综述:肿瘤相关巨噬细胞重编程的代谢调控

【字体: 时间:2025年10月15日 来源:Molecular Immunology 3

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  本综述系统阐述了肿瘤相关巨噬细胞(TAM)在肿瘤微环境(TME)中通过葡萄糖、脂质和氨基酸代谢重编程获得免疫抑制表型(M2样)的分子机制,重点分析了糖酵解、脂肪酸氧化(FAO)及氨基酸代谢关键通路(如HIF、PI3K/AKT)的调控作用,并探讨了通过靶向代谢途径将TAM从促瘤表型逆转为抗瘤表型(M1)的治疗策略,为癌症免疫治疗提供了新视角。

  
肿瘤相关巨噬细胞(TAM)是浸润肿瘤微环境(TME)的核心免疫细胞,具有显著的表型可塑性与异质性。随着肿瘤进展,TME逐渐演变为缺氧、低pH、营养耗竭的免疫抑制场所,TAM通过代谢重编程适应此环境,其极化与功能受到葡萄糖、脂质及氨基酸代谢途径的精密调控。
糖酵解
在葡萄糖代谢方面,M1型TAM主要依赖有氧糖酵解快速供能,而M2型TAM则下调糖酵解、增强氧化磷酸化(OXPHOS)。缺氧诱导因子(HIF-1α)和PI3K/AKT信号通路是调控糖酵解的关键分子,其中HIF-1α可促进糖酵解相关酶表达,维持M1表型的促炎功能;反之,M2表型的建立需要线粒体呼吸链高效运作。TME中肿瘤细胞与TAM对葡萄糖的激烈竞争进一步加剧了免疫抑制。
脂质代谢
脂质代谢重编程是TAM极化的重要驱动力。M2型TAM高表达脂肪酸转运蛋白(如CD36),通过增强脂肪酸氧化(FAO)支持其免疫抑制功能。过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARγ/δ)及其共激活因子PGC-1β可上调FAO相关基因,促进M2极化。此外,胆固醇代谢产物(如氧化甾醇)通过肝X受体(LXR)信号抑制M1相关基因,进一步巩固免疫抑制表型。
氨基酸代谢
氨基酸代谢在TAM功能调控中扮演关键角色。精氨酸代谢是典型范例:M1型TAM高表达诱导型一氧化氮合酶(iNOS),催化精氨酸生成一氧化氮(NO)杀伤肿瘤;M2型TAM则高表达精氨酸酶-1(Arg-1),消耗精氨酸并产生多胺促进组织修复与肿瘤生长。色氨酸代谢通过吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)途径降解色氨酸生成犬尿氨酸,抑制T细胞功能,强化免疫逃逸。
信号通路关联
巨噬细胞代谢重编程受多条信号通路整合调控。JAK/STAT通路中,STAT6激活促进M2相关代谢基因表达;AMPK作为能量感受器,可通过促进FAO驱动M2极化。Notch信号与HIF-1α协同增强糖酵解,而腺苷信号通过A2A受体抑制M1功能。这些通路与代谢酶类形成复杂网络,共同决定TAM表型命运。
靶向代谢逆转免疫抑制
针对TAM代谢关键节点开发干预策略已成为研究热点。抑制CD36介导的脂肪酸摄取、使用LXR激动剂重塑胆固醇代谢、或阻断IDO活性均可有效逆转TAM的免疫抑制功能,使其向M1表型转化。值得注意的是,肿瘤细胞与TAM代谢途径存在交叉,需精准靶向以避免脱靶效应。
讨论与展望
TAM的代谢适应性是其维持TME免疫抑制的核心机制。未来研究需深入解析不同肿瘤类型中TAM代谢异质性的动态变化,并开发时空特异性靶向工具。通过调控代谢重编程重塑TAM功能,有望为突破肿瘤免疫治疗耐药提供新路径。
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