综述:自噬悖论:癌症进展中自噬的遗传与表观遗传调控

【字体: 时间:2025年07月10日 来源:Cancer Letters 9.1

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  这篇综述系统阐述了自噬(Autophagy)在癌症中的双重作用及其调控机制,重点解析了自噬相关基因(ATG)的遗传突变(如基因多态性)和表观遗传修饰(DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNAs/lncRNAs)如何动态调控自噬过程。文章强调自噬在肿瘤发生发展中既是"促生存"(cytoprotective)又是"促死亡"(cytotoxic)的双刃剑特性,并探讨了靶向自噬调节剂(如抑制剂CQ/HCQ、诱导剂雷帕霉素)在临床前研究和临床试验中的潜在应用价值。

  

分子机制篇
自噬(Autophagy)作为真核生物保守的"自我吞噬"过程,通过溶酶体降解受损细胞器、错误折叠蛋白和毒性聚集体,维持细胞稳态。该过程涉及多步骤级联反应:从吞噬泡(phagophore)形成、膜延伸组装、底物选择到自噬体-溶酶体融合。核心调控依赖于自噬相关基因(ATG)编码的蛋白复合物,如ULK1激酶复合物启动自噬、Beclin-1-VPS34-III类PI3K复合物调控成核、ATG5-ATG12-ATG16L1和LC3-II参与膜延伸。

癌症双面性篇
在肿瘤进展中,自噬呈现"过山车"式动态作用:早期通过清除受损成分抑制基因组不稳定性(如p53依赖途径),发挥肿瘤抑制作用;晚期则通过提供营养和缓解氧化应激(ROS)促进肿瘤存活。例如,在KRASG12D突变胰腺癌中,自噬维持癌细胞的代谢需求,而ATG7缺失可导致线粒体功能障碍。表观遗传调控尤为关键——启动子高甲基化沉默Beclin-1抑制自噬,而miR-30a下调则通过增强ATG5表达促进自噬。

治疗靶点篇
针对自噬双刃剑特性,联合策略正在探索:氯喹(CQ)通过溶酶体碱化抑制晚期自噬,与放疗协同增强DNA损伤;而mTOR抑制剂(如依维莫司)通过解除ULK1抑制诱导自噬。临床前模型显示,表观遗传药物(DNMT抑制剂5-Aza-CdR)可重新激活沉默的ATG基因。值得注意的是,肿瘤微环境(TME)中缺氧诱导因子HIF-1α通过BNIP3/BNIP3L通路激活保护性自噬,提示微环境靶向的重要性。

未来展望篇
当前挑战在于解析遗传-表观遗传交互网络如何精确调控自噬时空动态。单细胞测序和CRISPR筛选技术将有助于识别阶段特异性靶点。联合治疗需考虑肿瘤异质性——如p53野生型肿瘤可能对自噬抑制更敏感,而转移灶则需针对休眠细胞相关的线粒体自噬(mitophagy)通路。印度DBT和新加坡MOE资助的研究正推动新型调节剂的开发,为个体化治疗提供新范式。

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