甘露糖：膀胱癌治疗的新希望 —— 抑制 PKM2乳酸化诱导细胞焦亡并激活抗肿瘤免疫反应

膀胱癌治疗面临疗效差、易复发难题。研究人员开展甘露糖对膀胱癌作用的研究，发现甘露糖可抑制癌细胞生长，诱导焦亡，激活 NF-κB 通路，还能增强免疫治疗效果，为膀胱癌治疗提供新策略。

　　在泌尿系统疾病的领域中，膀胱癌如同一个顽固的 “敌人”，严重威胁着人们的健康。膀胱癌分为肌肉浸润性（MIBC）和非肌肉浸润性（NMIBC）亚型，NMIBC 占新诊断病例的约 75%，但高达 20% 会进展为 MIBC。而且，NMIBC 患者治疗后复发率在 50 - 70%，MIBC 患者在膀胱切除术后 5 年内复发率也高达 50%。当前，一线铂类化疗的缓解率仅为 36 - 65%，且无法改善总体生存率，免疫疗法虽有潜力，但仍急需更有效的药物来遏制肿瘤复发和进展。

在这样的困境下，一种常见于各种植物和水果中的天然单糖 —— 甘露糖，引起了研究人员的注意。它在人体体液中浓度较低，主要经泌尿系统排出，并在膀胱中积累，这使其在治疗泌尿系统疾病方面具有独特优势。此前研究已证实甘露糖对治疗大肠杆菌引起的尿路感染有效，且安全性和生物相容性良好，在多种癌症中也展现出抗肿瘤效果，不过其在膀胱癌中的作用机制尚不明确。

为了解开这个谜团，广州医科大学附属第一医院、中国医科大学肿瘤医院等机构的研究人员开展了深入研究。他们发现甘露糖可显著抑制膀胱癌细胞、异种移植物和类器官的生长，还能激活抗肿瘤免疫反应，增强免疫检查点抑制剂的疗效。这一重要研究成果发表在《Communications Biology》上。

研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。细胞实验方面，通过克隆形成实验、CCK - 8 实验检测细胞增殖能力；利用流式细胞术进行细胞周期和细胞死亡分析。分子生物学实验上，采用蛋白质免疫印迹（WB）检测蛋白表达水平；运用免疫共沉淀（co - IP）探究蛋白间相互作用；借助 RNA 测序和实时定量 PCR（RT - qPCR）分析基因表达变化。此外，还构建了患者来源的类器官培养体系，建立了异种移植小鼠模型来进行体内实验研究。

研究结果如下：

• 甘露糖抑制膀胱癌肿瘤生长：研究人员评估多种癌细胞系和尿路上皮细胞中磷酸甘露糖异构酶（PMI）的水平，发现甘露糖能显著抑制膀胱癌细胞系生长，且与 PMI 表达水平无关。选取 5637 和 UMUC3 细胞深入研究，确定其 IC₅₀值，细胞周期分析表明甘露糖使细胞阻滞在 G₁/S 期，还促进细胞死亡，但不依赖于凋亡途径。同时，甘露糖抑制患者来源的膀胱癌类器官生长，在体内实验中也抑制了膀胱癌异种移植物的生长，并且能协同增强顺铂和吡柔比星诱导的细胞凋亡。
• 甘露糖结合 PKM₂并抑制其酶活性：通过生物素标记的甘露糖下拉实验和质谱分析，确定丙酮酸激酶 M2（PKM₂）是甘露糖的高丰度结合靶点。多种实验证实了甘露糖与 PKM₂的特异性结合，分子对接和动力学模拟揭示了其结合方式和对 PKM₂构象的影响，且甘露糖能抑制膀胱癌细胞中的丙酮酸激酶活性。
• 甘露糖抑制乳酸生成和乳酸化：研究发现甘露糖显著降低培养基酸化和细胞糖酵解能力，代谢组学分析表明其影响丙酮酸代谢途径，降低乳酸和丙酮酸水平，抑制细胞 ATP 生成，且能抑制膀胱癌细胞和异种移植物中的整体乳酸化水平。
• 甘露糖通过调节 K433 乳酸化促进 PKM₂核转位：研究人员鉴定出 PKM₂的 K433 为乳酸化位点，发现甘露糖处理降低 PKM₂乳酸化，促进其乙酰化，增强 PKM₂ Y105 磷酸化，进而促进 PKM₂核转位，外源性乳酸可逆转这一过程。
• 甘露糖调节 PKM₂核转位激活 NF - κB 通路并促进细胞焦亡：RNA 测序和转录因子分析显示，甘露糖处理的膀胱癌细胞中差异表达基因与 NF - κB 转录因子 RELA（p65）和 NFKB1（p50）显著相关。实验证实甘露糖激活 p50 和 p65，促进非凋亡性细胞死亡，激活 NF - κB 通路，细胞出现典型的细胞焦亡特征。
• 甘露糖激活 NF - κB 和 NLRP1/Caspase - 1/GSDMD/IL - 1β 依赖的细胞焦亡：研究发现甘露糖处理后，膀胱癌细胞中细胞焦亡相关因子 IL - 1β、IL - 18 和 TNF 表达显著增加，增强焦亡效应因子 GSDMD 转录，激活 Caspase - 1 和 NLRP1，乳酸补充可抑制这些效应。在裸鼠异种移植物中，甘露糖也促进了相关蛋白表达，证实其促进细胞焦亡的作用。
• 甘露糖通过细胞焦亡激活抗肿瘤免疫反应：在 C57BL/6 小鼠实验中，甘露糖显著抑制 MB49 异种移植物生长，且不影响体重和血糖。RNA 测序和免疫浸润分析表明，甘露糖促进 T 细胞激活、体液免疫反应和促炎反应。免疫组化染色和 PCR 分析进一步证实相关蛋白和基因表达变化，且甘露糖与抗 Pd - 1 抗体联合使用，抗肿瘤效果更佳。

研究结论和讨论部分指出，甘露糖作为一种天然单糖，具有良好的生物相容性和安全性，在膀胱癌治疗中展现出巨大潜力。它直接靶向 PKM₂，抑制其酶活性，调节代谢和蛋白修饰，诱导细胞焦亡，激活抗肿瘤免疫反应，还能与化疗和免疫疗法协同增效。未来可进一步探索口服甘露糖联合膀胱灌注甘露糖溶液的临床疗效，以及联合免疫检查点抑制剂的三联疗法，有望为膀胱癌患者带来新的希望，推动膀胱癌治疗领域的发展。