综述:代谢重编程作为幽门螺杆菌感染胃癌的关键调控因子

【字体: 时间:2025年11月01日 来源:Gastric Cancer 5.1

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  本综述系统阐述了幽门螺杆菌(H. pylori)通过调控胃癌细胞糖酵解(Warburg效应)、脂质代谢(ACLY/GBA1/PHKG2通路)及氨基酸代谢(CagA/VacA介导的谷氨酰胺/色氨酸/精氨酸重编程)驱动肿瘤恶性进展的分子机制,为靶向代谢通路(如HK2/PKM2/IDO1)联合免疫治疗提供了创新策略。

  
幽门螺杆菌与胃癌的关联
幽门螺杆菌(H. pylori)作为I类致癌因子,通过慢性感染诱发胃黏膜从炎症到癌变的级联反应(慢性非萎缩性胃炎→萎缩性胃炎→肠上皮化生→异型增生→胃癌)。其毒力因子CagA通过IV型分泌系统(T4SS)注入宿主细胞,激活致癌信号通路;VacA毒素则通过破坏溶酶体功能(靶向TRPML1通道)和诱导线粒体自噬,共同促进基因组不稳定性和免疫逃逸。
代谢重编程在胃癌中的核心作用
肿瘤细胞通过代谢重编程满足快速增殖需求,其中Warburg效应(有氧糖酵解)提供能量及生物合成前体;脂质代谢异常(脂肪酸合成/氧化重塑)支持膜结构构建和信号传导;氨基酸代谢(如谷氨酰胺分解)则为核苷酸合成和氧化应激防御提供底物。这些代谢改变共同驱动肿瘤侵袭、转移及化疗抵抗。
H. pylori调控的糖酵解重编程
H. pylori通过多通路激活胃癌细胞糖酵解:
  • BHLHE40/GRIN2D轴增强葡萄糖摄取和乳酸生成;
  • MDFI通过Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号上调糖酵解酶表达;
  • CagA通过Erk通路诱导PKM2表达,并抑制SIRT3以稳定HIF-1α,协同激活PI3K/Akt/mTOR信号级联;
  • 巨噬细胞中CTH酶通过反向转硫途径(RTP)促进SAM代谢,加剧糖酵解相关炎症。
    乳酸堆积导致的微环境酸化为免疫抑制(T细胞/NK细胞功能受损)和血管生成提供条件,形成恶性循环。
H. pylori驱动的脂质代谢紊乱
H. pylori通过以下机制重构脂代谢网络:
  • 上调ACLY基因促进乙酰辅酶A(acetyl-CoA)合成,加速脂肪酸(FA)从头合成;
  • 诱导GBA1去甲基化激活鞘脂代谢,抑制铁死亡(ferroptosis);
  • PHKG2/ALOX5轴促进脂质过氧化,加剧基因组不稳定;
  • CagA介导CYP11A1线粒体移位,导致胆固醇堆积并激活线粒体自噬(mitophagy);
  • 胆固醇耗竭激活SREBP1/caveolin-1(Cav1)轴,破坏脂筏信号并招募IL-33/ST-2炎症复合物。
    脂代谢重塑通过提供膜组分、能量储备及信号分子,直接关联胃癌细胞耐药性与转移潜能。
H. pylori对氨基酸代谢的劫持
H. pylori精准调控三大氨基酸代谢通路:
  1. 1.
    谷氨酰胺代谢:CagA激活PI3K/Akt通路上调ASCT2转运体,增强谷氨酰胺摄取;VacA通过抑制mTORC1诱发氨基酸剥夺性自噬;细菌GGT酶消耗谷氨酰胺导致α-酮戊二酸(α-KG)缺乏,引发组蛋白超甲基化(H3K9me3/H3K27me3)和ROS堆积。
  2. 2.
    色氨酸代谢:cGAS-IRF3轴激活KAT2,驱动犬尿氨酸(kynurenine)通路产生免疫抑制分子(如XA),促进Treg分化和CDX2介导的肠上皮化生。
  3. 3.
    精氨酸代谢:细菌精氨酸酶竞争性消耗L-精氨酸,抑制iNOS/NO通路;宿主Arg2/ODC轴转向多胺合成,生成基因毒性H2O2
    氨基酸代谢紊乱通过表观遗传重塑、氧化应激和免疫耐受直接推动胃癌恶性转化。
靶向代谢重编程的治疗策略
  • 糖酵解抑制剂:HK2拮抗剂(芬氟拉明、黄芩素)、PKM2抑制剂(LY294002)、LDH-A抑制剂联合免疫检查点抑制剂(抗PD-1/PD-L1)可逆转化疗耐药;
  • 脂代谢靶点:ACLY抑制剂、SOAT1抑制剂(Avasimibe)通过调节胆固醇酯化增强CD8+T细胞毒性;
  • 氨基酸代谢干预:ASCT2/GS双靶点阻断、IDO1抑制剂(如CB-839)联合CLDN18.2-CAR-T疗法,或精氨酸酶抑制剂(OATD-02)均可重塑肿瘤微环境。
    基于多组学的胃癌代谢分型(糖酵解主导型 vs. 谷氨酰胺依赖型)为个体化治疗提供新方向。
结论与展望
H. pylori通过代谢重编程赋予胃癌细胞增殖、侵袭及免疫逃逸能力。未来研究需聚焦于代谢通路与H. pylori根除疗法的协同作用,为胃癌精准治疗提供理论依据。
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