《Haematologica》：The small GTPase ARF6 regulates sphingolipid homeostasis and supports proliferation in acute myeloid leukemia
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本研究揭示了小GTP酶ARF6在急性髓系白血病(AML)中的新功能。为解决AML代谢依赖性治疗策略缺失的问题，研究人员发现ARF6通过上调鞘磷脂合酶(SGMS1/2)表达促进神经酰胺向鞘磷脂转化，维持鞘脂代谢平衡。该机制可抑制细胞毒性神经酰胺积累，维持AML细胞增殖。临床数据分析显示ARF6高表达与患者不良预后相关，小分子抑制剂实验证实靶向ARF6可特异性抑制AML细胞生长，为AML治疗提供了新思路。
急性髓系白血病是一种具有高度异质性的血液系统恶性肿瘤，尽管近年来靶向药物如FLT3抑制剂、IDH抑制剂以及BCL2抑制剂venetoclax联合5-azacytidine的应用改善了部分患者预后，但大多数患者最终仍会复发。代谢重组作为癌症的典型特征之一，为开发新的治疗策略提供了方向。特别是在脂质代谢领域，鞘脂代谢平衡的维持对白血病细胞存活至关重要，其中神经酰胺作为促凋亡脂质，其水平调控机制尚未完全阐明。
研究人员发现ADP核糖基化因子6(ARF6)这一RAS超家族小GTP酶在AML中扮演关键角色。为探究ARF6在AML中的功能，研究团队采用多种实验方法进行了系统研究。
关键技术方法包括：利用shRNA和CRISPR技术进行基因敲除实验，通过高效液相色谱-质谱联用技术分析鞘脂谱，采用免疫印迹和ARF6-GTP下拉实验检测蛋白表达和活性，利用TCGA和MLL临床队列进行生物信息学分析，并通过小鼠异种移植模型评估小分子抑制剂疗效。研究涉及AML细胞系和原代患者样本，包括来自Huntsman癌症研究所的AML患者单核细胞和脐带血单核细胞。
ARF6缺失抑制AML细胞增殖
通过shRNA或CRISPR技术敲低ARF6可显著抑制THP-1和MV4-11等AML细胞系的增殖，延长细胞倍增时间。诱导性shARF6系统证实ARF6敲低可使OCI-AML3和OCI-AML5细胞集落形成减少50-65%。在原代AML CD34+细胞中，ARF6敲低使集落形成减少20-50%。DepMap数据库分析进一步验证了AML细胞对ARF6的依赖性。
ARF6维持鞘脂代谢平衡
鞘脂组学分析显示，ARF6敲低导致AML细胞鞘脂谱显著改变。多维标度分析显示ARF6缺失细胞与对照组明显分离。具体而言，鞘磷脂物种减少而神经酰胺物种增加，导致神经酰胺与鞘磷脂比例升高。机制上，ARF6通过上调鞘磷脂合酶SGMS1和SGMS2的表达促进神经酰胺向鞘磷脂转化，而非影响鞘磷脂酶活性。
ARF6-SGMS1/2轴通过神经酰胺-AKT信号促进AML存活
神经酰胺积累可抑制AML细胞增殖，而鞘磷脂酶抑制剂GW4869可逆转ARF6敲低导致的增殖抑制。信号通路分析表明，ARF6敲低或外源性神经酰胺处理均降低p-AKT(S473)水平，而不影响pERK1/2。SGMS2敲低同样抑制AKT活化，证实ARF6-SGMS1/2轴通过调控神经酰胺水平影响AKT信号。
ARF6表达具有临床预后价值
TCGA和MLL队列分析显示，ARF6、SGMS1和SGMS2高表达与AML患者总生存期缩短相关。多变量分析证实ARF6高表达是不良预后的独立风险因素，其预后价值与欧洲白血病网遗传风险分层相互独立。
靶向ARF6具有治疗潜力
小分子抑制剂NAV-2729和A6-4471可剂量依赖性抑制AML细胞增殖并诱导凋亡。第二代抑制剂A6-4471表现出更强效力，可降低p-AKT水平，而组成型活性AKT1E17K表达可部分挽救抑制剂效应。体内实验显示两种抑制剂均可减少异种移植小鼠循环AML细胞数量，且原代AML细胞对抑制剂敏感性高于正常脐带血CD34+细胞。
研究结论表明，ARF6作为AML鞘脂代谢的关键调控因子，通过调节SGMS1/2表达维持神经酰胺/鞘磷脂平衡，从而支持白血病细胞存活和增殖。临床数据证实ARF6高表达与不良预后相关，而药理抑制ARF6展现治疗潜力。该研究首次揭示ARF6在肿瘤鞘脂代谢中的调控作用，为理解AML代谢依赖性提供了新视角，为开发针对ARF6-鞘脂轴的治疗策略奠定了理论基础。
讨论部分强调，与既往研究聚焦于神经酰胺代谢酶不同，本研究首次将ARF6确立为AML鞘脂代谢的上游调控因子，连接致癌信号与鞘脂代谢重编程。尽管AKT信号抑制是重要机制，但神经酰胺诱导的线粒体应激和铁死亡等其他通路可能共同贡献于ARF6抑制的抗白血病效应。虽然当前抑制剂治疗窗相对较窄，但持续优化ARF6靶向药物有望为AML患者提供新的治疗选择。
