综述:乳酸在铁死亡调控中的作用:肿瘤进展与治疗的新视角

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Pharmacological Research 9.1

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  这篇综述系统阐述了乳酸(lactate)作为糖酵解副产物和信号分子,通过调控能量代谢、脂肪酸代谢、氧化还原稳态及蛋白质乳酸化修饰(lactylation),在铁死亡(ferroptosis)中发挥的双重作用:非肿瘤条件下促进铁死亡,而肿瘤微环境(TME)中通过激活AMPK-SREBP1-SCD1通路、抑制ACSL4/LPCAT3介导的多不饱和脂肪酸(PUFA)过氧化等机制诱导肿瘤细胞铁死亡抵抗,为靶向乳酸代谢的肿瘤治疗提供新策略。

  

乳酸代谢与功能

乳酸主要来源于糖酵解,经乳酸脱氢酶(LDH)催化生成,通过单羧酸转运蛋白(MCT1/4)在细胞间穿梭。作为能量载体,乳酸参与三羧酸循环(TCA)供能;通过调节NAD+/NADH平衡维持氧化还原稳态;通过激活GPR81受体或诱导组蛋白/非组蛋白乳酸化修饰(如H3K18la、MDH2 K241la)调控基因表达和蛋白功能。

乳酸在铁死亡中的双重作用

非肿瘤疾病(如心肌缺血再灌注损伤、脓毒症):乳酸积累通过抑制AMPK/GPX4轴或诱导PCK2乳酸化,促进线粒体功能障碍和铁死亡。肿瘤微环境中,乳酸通过以下机制抵抗铁死亡:

  1. 代谢重编程:激活AMPK-SREBP1-SCD1通路,增加单不饱和脂肪酸(MUFA)合成,替代易氧化的PUFA;
  2. 抗氧化系统:组蛋白H4K12la上调GCLC表达增强谷胱甘肽(GSH)合成,非组蛋白NSUN2 K508la稳定GCLC mRNA;
  3. 铁代谢干预:H3K14la促进铁转运蛋白(TFRC)转录,抑制铁输出蛋白(FPN1),增加细胞内游离铁;
  4. 线粒体调控:MDH2 K241la导致线粒体碎片化和ROS累积。

靶向乳酸的铁死亡调控策略

  1. 纳米材料:搭载乳酸氧化酶(LOX)的纳米颗粒消耗乳酸并生成H2O2,增强Fenton反应(如PM@ESL NPs);
  2. MCT抑制剂:阻断MCT4介导的乳酸外排,诱导胞内酸化和铁死亡(如siMCT4-PAMAM);
  3. 表观遗传干预:HDAC抑制剂降低HDAC1 K412乳酸化,通过m6A修饰减少FSP1表达,增敏化疗。

临床转化潜力

乳酸化修饰(如H3K18la)可作为铁死亡敏感性的生物标志物;靶向乳酸代谢的联合治疗(如LOX纳米颗粒联合PD-1抑制剂)在肝癌、三阴性乳腺癌中显示协同抗肿瘤效果。未来需解决金属纳米材料毒性问题,并开发实时监测技术推动临床转化。

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