本文由Shuangmei Tong、Jian Wu、Yun Song、Wenhuan Fu、Yifan Yuan、Pin Zhong、Yinlong Liu和Bin Wang等作者共同完成，发表于2024年的《Cell Death Discovery》期刊（DOI: 10.1038/s41420-024-02088-y）。研究的主要机构为复旦大学附属华山医院药学部及神经外科。该研究聚焦于胶质瘤的治疗，特别是IDH1（异柠檬酸脱氢酶1）突变型胶质瘤对替莫唑胺（Temozolomide, TMZ）的敏感性及其潜在机制。
胶质瘤是一种高度致死性的中枢神经系统肿瘤，预后极差，复发率高达90%。目前，胶质瘤的治疗主要依赖于手术、放疗和化疗，尤其是TMZ的应用。然而，胶质瘤的分子异质性导致不同亚型对TMZ的反应差异显著。IDH1突变型胶质瘤患者通常表现出更好的预后和对TMZ的更高敏感性。IDH1突变会导致代谢物D-2-羟基戊二酸（D-2-hydroxyglutarate, D-2HG）的积累，尽管D-2HG在肿瘤进展中具有双重作用，但其在胶质瘤中的抗肿瘤效应尚未得到充分研究。
本研究旨在探讨D-2HG在IDH1突变型胶质瘤中的抗肿瘤作用及其与TMZ的协同效应，并通过实验验证D-2HG通过下调ITGB4/PI3K/AKT信号通路抑制胶质瘤细胞增殖并促进凋亡的机制。
临床数据分析：研究团队收集了超过2500例胶质瘤患者的临床数据，证实IDH1突变型患者对TMZ的反应性更强，预后更好。通过单因素和多因素分析，IDH1突变被确认为独立的预后因素。
细胞实验：在U251胶质瘤细胞中，研究团队通过HPLC-MS/MS检测了D-2HG的水平，发现IDH1突变型胶质瘤组织中D-2HG水平显著高于野生型。随后，研究团队通过CCK-8、流式细胞术、EdU实验等方法，验证了D-2HG对胶质瘤细胞增殖、迁移、DNA损伤和凋亡的抑制作用。
蛋白质组学分析：通过TMT标记的蛋白质组学分析，研究团队发现D-2HG处理后的U251细胞中有352个差异表达蛋白，其中183个上调，169个下调。KEGG通路分析显示，D-2HG主要抑制了PI3K/AKT信号通路，并通过下调ITGB4（整合素β4）的表达进一步抑制了胶质瘤细胞的增殖。
协同效应验证：研究团队通过Chou-Talalay等效应分析，验证了D-2HG与TMZ的协同抗胶质瘤作用。实验表明，D-2HG与TMZ联合使用能够显著抑制胶质瘤细胞的增殖和迁移，并促进细胞凋亡。
机制验证：通过Western blot和qPCR实验，研究团队进一步验证了D-2HG通过下调ITGB4/PI3K/AKT信号通路抑制胶质瘤细胞增殖的机制。此外，研究团队还通过免疫荧光和流式细胞术证实了D-2HG与TMZ联合使用能够显著增加DNA损伤和细胞凋亡。
临床数据：IDH1突变型胶质瘤患者对TMZ的反应性更强，预后更好。D-2HG水平在IDH1突变型胶质瘤中显著升高。
细胞实验：D-2HG显著抑制了胶质瘤细胞的增殖、迁移和DNA复制，并促进了细胞凋亡。蛋白质组学分析显示，D-2HG通过下调ITGB4/PI3K/AKT信号通路发挥抗肿瘤作用。
协同效应：D-2HG与TMZ联合使用能够显著增强抗胶质瘤效果，抑制细胞增殖和迁移，并促进细胞凋亡。
机制验证：D-2HG通过下调ITGB4/PI3K/AKT信号通路抑制胶质瘤细胞增殖，并增强TMZ诱导的DNA损伤和细胞凋亡。
本研究首次揭示了IDH1突变型胶质瘤患者预后更好、对TMZ更敏感的分子机制，即D-2HG通过下调ITGB4/PI3K/AKT信号通路抑制胶质瘤细胞增殖并促进凋亡。此外，D-2HG与TMZ的协同作用为胶质瘤的联合治疗提供了新的理论依据。研究结果表明，ITGB4可能成为胶质瘤治疗的潜在靶点，而D-2HG有望作为一种新型抗胶质瘤药物进行进一步开发。
重要发现：首次揭示了D-2HG通过下调ITGB4/PI3K/AKT信号通路抑制胶质瘤细胞增殖的机制，并验证了其与TMZ的协同抗肿瘤效应。
方法创新：通过TMT标记的蛋白质组学分析，系统性地研究了D-2HG对胶质瘤细胞的影响，并发现了ITGB4/PI3K/AKT信号通路的关键作用。
临床意义：研究结果为IDH1突变型胶质瘤患者的治疗提供了新的思路，ITGB4可能成为胶质瘤治疗的潜在靶点，D-2HG有望作为一种新型抗胶质瘤药物进行进一步开发。
本研究不仅为胶质瘤的分子机制研究提供了新的视角，还为胶质瘤的临床治疗提供了潜在的新策略。通过揭示D-2HG的抗肿瘤作用及其与TMZ的协同效应，研究为胶质瘤的联合治疗提供了理论依据，具有重要的科学和应用价值。