综述:尿素循环失调:癌症代谢与免疫逃逸的新前沿

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Cell Communication and Signaling 8.2

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  这篇综述深入探讨了尿素循环(UC)失调在癌症代谢重编程和免疫逃逸中的关键作用。文章系统分析了UC酶(如CPS1、ASS1、ARG1)在肿瘤中的异常表达如何促进氮代谢重编程,并通过代谢中间产物(如精氨酸、鸟氨酸)调控肿瘤微环境(TME)的免疫抑制性。作者提出靶向UC(如ADI-PEG20、DFMO)联合免疫检查点抑制剂(ICIs)的治疗策略,为癌症治疗提供了新思路。

  

尿素循环失调与癌症代谢

尿素循环(UC)作为氮代谢的核心通路,其失调(UCD)在癌症中表现为酶表达异常和代谢流重塑。近端酶如CPS1和OTC的过表达促进嘧啶合成,支持肿瘤增殖;而远端酶ASS1的缺失则导致精氨酸依赖,成为治疗靶点。

代谢中间产物的双刃剑作用

精氨酸(Arg)的耗竭抑制T细胞功能,而鸟氨酸衍生的多胺(如腐胺、亚精胺)通过调节eIF5A1 hypusination促进免疫抑制性细胞(如Tregs、MDSCs)的活化。尿素循环与TCA循环的交叉(如延胡索酸积累)进一步稳定HIF-1α,增强肿瘤适应性。

免疫微环境的代谢调控

UCD通过以下机制驱动免疫逃逸:

  1. 精氨酸匮乏:ASS1低表达肿瘤通过消耗微环境Arg,抑制TCR信号和细胞周期(G0/G1期阻滞)。
  2. 巨噬细胞极化:氨积累促进M2型巨噬细胞极化,分泌TGF-β等促瘤因子。
  3. 检查点分子上调:PD-L1表达受UC代谢物(如氨)激活,削弱T细胞杀伤。

靶向治疗的机遇与挑战

精氨酸剥夺疗法:ADI-PEG20在ASS1阴性肿瘤中显示疗效,但耐药性(如ASS1再表达)限制其应用。
联合策略

  • ODC抑制剂DFMO降低多胺,增强放疗敏感性。
  • CPS1抑制剂干扰嘧啶合成,与ICIs协同增效。

未来方向

需解决代谢可塑性(如代偿性通路激活)和肿瘤异质性,开发基于UC酶表达的精准分型策略。

(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献结论)

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