Zrozumienie szlaków produkcji i zużycia NADPH jest niezbędne do globalnego zrozumienia metabolizmu nowotworów. Jak pokazano na Rys. 2, homeostaza NADPH jest regulowana głównie przez kilka szlaków metabolicznych i enzymów, w tym kinazę NAD (NADK), szlak fosforanu pentozy (PPP), metabolizm jednowęglowy z udziałem folianów, enzymy jabłkowe (ME), transhydrogenazę nukleotydów nikotynamidowych (NNT), cytozolową lub mitochondrialną NADP-zależną dehydrogenazę izocyjanianową (IDH1 i IDH2), metabolizm glutaminy i utlenianie kwasów tłuszczowych (FAO). Jednakże, jeśli chodzi o ogólne wytwarzanie NADPH w komórkach, względny udział tych szlaków i enzymów w produkcji NADPH pozostaje niejasny. Ostatnie badania pokazują, że komórkowy NADPH może być w dużej mierze generowany przez PPP, metabolizm jednowęglowy z udziałem folianów i ME w komórkach nowotworowych i proliferacyjnych.32,33 Coraz więcej dowodów sugeruje również, że te różne procesy i enzymy mają funkcjonalne powiązania z homeostazą NADPH w komórkach nowotworowych. Na przykład FAO przyspiesza cykl TCA, aby wytworzyć cytrynian, który jest eksportowany do cytozolu, aby zaangażować się w produkcję NADPH przez ME1 i IDH1.34 Tutaj dokonujemy przeglądu aktualnej wiedzy na temat podstawowych mechanizmów homeostazy NADPH po jego syntezie de novo, względnego udziału powiązanych enzymów i szlaków w nowotworach.

Kinaza NAD

Synteza NADPH de novo jest katalizowana przez NADK, które katalizują fosforylację NAD+ w celu utworzenia NADP+. Następnie dehydrogenazy/reduktazy w różnych szlakach metabolicznych przekształcają NADP+ w NADPH.10,12 NADK występują prawie we wszystkich narządach człowieka z wyjątkiem mięśni szkieletowych i są zlokalizowane zarówno w cytozolu, jak i w mitochondriach. W porównaniu z cytozolową NADK (cNADK), mitochondrialna NADK (mNADK) wyróżnia się tym, że może bezpośrednio fosforylować dinukleotyd nikotynamidowo-adeninowy (NADH) w celu wytworzenia NADPH, aby złagodzić stres oksydacyjny w mitochondriach.35

Baza danych Cancer Genome Atlas (TCGA) wskazuje zarówno na nadekspresję cNADK, jak i obecność kilku mutacji cNADK w wielu typach nowotworów.10 W szczególności nowy mutant cNADK, NADK-I90F, występuje u pacjentów z gruczolakorakiem przewodowym trzustki (PDAC). CNADK-I90F ma niższy Km i wyższy Vmax dla NAD+ w porównaniu z cNADK typu dzikiego, co wskazuje na zwiększoną aktywność enzymu. Konsekwentnie, w porównaniu z komórkami typu dzikiego cNADK, komórki wykazujące ekspresję cNADK-I90F mają podwyższony poziom NADPH i obniżony poziom ROS.36,37 Ponadto, w chłoniaku rozlanym z dużych komórek B (DLBCL) i raku jelita grubego, wyciszenie cNADK za pomocą shRNA upośledza pulę NADPH i hamuje wzrost komórek nowotworowych.38 Jeśli chodzi o aktywność NADK, cNADK fosforylowana przy S44, S46 i S48, w czym może pośredniczyć sygnalizacja przez 3-kinazę fosfoinozytydową (PI3K)-Akt, wykazuje zwiększoną aktywność w komórkach raka piersi i raka płuc, zwiększając produkcję NADPH.39 Na podstawie niedawnego odkrycia, istotna rola mNADK w ludzkich nowotworach nadal wymaga wyjaśnienia, ale typ dziki i zmutowana cNADK są potencjalnymi celami klinicznymi dla terapii przeciwnowotworowej.

Scieżka fosforanu pentozy

Scieżka PPP rozdziela się na pierwszym etapie glikolizy, który służy jako największy składnik cytozolowego NADPH, a wytwarzanie NADPH podlega trzem nieodwracalnym reakcjom w gałęzi oksydacyjnej PPP.40,41,42 Badania wykazały, że produkcja NADPH jest dramatycznie zwiększona poprzez zwiększenie przepływu glukozy do gałęzi oksydacyjnej PPP w różnych nowotworach.43,44 Dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa (G6PD), która istnieje jako aktywny dimer lub nieaktywny monomer, dehydrogenizuje G6P, aby w pierwszej reakcji otrzymać 6-fosfoglukonolakton (6-PGL) i NADPH. Następnie dehydrogenaza 6-fosfoglukonianu (PGD), która często funkcjonuje jako homodimer, katalizuje oksydacyjną dekarboksylację 6-fosfoglukonianu (6-PG) w celu syntezy rybulozo-5-fosforanu (Ru5P) i drugiego NADPH w trzeciej reakcji.45,46

Homeostaza NADPH jest również regulowana przez aktywność enzymu limitującego tempo, na którą wpływa modyfikacja potranslacyjna. Badania wskazują, że glikozylacja, deglutarylacja prowadzona przez SIRT5 i deacetylacja prowadzona przez SIRT2 zwiększają aktywność G6PD i utrzymują komórkową homeostazę NADPH.53,54,55 Zarówno fosforylacja GTP przy Y481 po aktywacji EGFR, jak i acetylacja GTP przy K76 i K294 przez acetylotransferazy zwiększają jej aktywację do wytwarzania NADPH w komórkach nowotworowych.56,57 Z kolei kinaza białkowa A (PKA) hamuje aktywność G6PD poprzez bezpośrednią fosforylację na resztach serynowych i treoninowych.58 Dodatkowo, aktywność G6PD może być regulowana przez kilka szlaków sygnałowych w komórkach nowotworowych, takich jak PI3K/AKT, Ras, Src, Nrf2, mTORC1, PETEN, ATM i TP53, w sposób bezpośredni lub pośredni (patrz ref. 45,47). Na przykład białko PTEN i cytozolowy TP53 wiążą się z G6PD, aby zapobiec łączeniu się monomerów G6PD w aktywne dimery i w ten sposób zmniejszyć strumień PPP.59,60

Metabolizm jednowęglowy pośredniczony przez foliany

Metabolizm jednowęglowy pośredniczony przez foliany jest od dawna poznany i przypisuje się mu funkcję wytwarzania jednostek jednowęglowych do syntezy kwasów nukleinowych i metioniny, inną kluczową funkcją tego szlaku jest generowanie mocy redukującej NADPH.61,62 Seryna i glicyna są głównymi źródłami węgla w tym szlaku. Aktywacja szlaku biosyntezy seryny zwiększa wytwarzanie NADPH w komórkach nowotworowych.63 I odwrotnie, eliminacja seryny z pożywki zmniejsza stosunek NADPH/NADP+ i upośledza wzrost komórek nowotworowych.64 Dehydrogenazy metylenotetrahydrofolianowe (MTHFD1 w cytozolu i MTHFD2 lub MTHFD2L w mitochondriach) katalizują utlenianie 5,10-metylenu-THF (CH2-THF) do postaci 10-formyl-THF, a dehydrogenazy 10-formylo-THF (ALDH1L1 w cytozolu i ALDH1L2 w mitochondriach) katalizują utlenianie 10-formylo-THF do wytworzenia CO2 z równoczesną produkcją NADPH. W jądrze nośnik THF jest utleniany do DHF w reakcji generującej NADPH z elektronami używanymi do redukcji jednostek jednowęglowych do poziomu metylowego.65,66,67

MTHFD2 jest postulowany jako „główny przełącznik”, który produkuje dodatkowe jednostki jednowęglowe w mitochondriach, aby umożliwić szybki wzrost.63 Ekspresja MTHFD2 jest ściśle związana z odpowiedzią na antagonistę folianów – metotreksat (MTX) i inhibitor syntazy tymidylanowej – pemetreksed.68,69 Zarówno MTHFD2, jak i MTHFD1 są znacznie podwyższone i skorelowane z niską przeżywalnością w nowotworach u ludzi.70,71,72 Ponadto badania wskazują, że połączenie stężenia AFP w surowicy z MTHFD1 zwiększa dokładność przewidywania prognostycznego w raku wątrobowokomórkowym (HCC).73 Ilościowa analiza fluktuacji ujawnia, że pozbawienie MTHFD2 lub MTHFD1 powoduje obniżenie komórkowych stosunków NADPH/NADP+ i GSH/GSSG oraz zwiększa wrażliwość komórek na stres oksydacyjny.32 Supresja MTHFD2 zaburza homeostazę redoks, przyspiesza śmierć komórek zarówno w raku jelita grubego (CRC),74,75 jak i w ostrej białaczce szpikowej (AML).64 MTHFD2 jest również krytyczna dla właściwości podobnych do pnia nowotworu i chemiooporności, co sugeruje, że zaburzenie homeostazy NAPDH może zapobiegać nawrotom i eliminować nowotwory.76 Ponadto, pozbawienie MTHFD1 zmniejsza zarówno częstotliwość występowania komórek czerniaka krążących we krwi, jak i obciążenie chorobą przerzutową u myszy z czerniakiem,77 co sugeruje, że homeostaza NAPDH stanowi cel terapeutyczny do hamowania przerzutów odległych. Jednak związek między MTHFD2L, która może wykorzystywać NAD+ lub NADP+ do aktywności dehydrogenazy, a nowotworami pozostaje do zbadania.

Cytosolowa ALDH1L1 reguluje głównie zredukowane pule folianów i biosyntezę puryn, podczas gdy mitochondrialna ALDH1L2 wytwarza NADPH w odpowiedzi na stres oksydacyjny.78 Chociaż ALDH1L1 ulega nadekspresji w NSCLC i raku GC,79,80 ALDH1L1 ulega głębokiej redukcji lub wyciszeniu w nowotworach, co czyni z niej kandydata na supresora nowotworów.81,82 Niemniej jednak, ALDH1L2 wykazuje wysoką ekspresję i jest niezależnym czynnikiem prognostycznym dla całkowitego przeżycia w czerniaku, PDAC i CRC.77,78,83 Pozbawienie ALDH1L2 znacząco zmniejsza stosunek NADPH/NADP+ i GSH/GSSG, redukuje liczbę krążących komórek nowotworowych we krwi i zmniejsza obciążenie przerzutami.77,83,84 Ponadto, ekspresja ALDH1L2 jest zwiększana przez niektóre leki, takie jak tapsigargina i tunicamycyna, induktory stresu retikulum endoplazmatycznego w immortalizowanych ludzkich komórkach B,85 mitotan, adiuwantowa monoterapia stosowana w leczeniu raka kory nadnerczy,86 oraz indometacyna, środek przeciwzapalny w komórkach raka piersi.87 W związku z tym konieczne jest dalsze badanie związku między wpływem tych leków na ekspresję ALDH1L2 a odpowiedzią komórkową na stres redoks.

Ezymy jabłkowe

ME uczestniczą w reakcjach łączących składniki metabolizmu katabolicznego w glikolizie i cyklu Krebsa poprzez oksydacyjną dekarboksylację jabłczanu do pirogronianu, indukując w ten sposób metabolizm anaboliczny z jednoczesną produkcją NADPH.32,88 Ilościowa analiza strumienia wykazała, że bezpośredni udział ME w wytwarzaniu NADPH jest równy udziałowi PPP.89 Rodzina ME składa się z trzech izoform: ME1 zlokalizowana jest w cytozolu, a ME2, ME3 znajdują się w mitochondriach. ME1 i ME3 wymagają NADP+, a ME2 wykorzystuje NAD+ lub NADP+ do swojej aktywności katalitycznej, dlatego NADPH może być wytwarzany przez ME zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio poprzez aktywność NNT, który katalizuje przeniesienie jonów wodorkowych z NADH na NADP+ i wytwarza NADPH w mitochondriach.90 Jednakże ME1 i ME2 wydają się być głównymi izoformami, ponieważ ME3 jest ledwo wykrywalna w wielu ocenianych komórkach ssaków.91

Nadekspresja ME1 jest istotnie związana ze złym rokowaniem u osób z nowotworami, w tym z rakiem żołądka, rakiem płaskonabłonkowym jamy ustnej, rakiem piersi, rakiem płuc itp.92,93,94,95 Wyciszenie ME1 znacznie zmniejsza poziom NADPH i zwiększa poziom ROS, co ostatecznie indukuje apoptozę komórek w warunkach stresu oksydacyjnego, takiego jak głód glukozowy lub anoikis.96,97 Ponadto, białko ME1 jest hipofosforylowane na S336 i hiperacetylowane na K337 odpowiednio przez członka rodziny PGAM 5 i acetylotransferazę acetylo-CoA, co powoduje translokację ME1 z mitochondriów do cytozolu, dimeryzację i aktywację, a tym samym silnie promuje generowanie NADPH i nowotworzenie.98 Ekspresja ME1 jest również regulowana przez dobrze znane supresory nowotworowe lub onkogeny, takie jak TP53 lub KRAS.91,99 Co ciekawe, istnieje bezpośrednie sprzężenie pomiędzy ME1 i składnikami PPP, a ME1 zwiększa zdolność PGD do wiązania się z 6-PG, zwiększając generację NADPH.100

Transhydrogenaza nukleotydów nikotynamidowych

NT jest integralnym białkiem błony wewnętrznej mitochondrium u eukariotów, które katalizuje przeniesienie jonów wodorkowych z NADH na NADP+ i wytwarza NADPH wykorzystując siłę napędową protonów generowaną przez łańcuch transportu elektronów (ETC).110 Proces ten jest niezbędny do utrzymania mitochondrialnej puli NADPH i NADH. Aktywność NNT przyczynia się do 45% całkowitego NADPH w puli mitochondrialnej, wskazując na znaczącą rolę NNT w utrzymaniu puli NADPH,111 a NADPH uzyskany przez NNT jest również wykorzystywany do redukcyjnej karboksylacji α-KG do izocyjanianu, w której pośredniczy IDH2.112 W przeciwieństwie do tego dominującego poglądu, fascynująca praca ilustruje, że NNT odwraca kierunek po zużyciu NADPH, aby wspierać produkcję NADH i ATP w warunkach patologicznego obciążenia, kosztem zdolności antyoksydacyjnej związanej z NADPH. Modele nieoczekiwanie pokazują, że brak funkcjonalnego NNT prezentuje się z mniejszym uszkodzeniem oksydacyjnym serca w porównaniu do myszy z aktywnym NNT.113 To odkrycie zapewnia potencjalnie świeży wgląd w patologię i regulację metaboliczną, ale pilnie potrzeba więcej badań na temat procesu odwracania NNT w raku.

W komórkach nowotworowych aktywność NNT jest stymulowana przez hiperpolaryzowane mitochondria. Ponadto NADH z nasilonej glikolizy w cytozolu może być przenoszony do mitochondriów w celu napędzania NNT zależnego od NADH.89 Ponadto NNT ulega nadekspresji w komórkach raka żołądka, co wiąże się z niższym całkowitym przeżyciem i przeżyciem wolnym od choroby. NNT wykazuje ograniczoną zdolność do utrzymywania poziomu NADPH i zmniejsza tumorogenność w warunkach stresu oksydacyjnego, takiego jak indukowany przez anoikis, deprywację glukozy in vitro, lub upośledza rozsiew do otrzewnej i przerzuty do płuc in vivo.114 Podobne efekty obserwuje się w raku wątroby,115 pheochromocytoma116 i NSCLC,111 a NNT jest prawdopodobnie aktywowany przez zużycie NADPH, tak jak w komórkach z mutacją IDH.117 Dodatkowo, uważany za kluczowy enzym antyoksydacyjny, NNT jest krytyczny w indukowaniu odpowiedzi zapalnej makrofagów118 i zapobieganiu cytotoksyczności indukowanej przez ROS w komórkach T narażonych na azbest, co może powodować zmniejszenie odporności przeciwnowotworowej.119 Do tej pory NNT wydaje się odgrywać kluczową rolę w nowotworzeniu, a modyfikacja NNT może regulować efekty immunologiczne przeciwnowotworowe. Niestety, farmakologiczne inhibitory specyficzne dla NNT nie zostały opisane i wymagają opracowania.

Dehydrogenazy izocyjanianowe (IDH)

IDH ułatwiają również wytwarzanie NADPH z NADP+ poprzez katalizowanie oksydacyjnej dekarboksylacji izocyjanianu do α-ketoglutaranu (α-KG) dla cyklu TCA.120 Istnieją trzy podtypy IDH: IDH1 znajduje się w cytozolu i peroksysomach, a IDH2/3 występują głównie w mitochondriach. IDH1/2 wykorzystuje NADP+ jako kofaktor i przeprowadza odwracalną reakcję, podczas gdy IDH3 wykorzystuje NAD+ jako kofaktor i przeprowadza nieodwracalną konwersję.121,122

Wielokrotne badania wykazały, że IDH1 ulega nadekspresji w wielu nowotworach i jest ściśle skorelowana ze złym rokowaniem u pacjentów z niedrobnokomórkowym rakiem płuc (NSCLC),123 PDAC,124 lub jednym z kilku nowotworów hematologicznych.125 Badania ELISA wykazały, że poziom IDH1 jest również znacznie podwyższony w osoczu pacjentów z NSCLC, co sugeruje, że może on być wykorzystany jako potencjalny biomarker osoczowy.126 Wzrost IDH1 może stanowić wspólną adaptację metaboliczną w celu zmniejszenia stresu oksydacyjnego i wspierania syntezy makrocząsteczek, w konsekwencji promując wzrost guza i oporność na terapię.125 Ponadto, wyciszenie IDH1 skutkuje zmniejszeniem poziomu NADPH i α-KG, przy zwiększonym poziomie ROS, co prowadzi do apoptozy komórek nowotworowych w NSCLC.123 Ponadto, warunki stresu oksydacyjnego również zwiększają wrodzoną wysoką ekspresję IDH1, a wyciszenie IDH1 znacząco zwiększa wrażliwość komórek na chemioterapię, radioterapię i terapię fotodynamiczną poprzez zmniejszenie NADPH.124,127,128 Ponadto, IDH1 jest hiperacetylowana w komórkach CRC i jest istotnie skorelowana z odległymi przerzutami i złym przeżyciem. Zależna od SIRT2 deacetylacja IDH1 przy K224 upośledza jego aktywność enzymatyczną i hamuje jego złośliwe zachowania w CRC.129 Specjalnie, badania wykazały również, że IDH1 jest znacznie obniżona w czystokomórkowym raku nerki (ccRCC) w porównaniu z normalnymi komórkami nerki, co sugeruje, że IDH1 może funkcjonować jako kandydat na supresora nowotworu dla ccRCC.130,131

Większość badań wskazuje, że IDH2 ulega również znacznej ekspresji w ESCC,132 raku jajnika,133 raku płuc i innych typach nowotworów,134 odgrywając rolę pro-onkogenną. Nadekspresja IDH2 obniża poziom ROS i zwiększa wzrost komórek nowotworowych.121 Deplecja IDH2 obniża ekspresję HIF1α i prowadzi do zahamowania wzrostu guza w raku płuc.134 Jednakże, z powodu heterogenności komórek nowotworowych, inne badania wykazały, że ekspresja IDH2 jest zmniejszona w przerzutowych tkankach HCC i raka żołądka w porównaniu ze sparowanymi tkankami prawidłowymi.135,136 Podstawowym mechanizmem jest to, że te komórki pozbawione IDH2 wykazują zwiększoną inwazyjność z powodu wzrostu metaloproteaz macierzy, które zależą od szlaku NF-κB. Ponadto produkcja NAD+ przez NNT nasila deacetylację indukowaną przez SIRT3, a utrata zależnej od NAD+ deacetylazy SIRT3 zwiększa acetylację IDH2 przy K413 i zmniejsza jej aktywność enzymatyczną poprzez redukcję dimeryzacji, regulując w ten sposób status redoks mitochondriów i promując nowotworzenie komórek w luminalnym raku piersi typu B,137 i nowotworach złośliwych z komórek B.138. Pośredniczona przez SIRT5 desuccinylacja IDH2 również reguluje komórkową homeostazę NADPH i potencjał redoks.54

Udział IDH w generowaniu NADPH w nowotworach pozostaje kontrowersyjny. IDH1 i IDH2 również katalizują redukcyjną karboksylację i wspomagają wzrost komórek nowotworowych z uszkodzonymi mitochondriami. Badania wykazują, że IDH1/2 syntetyzuje izoazotan/octan z α-KG przy zużyciu NADPH, a następnie importuje izoazotan/octan do mitochondriów i przyczynia się do tłumienia mitochondrialnych ROS.139,140 Ponadto, ostatnio mutacje genów IDH1 i IDH2 były powszechne w kilku różnych nowotworach złośliwych, w tym glejakach, AML, chłoniakach angioimmunoblastycznych, chondrosarcoma i czerniakach.141,142 Powtarzające się mutacje somatyczne reszt są głównie zlokalizowane w miejscach aktywnych enzymatycznie, które wiążą się z izoctanem, zwykle na R132, w tym R132H, R132L, R132S, R132C i R132G w IDH1 oraz R140Q lub R172K w IDH2.143,144 Zmutowane białka IDH1 i IDH2 są obdarzone nową zdolnością katalizowania redukcji α-KG w celu wytworzenia rzadkiego metabolitu, 2-hydroksyglutaranu (2-HG), przy jednoczesnym zużyciu NADPH.145 Ponadto, znaczenie tych mutacji i ich rola w kancerogenezie oraz możliwe implikacje terapeutyczne zostały obszernie omówione w innym miejscu.141,146,147

Metabolizm glutaminy

Metabolizm glutaminy jest głównym komórkowym źródłem węgla dla cyklu TCA, dawcą azotu dla biosyntezy nukleotydów, aminokwasów i lipidów, jest również krytyczny dla utrzymania poziomu NADPH.148,149 Proliferujące komórki nowotworowe wykazują glikolizę tlenową, prowadzącą do przesunięcia węgla glukozy z cyklu TCA, co skutkuje zwiększonym wykorzystaniem glutaminy do napędzania procesów anabolicznych w celu wsparcia szybkiego wzrostu komórek ze zwiększonym wytwarzaniem NADPH i amoniaku. Glutaminoliza jest mitochondrialnym szlakiem, w którym glutamina jest najpierw deaminowana do glutaminianu przez glutaminazy (GLS1/2). Następnie, zależne od NADPH dehydrogenazy glutaminianowe (GDH) lub inne transaminazy, w tym transaminaza 2 glutaminianu oksalooctanu (GOT2) i transaminaza 2 glutaminianu pirogronianu (GPT2), przekształcają glutaminian w a-KG, aby zaspokoić zapotrzebowanie na odpowiednie aminokwasy.89

Konwencjonalnie, GDH (kodowany przez gen GLUD) jest bardziej dominującym enzymem niezbędnym do reakcji potrzebnych do uzupełnienia cyklu TCA i uzyskania NADPH niż GOT2 i GPT2, który składa się z wszechobecnie wyrażanych GDH1 i GDH2 występujących głównie w tkance neuronalnej i jądrowej i mających niższą aktywność niż GDH1.150 GDH1 ulega wysokiej ekspresji w większości próbek nowotworów i jest skorelowany z etapem progresji nowotworu, w tym komórek raka piersi i raka płuc.151,152 Deplecja GDH1 skutkuje zaburzeniem homeostazy redoks i cytotoksyczności komórek oraz osłabieniem proliferacji komórek nowotworowych, co podobnie jak w przypadku komórek erytroluukemii, w niewielkim stopniu wpływa na proliferację komórek prawidłowych.151 Ponadto stwierdzono, że zwiększona aktywność GDH1 może być markerem prognostycznym i wskaźnikiem przerzutów u pacjentów z CRC lub rakiem żołądka.153,154 W warunkach niedostatecznej glikolizy spowodowanej deprywacją glukozy, leczeniem 2-deoksyglukozą lub hamowaniem sygnalizacji Akt, komórki uzależnione od glutaminy są bardziej wrażliwe na niedobór GDH1.155 Ponadto, NADPH pochodzący z GDH jest zużywany do wsparcia redukcyjnej karboksylacji α-KG przez IDH2, a kompensacyjny wzrost ekspresji GDH1 lub GDH2 promuje wzrost komórek glejaka z mutacją IDH.156 Poza tym, przy zużyciu pozakomórkowej glutaminy, GDH może również katalizować amoniak pochodzący z glutaminolizy i α-KG, aby wspierać syntezę glutaminianu i dalszych metabolitów przez redukcyjną aminację w sposób zużywający NADPH, aby sprostać wzrostowi komórek nowotworowych.148,157,158

Oksydacja kwasów tłuszczowych

Dodatkowo, szlak FAO jest również kluczowy dla pośredniego dostarczania NADPH, który jest niezbędny w wielu nowotworach, zwłaszcza w warunkach stresu metabolicznego. FAO generuje NADH, FADH2 i acetylo koenzym A (CoA) w każdej rundzie,163 a NADH i FADH2 wchodzą do ETC, podczas gdy acetylo CoA wchodzi do cyklu TCA, aby wytworzyć cytrynian, który jest eksportowany do cytosolu, aby zaangażować się w produkcję NADPH przez ME1 i IDH1.34 FAO i FAS są niezbędne dla progresji nowotworu i wspierają się nawzajem. Acetylo-CoA i NADPH nagromadzone w cytozolu w wyniku metabolizmu FAO są potrzebne do zapoczątkowania FAS.164 Palmitoilotransferazy karnityny (CPT), enzymy limitujące tempo w szlaku FAO, transportują długołańcuchowe acylo-CoA z cytozolu do mitochondriów.165 Aktywacja FAO przez CPT odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy NADPH i promowaniu przerzutów komórkowych oraz chemiooporności w raku przewodu pokarmowego166,167 i czerniaku168. Ostatnie badania pokazują również, że wyłączenie koaktywatora PPAR 1α (PGC1α), ważnego koaktywatora transkrypcji regulującego CPT1A i CPT1B, w oczywisty sposób obniża stosunek NADPH/NADP+ i poziom ATP, upośledzając odporność na promieniowanie w komórkach raka nosogardła (NPC).169 Co więcej, kinaza białkowa aktywowana AMP (AMPK) również reguluje funkcję FAO w utrzymaniu homeostazy NADPH i promuje przeżycie komórek nowotworowych w warunkach stresu oksydacyjnego lub metabolicznego.170,171,172,173

.