综述:果糖代谢及其在代谢性疾病、炎症性疾病和癌症中的作用

【字体: 时间:2025年06月24日 来源:Molecular Biomedicine 6.3

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  这篇综述系统阐述了果糖(fructose)代谢途径及其与代谢综合征(如MAFLD、胰岛素抵抗)、慢性炎症(肠道/肝脏/神经炎症)及肿瘤发展的复杂关联。文章揭示了果糖通过GLUT5/KHK轴代谢调控SREBP1c、NF-κB、NLRP3等关键通路,提出靶向果糖代谢是治疗代谢紊乱和癌症的潜在策略。

  

果糖与果糖代谢
果糖作为自然界最甜的己糖,广泛存在于蜂蜜和水果中,也是食品工业中常用的甜味剂。与葡萄糖不同,果糖主要通过葡萄糖转运蛋白5(GLUT5)被动吸收,并在肝脏中经酮己糖激酶(KHK)快速磷酸化为果糖-1-磷酸,绕过糖酵解限速步骤直接进入代谢通路。这种独特的代谢特性使其在能量过剩时更易诱发代谢紊乱。

果糖在代谢疾病中的作用
过量果糖摄入与肥胖、代谢功能障碍相关脂肪肝病(MAFLD)、高胰岛素血症和高血压密切相关。在肝脏中,果糖通过激活固醇调节元件结合蛋白1c(SREBP1c)促进新生脂肪生成(DNL),同时消耗大量ATP导致尿酸(UA)堆积,进而触发氧化应激和炎症。肾脏中,果糖代谢通过抑制一氧化氮(NO)生成和激活肾素-血管紧张素系统(RAS)促进高血压发展。

系统性慢性炎症的触发机制
果糖可破坏肠道屏障完整性,增加脂多糖(LPS)入血,通过Toll样受体4(NF-κB)通路激活巨噬细胞释放肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。在脑部,果糖代谢产物UA通过激活海马区TLR4/NF-κB通路诱发神经炎症,而肠道菌群紊乱导致的短链脂肪酸(SCFA)减少进一步加剧这一过程。

癌症中的双刃剑效应
肿瘤细胞通过上调GLUT5和KHK-A利用果糖作为替代碳源,促进糖酵解、丝氨酸合成通路(SSP)和多醇途径代谢重编程,支持其增殖。例如,结直肠癌肝转移中醛缩酶B介导的果糖代谢驱动肿瘤适应高果糖环境。但最新研究发现,果糖可激活脂肪细胞mTORC1通路促进瘦素(leptin)分泌,增强CD8+ T细胞抗肿瘤活性,显示其免疫调节潜力。

治疗策略展望
靶向GLUT5/KHK轴的抑制剂(如PF-06835919)可改善MAFLD患者肝脏脂肪沉积。调节肠道菌群(如补充植物花青素)或阻断内源性果糖生成(抑制AKR1B1)成为干预代谢疾病和癌症的新方向。未来需结合肿瘤微环境特性,探索果糖代谢干预与免疫治疗的协同效应。

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