多发性骨髓瘤(MM)患者无一例外地因化疗耐药而复发,这突显了对绕过这些耐药机制的新治疗方式的需求。FTY720也被称为芬戈里莫德(fingolimod),是FDA批准的S1P调节剂,用于治疗复发型多发性硬化症。以前我们曾报道，FTY720在体外和体内传播的MM异种移植模型中表现出强大的抗骨髓瘤作用。FTY720的细胞毒性活性与抗凋亡蛋白MCL-1的下调有关，而不影响BCL-2水平。因此可以想象，使用BH3模拟药物venetoclax抑制BCL-2可能会改善对FTY720的反应。
用venetoclax和FTY720组合培养人类MM细胞系（n=8）和原始MM细胞（n=3），可协同增强细胞死亡（CI<0.02），而不考虑MM细胞的t（11；14）状态。venetoclax/FTY720治疗诱导的强大的细胞凋亡伴随着细胞色素C的释放、caspase-3的激活和广泛的DNA损伤，分别表现为TUNEL染色的增加和磷酸化组蛋白H2AX水平的升高。这些影响与BCL-2蛋白的下调、促凋亡Bak蛋白的稳定、线粒体膜电位的丧失、ER应激的诱导和AKT/mTOR信号通路的抑制有关。此外，venetoclax/FTY720组合明显诱导线粒体钙通量和线粒体ROS生成。
与线粒体失稳相对应，venetoclax/FTY720组合促进了细胞凋亡诱导因子（AIF）从线粒体向细胞膜的释放，随后增加了AIF的核定位，表明其在响应双重治疗的凋亡执行阶段的功能作用。AIF是一种线粒体氧化还原酶，有助于细胞死亡程序并参与呼吸链的组装。值得注意的是，FTY720的单药治疗深刻地调高了线粒体AIF水平。鉴于AIF在线粒体生物能量学中的调节作用，我们可以认为在接触FTY720时线粒体AIF水平的增加可能支持适应性反应，并在线粒体压力下促进MM生存。因此，我们研究了venetoclax和FTY720单独或联合对MM细胞代谢活动的可能影响，观察到单一与联合暴露的不同代谢情况。FTY720明显抑制了糖酵解，下调了糖酵解酶HK2、PDK1和LDHA的转录水平。糖酵解的抑制可能会导致线粒体含量的上调，从而维持细胞的生存。相应地，在FTY720处理的MM细胞中检测到线粒体活性的增加，通过MitoSpy Red的高吸收率来检测，MitoSpy Red是一种以膜电位依赖性方式染色线粒体的染料。为了确定线粒体内容的变化是否也改变了线粒体功能，进行了生物能量分析。FTY720处理的MM细胞显示出NDUFB8和UQCRC2（分别为线粒体呼吸复合体I和III的亚单位）的水平增加。此外，FTY720接触后上调了ATP的产生，这表明肿瘤保护性氧化磷酸化（OXPHOS）的增加。一致的是，使用鱼藤酮抑制线粒体电子运输链使MM细胞对FTY720敏感，协同促进细胞死亡。
值得注意的是，与venetoclax共同处理可有效逆转FTY720介导的代谢变化，减少线粒体质量，抑制线粒体活性，并强烈下调与OXPHOS相关的途径。此外，venetoclax/FTY720组合明显降低谷胱甘肽（GSH）水平，因此抑制了细胞的抗氧化反应。
总而言之，我们揭示了venetoclax在MM细胞代谢调节中的作用。Venetoclax逆转了FTY720诱导的代谢重编程，抑制线粒体呼吸，诱导大力线粒体损伤，并与FTY720联合使用时优先针对MM细胞。这些发现可能为新型的组合式抗骨髓瘤疗法提供科学依据。
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