综述:代谢组学作为理解和治疗三阴性乳腺癌的工具

【字体: 时间:2025年05月03日 来源:Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 3.1

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  (推荐语)本综述系统阐述代谢组学(Metabolomics)在揭示三阴性乳腺癌(TNBC)代谢特征中的关键作用,聚焦质谱(MS)、核磁共振(NMR)等技术发现的脂肪酸/氨基酸代谢重编程、缺氧驱动通路及谷胱甘肽(GSH)异常,强调多组学整合与人工智能(AI)在个性化治疗中的应用前景,呼吁跨学科合作推动临床转化。

  

代谢组学技术揭示TNBC的代谢特征

三阴性乳腺癌(TNBC)因缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)表达,导致治疗选择有限。代谢组学通过分析小分子代谢物(<500 Da),发现TNBC存在显著的脂肪酸β-氧化增强、支链氨基酸(BCAAs)分解代谢亢进以及谷胱甘肽(GSH)合成通路激活。质谱(MS)技术检测到肿瘤组织中乳酸水平升高,印证了Warburg效应;核磁共振(NMR)则揭示了缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)驱动的糖酵解酶表达上调。

关键代谢通路与治疗靶点

  1. 脂质代谢异常:乙酰辅酶A羧化酶(ACC)过度活化促进脂肪酸合成,为TNBC提供膜构建原料和能量。
  2. 氨基酸依赖:谷氨酰胺酶(GLS1)介导的谷氨酰胺分解为三羧酸循环(TCA)提供α-酮戊二酸,靶向抑制该酶可诱导肿瘤细胞凋亡。
  3. 氧化应激调控:GSH/氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值失衡导致化疗耐药,抑制γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)可增强铂类药物敏感性。

多组学整合与临床转化挑战

代谢组学与基因组学、蛋白质组学(Proteomics)的联合分析发现,TP53突变与丝氨酸合成通路(SSP)激活显著相关。机器学习算法(如随机森林)通过分析代谢物指纹图谱,可预测患者对蒽环类药物的响应率。然而,样本异质性、批次效应标准化及前瞻性临床试验验证仍是当前主要瓶颈。

未来方向:AI驱动的精准医疗

人工智能(AI)辅助的代谢网络建模可识别新型生物标志物组合,如丙酮酸激酶M2型(PKM2)与2-羟基戊二酸(2-HG)的协同诊断价值。类器官模型和微流控芯片技术的结合,为模拟TNBC微环境代谢交互提供了新工具。最终目标是通过液体活检实现代谢动态监测,指导治疗方案实时调整。

(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加非原文信息,专业术语均保留原文格式。)

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