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NADH 代謝揭示癌細胞脆弱性,聯合療法展現腫瘤抑制潛力

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首都醫科大學李兵輝、楊榮輝團隊最近發表於 The Innovation 的一項研究,闡明了癌細胞管理 NADH 累積並耐受惡劣生長環境的核心代謝機制。研究結果為以氧化還原為導向的腫瘤學研究提供了新的靶點和聯合治療策略。

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(來源:The Innovation, 2026)

在正常細胞中,NADH 與 NAD+ 之間的動態平衡是高效能量代謝的基礎。當粒線體功能受損或腫瘤微環境缺氧時,NADH 在細胞內累積,打破這種平衡並造成代謝壓力。正常細胞通常無法維持這種狀態,因而走向細胞死亡。然而癌細胞可以重新規劃其代謝途徑,持續清除過量 NADH,在惡劣條件下維持生存,甚至發展出耐藥性。這種生存機制背後的完整代謝途徑,直到現在才被充分闡明。

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這項研究證實,癌細胞擁有一套跨越粒線體和細胞質的協作代謝途徑。丙酮酸羧化酶(PC)作為起點,與蘋果酸脫氫酶和蘋果酸酶 1(ME1)協同運作,形成一個高效的「NADH 緩衝系統」。該系統包含兩條並行途徑:一條消耗粒線體內累積的 NADH,另一條清除細胞質中的過量 NADH。兩條途徑最終都把多餘的還原當量轉化為 NADPH,同時紓緩 NADH 累積的代謝壓力,並補充細胞抗氧化防禦所需的原料,從而在壓力條件下支持癌細胞生存。

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(來源:The Innovation, 2026)

這項研究還產生了挑戰現有理解的發現。代謝酶 G6PD(葡萄糖 – 6 – 磷酸脫氫酶)因其自身催化反應產生 NADPH 的作用而廣為人知,但研究發現它在這條途徑中承擔了超越傳統角色的功能。研究證明,G6PD 可以充當「分子支架」,直接結合並激活 ME1,從而加速整個 NADH 轉化途徑。這種支架功能獨立於 G6PD 自身的催化活性。

尤其具有轉化意義的是,研究團隊驗證了以該途徑為靶點的抗腫瘤療效。當使用小分子化合物 ZY444 阻斷途徑關鍵節點 PC 時,癌細胞的 NADH 緩衝能力大幅削弱。這使細胞對二甲雙胍(一種粒線體呼吸抑制劑)和 CB839(一種穀氨酰胺代謝抑制劑)更加敏感。在小鼠腫瘤模型中,ZY444、二甲雙胍和 CB839 的三聯組合展現出強勁的協同抑瘤效果,腫瘤生長受到顯著抑制,療效遠超單藥或雙藥組合。

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這項研究進一步闡明了 NADH 代謝穩態在腫瘤發生和發展中的關鍵作用,並證實以 NADH 緩衝途徑為靶點是腫瘤學研究一個有前景的策略。隨著後續研究推進,圍繞這一機制開發的聯合治療方案,可能為缺氧性和耐藥性腫瘤的臨床管理提供新的可能。

References

Li X, Hou P, Zhai X, et al. Metabolic circuitry of NADH buffering reveals a vulnerability in redox-adaptive cancer cells[J]. The Innovation, 2026.

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