综述:靶向膜接触位点调节脂质动态:创新癌症疗法的探索

【字体: 时间:2025年02月17日 来源:Cell Communication and Signaling 8.2

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  为探究肿瘤脂质代谢调控机制,研究人员聚焦膜接触位点(MCS),发现其在肿瘤进展中作用关键,为抗癌治疗提供新方向。

  在细胞的微观世界里,各种细胞器就像一个个精密的小工厂,各自承担着独特的任务。然而,它们并非孤立存在,而是通过一些特殊的 “桥梁” 相互协作,其中膜接触位点(MCS)就是这样至关重要的存在。MCS 是细胞器之间通过膜结构紧密相连的区域,在这里,离子、脂质等分子能够高效地进行交换和传递,对维持细胞的正常功能起着关键作用。
脂质代谢在肿瘤的发生发展中扮演着极为重要的角色。癌细胞如同贪婪的 “掠夺者”,为了满足自身快速增殖和生存的需求,会疯狂地摄取和合成脂质。然而,传统的抑制脂肪酸或胆固醇生物合成的治疗策略,由于受到饮食脂质补偿的影响,在临床实践中的效果并不理想。因此,探寻更具针对性的干预脂质代谢的方法,成为了癌症治疗领域亟待解决的难题。在这样的背景下,研究人员迫切需要深入了解细胞如何利用 MCS 来调节脂质的合成、代谢和运输,以及这一过程对肿瘤进展的影响,从而为开发新型抗癌药物提供理论依据。

福建医科大学等机构的研究人员开展了相关研究,他们的成果发表在《Cell Communication and Signaling》上。该研究全面分析了细胞利用 MCS 调节脂质代谢的机制,以及 MCS 介导的脂质动态对肿瘤进展的影响,并探讨了针对 MCS 相关脂质代谢的抗癌治疗新策略。这一研究为癌症治疗开辟了新的思路,有望为众多癌症患者带来新的希望。

研究人员在研究过程中运用了多种技术方法。他们借助免疫组织化学(IHC)、下一代测序(NGS)、实时定量 PCR(qRT-PCR)等技术,对相关分子和基因进行检测分析;利用荧光探针成像、高光谱相干拉曼散射(HS-CRS)显微镜、冷冻电子断层扫描(cryo-ET)等先进成像技术,观察细胞内脂质代谢相关过程和细胞器的变化 。

研究结果主要体现在以下几个方面:

  • MCS 的结构与功能:MCS 主要存在于内质网(ER)、线粒体、高尔基体等细胞器的膜之间,通过特定的蛋白质复合物紧密相连,形成狭窄的间隙,便于物质交换和信号传递。与之相关的分子包括连接蛋白、脂质转移蛋白、Ca2+通道蛋白和信号转导分子等,它们共同维持着 MCS 的正常功能。
  • MCS 在癌细胞脂质代谢中的作用
    • 脂质储存:在癌细胞中,ER-LD 接触位点对脂质储存至关重要。例如,Seipin 蛋白通过与其他分子协作,影响脂质滴(LD)的形成和生长;Oxysterol-binding protein(OSBP)及相关蛋白(ORPs)在 ER-LD 接触位点参与脂质合成和交换。此外,核膜 - LD、LD-LD 接触也在脂质储存和代谢中发挥着重要作用。
    • 脂质合成与分解:ER - 线粒体接触位点参与多种脂质的合成,如磷脂酰乙醇胺(PE)、甘油三酯(TG)和胆固醇等;LD - 线粒体接触在脂质氧化过程中意义重大;ER - 线粒体 - LD 之间的相互作用也对脂质代谢产生影响。同时,LD - 过氧化物酶体接触在脂质分解中发挥着关键作用。
    • 脂质运输与循环:LD 与自噬体 / 溶酶体、ER 与高尔基体、高尔基体与内体、ER 与内体、ER 与溶酶体、ER 与质膜(PM)、核膜(NM)与线粒体、溶酶体与线粒体等接触位点,均在脂质运输和循环过程中承担着不可或缺的功能。

  • 脂质通过 MCS 对肿瘤微环境的影响
    • 调节 T 细胞:在结直肠癌(CRC)中,胆固醇会促进 ER 和线粒体膜分子相互作用,导致 CD8+ T 细胞耗竭;而抗原呈递细胞(APC)与 T 细胞接触时,SNX27 蛋白会参与调节 T 细胞的激活。
    • 影响 B 细胞:在肥胖状态下,B 细胞受体(BCR)激活会引发一系列反应,促进抗原加工和抗体分泌,同时 n-3 多不饱和脂肪酸(PUFAs)可调节 B 细胞功能。
    • 作用于树突状细胞和巨噬细胞:肿瘤相关树突状细胞(DCs)中,富含氧化脂质的 LDs 会影响抗原呈递;Sec22b 和 ORP8 的相互作用则对吞噬体成熟至关重要。在肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)中,caspase-1 对 PPARγ 的切割会导致脂质滴积累和乳酸分泌增加。
    • 参与病毒组装:丙型肝炎病毒(HCV)的组装依赖于 LDs 和 ER 的相互作用,冠状病毒 ORF6 蛋白也通过调节 ER-LD 相互作用影响病毒生产。

  • 不同癌症类型中 MCS 的异质性:不同类型的肿瘤在代谢特性上存在差异,这与 MCS 密切相关。例如,在人类星形细胞瘤中,不同分化程度的细胞其 MCS 存在明显不同;而且 MCS 相关分子的表达在不同肿瘤中的作用也各不相同,这表明 MCS 在癌症诊断和治疗中具有潜在的应用价值。
  • MCS 介导脂质动态的肿瘤标志物及治疗意义:以 DGAT1/2、FATP1、CERT 等为代表的 MCS 相关分子,以及 LDs、线粒体等细胞器,在肿瘤的发生发展过程中扮演着至关重要的角色,它们可以作为潜在的治疗靶点。目前,针对这些靶点的相关疗法已经在临床前研究和临床试验中取得了一定的成果,然而,药物的副作用和疗效的局限性依然是需要攻克的难题 。

研究结论表明,MCS 在维持细胞脂质稳态方面具有关键作用,其不仅影响肿瘤细胞的代谢,还对肿瘤微环境中的免疫细胞功能以及肿瘤相关病毒的包装产生作用,进而推动肿瘤的恶性进展。该研究为未来针对 MCS 信号通路的抗癌药物研发提供了全新的思路。不过,研究也指出,在精准医学时代,进一步探究不同癌症类型或突变中 MCS 及其相关分子的差异十分必要。同时,借助冷冻电子断层扫描、超分辨率显微镜等先进技术,有望发现 MCS 新的结构和功能,为癌症的精准治疗提供更有力的支持。
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