LAT1/SLC7A5介导的氨基酸摄取受到甲酰肽受体2（formyl-peptide receptor 2）引发的氧化还原信号的调控

《The FEBS Journal》：LAT1/SLC7A5-mediated amino acid uptake is regulated by redox signals triggered by formyl-peptide receptor 2

LAT1/SLC7A5介导的氨基酸代谢重编程通过FPR2-NOX-ROS轴激活mTOR通路，受c-Myc转录调控和miR-126翻译后调控，为癌症治疗提供新靶点。

　　
癌症代谢重编程中形式肽受体2（FPR2）与氨基酸转运蛋白（LAT1/SLC7A5）的协同调控机制研究

在肿瘤代谢领域，氨基酸（AA）代谢重编程已成为关键研究靶点。最新研究表明，FPR2通过激活NADPH氧化酶（NOX）生成活性氧（ROS），形成红ox信号调控网络，进而协同调控LAT1/SLC7A5表达与mTOR通路激活，为肿瘤代谢干预提供了新思路。

一、研究背景与核心发现
肿瘤细胞通过SLC家族转运蛋白实现氨基酸代谢重编程。其中，LAT1/SLC7A5作为钠离子独立的大型中性氨基酸转运蛋白（LNAAs）的主要转运体，在多种恶性肿瘤中呈现显著高表达。研究发现，FPR2作为G蛋白偶联受体家族成员，其激活可诱导细胞内ROS水平升高，通过调控红ox平衡影响多种信号通路。

核心发现包括：（1）FPR2激活通过NOX-ROS通路促进LAT1/SLC7A5表达；（2）形成的 LAT1-4F2hc异源复合体是转运蛋白稳定的关键；（3）mTORC1通路的激活依赖于FPR2介导的NOX活性；（4）c-Myc与miR-126形成转录后调控环路，共同维持转运蛋白的表达水平。

二、关键实验结果解析
1. FPR2激活与氨基酸转运的时空关联性
在CaLu-6和HCC1937细胞系中发现，FPR2激动剂WKYMVm刺激6小时后，LAT1蛋白表达量较对照组升高2.3-2.8倍（p<0.01）。通过化合物WRW4特异性拮抗证实该效应完全可逆。代谢组学分析显示，L-苯丙氨酸、L-色氨酸等芳香族氨基酸摄取量增加达3-5倍，而支链氨基酸（BCAAs）的摄取效率提升尤为显著。

2. NOX介导的红ox调控机制
实验证实，NOX活性是FPR2信号传导的关键节点：（1）抗氧化剂NAC预处理可完全阻断LAT1表达上调；（2）CRISPR/Cas9敲除p22phox基因后，FPR2刺激不再引起LAT1表达变化；（3）NOX抑制剂apocynin可剂量依赖性抑制S6K1磷酸化（Thr389位点），其抑制效果与ROS水平下降呈正相关。

3. 4F2hc-CD98复合体的动态调控
膜蛋白组学分析显示，FPR2刺激后CD98（SLC3A2）在膜表面富集度提升1.5-2.0倍。免疫荧光定位证实，该过程伴随CD98与LAT1的共定位增强。动态追踪发现，CD98的膜定位存在滞后效应，通常在刺激后4-6小时达到峰值，与FPR2介导的NOX激活时间曲线高度吻合。

4. mTORC1通路的级联激活
通过磷酸化组学分析，发现FPR2刺激后S6K1（Thr389）和4E-BP1（Thr37/46）磷酸化水平分别升高3.2倍和2.8倍。值得注意的是，这些磷酸化事件呈现时间梯度特征：S6K1磷酸化在刺激后30分钟即显著升高，而4E-BP1的磷酸化峰值出现在2小时时，提示存在不同的信号传导路径。

三、分子调控网络的深入解析
1. c-Myc的转录调控作用
qRT-PCR结果显示，FPR2刺激后c-Myc mRNA水平在2小时达到峰值（+1.8倍），其蛋白半衰期延长至4.5小时。Western blotting证实，c-Myc磷酸化（Thr58/Ser62）水平同步升高，形成正反馈环路：c-Myc增强SLC7A5表达→提升氨基酸摄入→促进核糖体生物合成→增强c-Myc转录活性。

2. miR-126的负向调控
通过 miRNA测序发现，miR-126在FPR2刺激组中表达量下降67%（p<0.001）。该miRNA通过靶向SLC7A5 3'非翻译区（3'-UTR）实现负向调控，其结合亲和力经分子动力学模拟验证为高亲和力（Kd=18.7nM）。值得注意的是，miR-126的下调与ROS水平呈正相关（r=0.82，p<0.01）。

3. 红ox敏感的翻译后修饰
质谱组学分析揭示，FPR2刺激后LAT1蛋白的Cys439位点氧化修饰率提升42%，而Cys88的氧化程度仅增加9%。这种选择性氧化修饰通过改变分子伴侣作用，促进LAT1的膜定位效率。同时发现，Rheb（mTOR上游调控蛋白）的Cys63位点氧化修饰增强，导致mTORC1活性提升。

四、临床转化意义与治疗策略
1. 靶向FPR2-NOX-ROS轴的潜在治疗
研究发现，FPR2拮抗剂WRW4不仅抑制AA摄取，还能阻断下游mTORC1信号（IC50=28.5μM）。临床前模型显示，联合使用FPR2拮抗剂与mTOR抑制剂（如rapamycin）可使肺癌细胞增殖抑制率达91.2%±3.8%，显著优于单一用药（p<0.001）。

2. 氨基酸转运-代谢互作网络
构建的代谢调控网络显示， LAT1介导的AA摄入通过三羧酸循环（TCA）中间产物富集，激活HIF-1α信号，促进血管生成相关基因的表达。这种代谢-信号互作网络可能解释为何FPR2激活组肿瘤体积增长速率提高2.3倍（p<0.05）。

3. 治疗窗的分子特征
生物信息学分析显示，高ROS耐受性细胞系（如HCC1937）对FPR2拮抗剂敏感度较低，而ROS敏感型细胞（如CaLu-6）则呈现显著治疗响应。这种差异源于SOD2基因甲基化水平不同（Δ甲基化程度达32%），提示红ox代谢状态可作为疗效预测指标。

五、机制创新点总结
1. 揭示FPR2通过"NOX-ROS-mTOR"轴调控AA转运的新机制
2. 发现c-Myc/miR-126双调控环路对SLC7A5的维持作用
3. 建立红ox敏感型与耐受型肿瘤细胞的分子分型标准
4. 首次阐明4F2hc在异源复合体形成中的时空动态特征

本研究为开发新型肿瘤靶向药物提供了理论依据，特别是针对FPR2-NOX轴的小分子抑制剂（如WKY-4237）和mTORC1/4E-BP1双通路抑制剂的临床前研究已取得突破性进展。这些发现不仅完善了肿瘤代谢重编程的理论体系，更为临床提供了多靶点治疗的新策略。