综述:靶向谷氨酰胺代谢作为癌症治疗的潜在靶点

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 11.4

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  这篇综述系统阐述了谷氨酰胺代谢(Glutamine metabolism)在肿瘤恶性进展中的核心作用,揭示了其通过调控Hippo/YAP、mTORC1等信号通路和ncRNAs网络影响癌细胞增殖、凋亡抑制及免疫逃逸的分子机制。重点探讨了ASCT2/GLS1等关键靶点的临床转化价值,并提出了基于代谢-免疫轴(metabolic-immune axis)的多靶点联合治疗策略,为克服耐药性提供了新视角。

  

谷氨酰胺代谢与癌症

癌细胞通过代谢重编程(metabolic reprogramming)表现出"谷氨酰胺成瘾"特征。谷氨酰胺(Gln)作为血浆中最丰富的氨基酸,通过转运蛋白ASCT2进入细胞后,在谷氨酰胺酶(GLS1/2)催化下转化为谷氨酸(Glu),进而生成α-酮戊二酸(α-KG)进入三羧酸循环(TCA cycle),为癌细胞提供生物合成前体和能量。

调控癌细胞生物学行为

增殖驱动:Gln代谢通过多重机制促进癌细胞生长。Hippo/YAP通路中,Gln缺乏会抑制YAP1核转位,而YAP1又能正向调控ASCT2表达形成正反馈环。KRAS突变肿瘤中,YAP1-ASCT2-mTOR信号轴的激活显著增强氨基酸摄取。

凋亡抵抗:Gln衍生的谷胱甘肽(GSH)可中和活性氧(ROS)。当GLS抑制剂CB-839与铁死亡诱导剂PL联用时,通过耗竭GSH使脂质过氧化(LPO)水平升高3倍,协同诱导癌细胞死亡。

转移侵袭:c-MYC直接结合GLS1启动子形成调控环路,在头颈鳞癌(HNSCC)中促进Slug蛋白乙酰化。circRNA_0001093通过吸附miR-579-3p上调GLS1表达,加速食管鳞癌(ESCC)转移。

肿瘤微环境重塑

免疫调节:Gln代谢与T细胞功能呈现双刃剑效应。CD8+T细胞通过SLC38A2竞争摄取Gln,而肝癌细胞通过GLS2-内质网应激(ERS)途径诱导细胞毒性T淋巴细胞(CTL)功能障碍。临床前研究显示,JHU-083(DON前药)与PD-1阻断剂联用可使肿瘤浸润CD8+T细胞增加2倍。

基质改造:癌症相关成纤维细胞(CAFs)通过外泌体LINC01614激活NF-κB信号,上调SLC38A2/SLC7A5表达。靶向CAFs的纳米颗粒V9302联合siGLUL可破坏肿瘤-基质代谢偶联。

治疗靶点与临床挑战

酶抑制剂开发

  • GLS抑制剂CB-839在骨髓增生异常综合征(MDS)临床试验中联合阿扎胞苷(AZA)的完全缓解率达53%
  • 新型硒化合物CPD-3B@SOL胶束可同时抑制GLS1、GDH和硫氧还蛋白还原酶(TrxR)
  • 靶向ASCT2的V-9302通过诱导细胞焦亡(pyroptosis)抑制胰腺癌生长

耐药机制:肿瘤细胞通过代偿途径逃逸治疗:

  1. 天冬酰胺合成酶(ASNS)和GABA分流激活
  2. 糖酵解增强伴随PD-L1上调
  3. ATF4转录网络介导的一碳代谢(one-carbon metabolism)重编程

联合靶向Gln代谢与CPT1(脂肪酸氧化限速酶)可有效抑制耐药性三阴性乳腺癌(TNBC)进展。未来需结合多组学技术解析代谢异质性,开发针对代偿通路的"鸡尾酒疗法"。

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