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综述:乳酸化修饰在癌症进展和耐药性中的作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月08日 来源:Drug Resistance Updates 15.8
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这篇综述系统阐述了乳酸(lactate)作为能量底物、代谢物和信号分子在癌症中的核心作用,重点揭示了新型翻译后修饰——乳酸化(lactylation)通过调控组蛋白(H3K18等位点)和非组蛋白功能影响肿瘤微环境(TME)、代谢重编程(Warburg效应)及耐药性的分子机制,为靶向LDHA/MCT1等通路的治疗策略提供了理论依据。
乳酸化修饰:连接代谢异常与癌症进展的分子桥梁
乳酸生成与转运的代谢基础
肿瘤细胞通过Warburg效应将葡萄糖大量转化为乳酸,即使在有氧条件下仍依赖糖酵解。乳酸脱氢酶(LDHA)催化丙酮酸还原为乳酸,同时再生NAD+维持糖酵解持续进行。单羧酸转运蛋白(MCT1/4)介导乳酸在细胞内外穿梭,形成浓度梯度达10-30 mM的酸性微环境,为乳酸化修饰提供底物。
乳酸化修饰的分子机制
乳酸直接作为修饰基团共价结合组蛋白(如H3K18la)和非组蛋白的赖氨酸残基。这种表观遗传标记直接激活染色质转录,且受LDHA活性和缺氧微环境调控。值得注意的是,尽管乳酸水平高,仅不足10%的蛋白质发生乳酸化,提示其修饰具有高度选择性。
组蛋白乳酸化驱动肿瘤恶性表型
在多种癌症中,H3K18la等位点修饰水平显著升高,直接激活促癌基因(如MYC)和免疫抑制因子(如PD-L1)的转录。低pH-TME通过增强组蛋白乳酸化促进肿瘤免疫逃逸,并与化疗耐药相关。
非组蛋白乳酸化的功能拓展
近期研究发现,乳酸化可调控p53、HIF-1α等关键信号蛋白的稳定性,影响DNA损伤修复和血管生成。例如,乳酸化修饰的HIF-1α在肾癌中通过增强VEGF表达促进转移。
靶向乳酸化通路的治疗策略
临床前研究显示,抑制LDHA(如GSK2837808A)或MCT1(AZD3965)可降低乳酸化水平,逆转耐药性。糖酵解抑制剂2-脱氧葡萄糖(2-DG)联合PD-1抗体显著增强抗肿瘤免疫。
挑战与展望
当前研究需解决三大问题:乳酸化特异性识别酶、动态调控机制及其在TME细胞互作中的作用。开发高灵敏度检测技术(如质谱定位新位点)和组织特异性动物模型将是未来重点。
结语
乳酸化修饰作为代谢与表观遗传的交叉节点,为理解癌症异质性和耐药提供了新视角。尽管靶向治疗尚处早期阶段,但结合代谢干预与免疫治疗的策略有望突破现有治疗瓶颈。
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