综述:从"脑保护"到肿瘤优先生长:肿瘤-宿主相互作用的启示

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Current Opinion in Cell Biology 6.0

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  这篇综述深入探讨了器官间资源竞争机制,以果蝇(Drosophila)为模型揭示了代谢应激下肿瘤通过胰岛素/PI3K通路、自噬(autophagy)和分泌因子(如GDF15、ImpL2)劫持宿主营养的分子机制,为癌症恶病质(cachexia)和跨器官通讯研究提供了新视角。

  

引言

细胞对环境响应不仅受遗传因素调控,更与邻近细胞特性密切相关。从果蝇到人类普遍存在的"细胞竞争"现象中,劣势细胞(loser cells)会被优势细胞(winner cells)清除。近年研究发现,远距离器官间通过分泌因子(如GDF15)建立的"跨器官对话"(inter-organ crosstalk)在发育和疾病中起关键作用,既能协调器官发育,也能在营养限制时优先保障脑部生长。

脑保护与癌症恶病质:同一机制的两面?

动物通过牺牲非必需组织(如小鼠毛囊干细胞)确保关键器官营养供给,这种"脑保护"机制在肿瘤中发生扭曲——肿瘤像特权器官般劫取资源,导致宿主出现类似恶病质的消耗状态。果蝇研究表明,肿瘤通过上调营养转运蛋白(如Slimfast)和激活脂肪体自噬,系统性剥夺宿主养分。

信号失衡驱动特权生长

胰岛素/PI3K通路是核心调控者:营养匮乏时,外周组织因胰岛素样肽(ILPs)减少而生长受限,而脑部通过保持胰岛素敏感性维持生长。肿瘤则通过过表达胰岛素受体(InR)模拟这种特权,甚至分泌ImpL2抑制宿主胰岛素信号,形成"代谢霸权"。

营养循环:自噬的双刃剑

自噬在脑保护和肿瘤生长中扮演复杂角色。果蝇实验中,营养限制诱导脂肪体自噬释放氨基酸,这些养分通过血淋巴优先供给脑部。肿瘤则劫持该机制,通过激活宿主组织自噬(如肌肉萎缩)获取构建自身所需的氨基酸和脂质。

分泌因子:肿瘤的远程武器

肿瘤分泌的细胞因子(如果蝇ImpL2、人类GDF15)能远程破坏器官功能。ImpL2通过结合宿主胰岛素样肽导致代谢紊乱,而肿瘤衍生的神经毒素(如分泌型Wg蛋白)可直接损伤脑功能,这种非转移性器官衰竭是导致宿主死亡的重要原因。

结论与展望

肿瘤与特权器官共享资源竞争策略,包括信号通路劫持、营养转运蛋白调控和自噬激活。针对这些机制(如GDF15中和抗体)的治疗或可同时改善癌症恶病质和器官功能障碍。未来研究需阐明不同肿瘤类型特异的分泌因子库及其时空作用规律。

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