综述:乳酸化修饰在不同类型癌症中的机制与作用

【字体: 时间:2025年04月19日 来源:Discover Oncology 2.8

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  本文系统综述了乳酸化(lactylation)这一新兴蛋白质翻译后修饰(PTM)在肿瘤微环境(TME)中的双重作用。通过解析乳酸化对DNA修复(如GC中MRN复合物)、代谢重编程(如CRC中ENO1)、免疫调节(如BCa中CD8+ T细胞)等关键通路的影响,揭示了靶向乳酸相关酶(如LDHA、AARS1)和通路(如Hippo、Warburg效应)的治疗潜力。文章强调乳酸化在促癌与抑癌中的矛盾性,为开发新型抗癌策略提供理论依据。

  

乳酸化修饰:癌症研究的新前沿

乳酸化:一种新型蛋白质翻译后修饰
乳酸化主要发生在蛋白质的赖氨酸残基上,包括组蛋白和非组蛋白。组蛋白乳酸化修饰(如H3 K18la)通过富集在特定基因启动子区域调控转录,而非组蛋白乳酸化(如NBS1、MRE11)则通过改变蛋白功能影响肿瘤发展。肿瘤细胞中乳酸化水平显著高于正常细胞,且高乳酸水平常预示不良预后。

胃癌中的乳酸化机制与治疗策略
在胃癌(GC)中,乳酸化通过MRN复合物(NBS1 K388la、MRE11 K673la)增强DNA损伤修复能力,导致放化疗耐药。TIP60和CBP分别作为乳酸转移酶催化这些修饰,而HDAC3则发挥去乳酸化作用。靶向LDHA的抑制剂(如草酸钠)可降低乳酸水平,逆转耐药性。此外,AARS1介导的YAP-TEAD1乳酸化通过Hippo通路促进肿瘤进展,而SIRT1可作为去乳酸化酶拮抗这一过程。

结直肠癌中的乳酸化与免疫代谢调控
结直肠癌(CRC)中,乳酸化通过METTL3(K281/K345la)和NSUN2(K356la)分别增强JAK1-STAT3信号通路和ENO1介导的糖酵解,促进免疫抑制和代谢重编程。RUBCNL的乳酸化上调诱导自噬,导致抗血管生成药物(如贝伐珠单抗)耐药。KAT8催化的eEF1A2 K408la则通过促进蛋白质合成加速肿瘤增殖,其抑制剂MG149展现出治疗潜力。

其他癌症中的乳酸化特异性机制

  • 前列腺癌(PCa):HIF1α乳酸化稳定化驱动KIAA1199表达,促进血管生成和血管拟态(VM)。
  • 胰腺导管腺癌(PDAC):H3 K18la在TTK/BUB1B启动子的积累形成正反馈循环,HDAC2是关键的乳酸化调控因子。
  • 乳腺癌:AARS1介导的p53 K120/K139la抑制其DNA结合能力,β-丙氨酸竞争性抑制可恢复p53功能。
  • 肝细胞癌(HCC):AK2 K28la破坏能量稳态,GLUT1高表达与乳酸化水平正相关。
  • 膀胱癌(BCa):circXRN2通过Hippo通路降低H3 K18la,抑制LCN2驱动的肿瘤进展。
  • 胶质母细胞瘤(GBM):PKM2-ALDH1A3轴增加乳酸生成,XRCC1 K247la增强DNA修复导致治疗抵抗。

讨论与展望
乳酸化在癌症中呈现"双刃剑"特性:既通过MRN复合物、代谢酶等促癌,又能激活CD8+ T细胞或诱导铜死亡(cuproptosis)发挥抑癌作用。未来需明确D-乳酸修饰、特异性乳酸转移酶的鉴定,以及与其他PTM(如乙酰化、泛素化)的交互作用。靶向乳酸化相关分子(如AARS1、METTL3)的抑制剂与现有疗法联用,或将成为突破肿瘤耐药瓶颈的新策略。

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