上海交大团队寻找葡萄膜黑色素瘤有效靶点，尝试降低疾病死亡率

　　中国青年报客户端讯（中青报·中青网记者 王烨捷）近日，上海交通大学医学院范先群院士团队和精准医学院执行院长雷鸣教授团队联合研究揭示了葡萄膜黑色素瘤糖异生关键酶别构激活机制，阐明了乙酰辅酶A如何别构调控丙酸羧化酶的这一关键科学问题，研究结果以论著形式发表于《细胞》子刊《分子细胞》（Molecular Cell）。

论文发表链接。上海交大医学院供图

　　葡萄膜黑色素瘤（uveal melanoma, UM）是起源于眼球内血管膜的恶性肿瘤，也是成人最常见的眼内恶性肿瘤。这种肿瘤恶性度高、易转移，约一半的UM患者在疾病过程中发生肝转移。而UM患者一旦发生转移，生存期很短，肝转移患者中位无进展生存期和总生存期仅为3.3个月和10.2个月。同时，与皮肤和黏膜等其他部位黑色素瘤不同，UM对化疗、放疗和免疫治疗等均不敏感，上述治疗对提高生存率和生存期的作用极其有限。UM发病隐匿，早期不易发现，加之对该病认识不足，导致我国UM晚期患者比例高、病情重。因此，寻找UM有效治疗靶点，降低UM死亡率是亟待解决的临床难题。

　　此前，上海交通大学医学院附属第九人民医院眼科曾有研究显示，代谢重编程是UM恶性特征之一，肿瘤细胞通过无氧糖酵解、谷氨酰胺代谢、非主要供能物质供能等代谢重编程，适应缺氧的微环境，满足自身快速增殖时的物质和能量需求（Yu et al. Genome Biol，2021）。研究发现，糖异生的异常激活与UM肝转移密切相关，是治疗转移性UM的理想靶点（Nat Rev Cancer. 2013）。同时，丙酸羧化酶（pyruvate carboxylase, PC）是催化丙酮酸的羧化生成草酰乙酸的关键酶，也是糖异生的第一步限速步骤。这一过程中，乙酰辅酶A作为重要的别构激活代谢物，参与该反应的过程。然而，乙酰辅酶A介导的丙酮酸羧化酶别构调控机制在UM的发病中的作用尚不清楚。

　　范先群院士团队正在分析实验数据。上海交大医学院供图

　　针对该关键问题，前述团队在丙酸羧化酶中特异引入了四个点突变，破坏乙酰辅酶A和丙酸羧化酶的作用位点，促进丙酸羧化酶自我激活。团队研究结果表明，自我激活的丙酸羧化酶活性的提高消耗了更多的丙酮酸来生产草酰乙酸，因此丙酮酸脱氢酶可以将较少的丙酮酸转化为乙酰辅酶A。伴随着乙酰辅酶A的减少，研究人员还观察到表达自我激活的丙酸羧化酶的细胞中柠檬酸盐水平降低，这与线粒体中大多数乙酰辅酶A被消耗用于柠檬酸盐合成的事实一致。上述结果表明，对乙酰辅酶A调节敏感的功能性丙酸羧化酶对于葡萄膜黑色素瘤等细胞的代谢稳态和氧化呼吸至关重要。

　　研究团队还通过分析发现，生物素羧化结构域的稳定性与乙酰辅酶A结合之间存在显著的相关性。乙酰辅酶A诱导复合物中生物素羧化结构域的稳定，从而形成与天然丙酸羧化酶复合物难以区分的构象。综上所述，该研究结果表明，乙酰辅酶A在生物素羧化的稳定结合中起着中介作用，并有助于形成生物素羧化和PT-CT-BCCP更稳定的结构，乙酰辅酶A在丙酸羧化酶催化转化过程中降低了活化熵并诱导了更有序的热力学构型，这是以前的晶体结构研究无法解释的。

　　由于丙酸羧化酶是重要的代谢调控酶，在胰岛素分泌、脂肪生成和神经递质生物合成中起着至关重要的作用，也是肥胖、糖尿病、病毒感染和癌症的重要靶点。鉴于丙酸羧化酶的变构效应在多种疾病的代谢重编程中起着重要作用，丙酸羧化酶与乙酰辅酶A复合物的结构信息对肥胖症、糖尿病、病毒感染和恶性肿瘤的药物研发有重要治疗意义。