Cancer Res: 基于ASO的PKM剪接切换治疗抑制肝癌生长

M2丙酮酸激酶(PKM2)亚型在大多数癌症中表达上调，并在Warburg效应的调节中起着关键作用，Warburg效应的特点是能量代谢更倾向于有氧糖酵解而不是氧化磷酸化。PKM2是PKM基因的选择性剪接异构体，是潜在的治疗靶点。

反义寡核苷酸(ASO)将PKM剪接从肿瘤相关的PKM2转换为PKM1亚型，已被证明在脂质体介导下可诱导培养的胶质母细胞瘤细胞凋亡。在这里，作者探索了基于ASO的PKM剪接转换作为肝癌靶向治疗的可能性。

图片来源: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34921016/

癌细胞通过相互排斥的PKM Pre-mRNA的选择性剪接，优先表达PKM2，下调PKM1的表达。PKM2的下调可以诱导体内和体外癌细胞的凋亡，提示PKM2可能成为治疗的靶点。此外，PKM1的强制表达显示出肿瘤抑制活性。在这项研究中，作者证明了基于ASO的PKM剪接切换治疗在不同的临床前模型中抑制肝癌肿瘤的生长，包括细胞培养、原位异种移植和遗传小鼠模型。作为这是靶上效应的证据，作者发现两个不重叠的ASO在体外和体内都有一致的表型效应。

与目前针对血管发育、免疫系统或细胞信号的肝癌治疗方法不同，这里描述的ASO疗法通过增加丙酮酸激酶活性来改变葡萄糖代谢。这种作用是由于组成性活性PKM1的表达增加，而变构调节的PKM2的表达减少。通过在两个肝癌细胞系中自由摄取我们的ASO导致细胞增殖减少和细胞周期停滞增加。

有趣的是，这两种细胞系的凋亡变化都很小，这与之前不同细胞类型的研究不同，在这些研究中，ASO是通过脂质体传递的。尽管ASO自由摄取传递不如脂质体有效，但它足以诱导PKM剪接转换并显著提高丙酮酸激酶活性。

重要的是，作者发现aso诱导的丙酮酸激酶活性的增加转移了从头合成丝氨酸的葡萄糖流量，这与先前有关丙酮酸激酶的药理激活的观察结果是一致的。在这里，作者观察到ATP嘌呤骨架中的从头丝氨酸掺入减少。与之前的研究一致，作者还检测到丙酮酸激酶激活时细胞外丝氨酸摄取的增加，提示维持ATP水平的代偿性反应。丝氨酸是PKM2的变构调节因子，而不是PKM1的变构调节因子。

丝氨酸与PKM2的结合增加了丙酮酸激酶的活性，这可能导致从头合成丝氨酸的减少。事实上，当细胞外丝氨酸受到限制时，PKM2在调节细胞内丝氨酸水平方面起着直接作用。有趣的是，在结直肠癌异种移植小鼠模型中，从饮食中消耗细胞外丝氨酸和甘氨酸，以及药物抑制从头合成丝氨酸，可以减少肿瘤的生长。

MASO3-cet/DNA对肝癌遗传小鼠模型肿瘤生长的抑制作用

图片来源: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34921016/

在该研究中，cet/dna混合化学(也用于本研究)的ASO1比均匀修饰的MOE ASO具有更高的特异性。此外，通过在细胞系中自由摄取或在小鼠皮下注射ASO，而不是通过脂质转染，大大减少了脱靶效应。考虑到在多种临床前肝癌模型上的良好结果，下一个合乎逻辑的步骤将是评估先导ASO在非人类灵长类动物中的安全性和耐受性，为最终的临床试验做准备。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Wai Kit Ma et al. ASO-based PKM splice-switching therapy inhibits hepatocellular carcinoma growth. Cancer Res. 2021 Dec 17; canres.0948.2020. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-20-0948.