综述:解码代谢-免疫轴:中性粒细胞糖酵解驱动的肿瘤微环境重塑及其治疗应用

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Pharmacological Research 9.1

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  这篇综述深入探讨了中性粒细胞(Neutrophils)通过糖酵解(Glycolysis)重编程在肿瘤微环境(TME)中的双重作用,揭示了其代谢-免疫轴(Metabolic-immune Axis)如何调控N1/N2表型转化、NETs形成及促转移生态位构建。作者系统梳理了靶向GLUT1/HIF-1α/CXCR2等关键通路的新型治疗策略,为开发联合免疫代谢疗法提供了理论蓝图。

  

解码中性粒细胞糖酵解驱动的肿瘤生态革命

代谢-免疫轴的核心博弈
中性粒细胞作为外周血中最丰富的先天免疫细胞,在肿瘤微环境中展现出惊人的可塑性。传统认知中它们是短暂的"炎症消防员",但最新研究发现其寿命可被TME显著延长,并通过糖酵解重编程获得促肿瘤特性。这种代谢转变如同为中性粒细胞装上"永动机",让它们从抗肿瘤的N1表型转变为促转移的N2亚群,成为肿瘤的"帮凶"。

糖酵解:中性粒细胞的能量变装秀
在骨髓发育阶段,中性粒细胞前体主要依赖三羧酸循环(TCA)供能。但成熟后迅速切换至糖酵解和磷酸戊糖途径(PPP),这种代谢偏好使其成为TME中的"葡萄糖饕餮"。有趣的是,肿瘤细胞分泌的G-CSF和CXCL8等因子会进一步激活GLUT1/PKM2等糖酵解关键蛋白,促使中性粒细胞在缺氧区域形成"代谢共生体"。当PPP途径增强时,产生的NADPH通过NOX复合物转化为大量ROS,不仅损伤DNA,还促进中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)的形成——这些带着组蛋白和蛋白酶"武器"的DNA网络,成为肿瘤转移的"分子桥梁"。

缺氧与乳酸:TME的代谢操纵术
在肿瘤核心的缺氧地带,HIF-1α如同代谢指挥家,上调HK2等糖酵解酶表达。胰腺癌模型中,CXCR2+
中性粒细胞在此区域展现出超强糖酵解活性,其分泌的MMP9像"分子剪刀"般重塑细胞外基质。更精妙的是,肿瘤产生的乳酸通过MCT1/NF-κB/COX-2轴诱导PD-L1+
中性粒细胞扩增,这些"伪装者"表面携带免疫检查点分子,有效麻痹了T细胞的攻击能力。最新研究还发现,乳酸能激活AARS1传感器,通过蛋白质乳酸化修饰(Lactylation)改变p53蛋白功能,为肿瘤增殖开绿灯。

细胞社交网络:代谢信号的跨界传播
中性粒细胞在TME中建立了复杂的"社交圈"。肝癌中的CAFs通过IL-6/JAK-STAT3轴给中性粒细胞"洗脑",使其高表达PD-L1;而乳腺癌模型中,脾基质细胞通过CCL9-CCR1轴招募的中性粒细胞,则像"葡萄糖黑洞"般抢夺T细胞的能量来源。最令人惊讶的是,衰老中性粒细胞(CXCR4hi
CD62Llo
)通过释放衰老相关分泌表型(SASP)蛋白,为转移前生态位铺设"分子红毯"。

治疗新纪元:代谢靶向的精准打击
针对这一代谢轴,研究者开发了多维度干预策略:

  • 糖酵解刹车:如GLUT1抑制剂WZB117、SGLT2抑制剂达格列净,能切断中性粒细胞的能量供应链
  • 生态位瓦解:CXCR2拮抗剂Reparixin阻断中性粒细胞向肿瘤的"定向迁徙"
  • 表型重编程:真菌β-葡聚糖通过训练免疫(Trained immunity)将GMP前体极化为N1型
  • 纳米特洛伊木马:中性粒细胞膜包被的纳米颗粒可精准递送代谢抑制剂

值得注意的是,CAR中性粒细胞疗法在胶质瘤模型中展现出双重优势:既能靶向肿瘤,又可携带ROS发生器实现"代谢爆破"。而针对乳酸代谢的LOX酶疗法,则像"代谢解毒剂"般中和TME的酸性环境。

未来挑战与机遇
尽管前景广阔,中性粒细胞代谢治疗仍面临三大难题:如何区分促/抗肿瘤亚群?怎样避免免疫系统全面抑制?能否克服肿瘤代谢异质性?答案或许藏在单细胞测序揭示的10种中性粒细胞状态中,或存在于SNPH蛋白调控的线粒体"能量穿梭"机制里。这场关于代谢免疫的探秘之旅,正在改写我们对肿瘤生态的认知边界。

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