec L,et al.The small molecule GMX1778 is a potent inhibitor of NAD+biosynthesis:strategy for enhanced therapy in nicotinic acid phosphoribosyltransferase 1-deficient tumors[J].Mol Cell Biol,2009,29,5872-5888.
[17]Xiao Y,Elkins K,Durieux JK,et al.Dependence of tumor cell lines and patient-derived tumors on the NAD salvage pathway renders them sensitive to NAMPT inhibition with GNE-618[J].Neoplasia,2013,15,1151-1160.
編輯/周蕓霏