综述:肿瘤微环境中脂肪酸代谢重编程:机制解析与治疗前景

【字体: 时间:2025年07月15日 来源:Genes & Diseases 6.9

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  这篇综述系统阐述了线粒体相关内质网膜(MAMs)在结直肠癌(CRC)中的关键作用,揭示了其通过调控Ca2+稳态、脂质代谢、线粒体动力学和内质网应激(ER stress)等通路影响肿瘤进展的分子机制,并创新性提出以MAMs为靶点的治疗策略,为CRC精准治疗提供新思路。

  

线粒体-内质网互作与结直肠癌的分子纽带

细胞器间的动态交流是维持生命活动的核心,而线粒体与内质网(ER)的交互平台——线粒体相关内质网膜(MAMs)正成为结直肠癌(CRC)研究的焦点。作为全球发病率第三、死亡率第二的恶性肿瘤,CRC的进展与MAMs介导的代谢重编程密切相关。

线粒体、内质网与MAMs的结构基础

线粒体由外膜(OMM)、内膜(IMM)、膜间隙(IMS)和基质组成,是能量代谢与Ca2+调节的中枢。内质网则通过粗糙型(合成蛋白质)和光滑型(脂质代谢)区域形成网络,其与线粒体通过MAMs物理连接。这一特殊膜结构富含IP3R、VDAC、MFN2等蛋白,成为Ca2+传递、脂质转运和应激响应的指挥中心。

Ca2+信号:肿瘤细胞的生死开关

MAMs中的IP3R-GRP75-VDAC-MCU通路调控Ca2+流动,而CRC中该通路显著失调。例如,SERCA2过表达激活MAPK/Akt促癌通路,而SERCA3缺失导致Ca2+稳态失衡。天然化合物如白藜芦醇通过抑制SERCA诱导Ca2+超载,而α-hederin则激活IP3R触发类凋亡性死亡。更引人注目的是,p53在MAMs中直接调控SERCA泵,将Ca2+导入线粒体促凋亡,揭示抑癌基因的新战场。

脂质代谢重编程:能量与信号的共谋

MAMs是磷脂合成的关键场所,PS经PSS1/2合成后转运至线粒体转化为PE,再回ER甲基化为PC。CRC中ANKRD22协同E-Syt1加速脂质转运,而ACSL4过表达驱动肿瘤侵袭。有趣的是,大黄素通过靶向抑制ACSL4阻断该通路。胆固醇代谢同样关键——高胆固醇诱导CD8+ T细胞耗竭,而多不饱和脂肪酸则通过诱导线粒体途径凋亡展现抗癌潜力。

线粒体动力学:分裂与融合的博弈

DRP1介导的分裂和MFN2调控的融合在CRC中呈现对立效应。DRP1沉默导致线粒体过度延长并促凋亡,而MFN2低表达通过miR-17-5p诱发5-FU耐药。药物如RKI-1447破坏MAMs结构引发线粒体碎片化,而丁酸钠则通过调控DRP1阻滞细胞周期。线粒体自噬方面,PINK1/Parkin通路在CRC中表达下调,但萜类化合物如丹参酮IIA通过抑制该通路显著增强癌细胞凋亡。

内质网应激:双刃剑的精准调控

PERK-eIF2α-CHOP和IRE1-XBP1是UPR的核心通路。CRC中ATAD3A通过稳定BiP缓解ER应激促存活,而PGC-1α则通过增强氧化磷酸化抵抗5-FU毒性。植物活性成分展现出独特价值:猕猴桃三萜酸TEOA激活PERK通路诱导线粒体自噬,而泽漆素B通过Ca2+释放引发线粒体膜电位崩溃。

治疗前景:靶向MAMs的精准策略

当前研究正从三方面突破:一是开发特异性靶向肽如NAF-144-6选择性破坏癌细胞的MAMs;二是光激活探针THTTPy-PTSA通过级联放大ER应激诱导免疫原性死亡;三是调控CD8+ T细胞的MFN2增强抗肿瘤免疫。这些进展为克服传统化疗耐药提供了新范式。

随着冷冻电镜和超分辨成像技术的发展,MAMs的纳米级结构解析将加速靶点发现。未来需深入探索不同CRC亚型中MAMs的异质性,以及如何平衡治疗效应与正常细胞保护——这场关于细胞器对话的精密调控,正在改写结直肠癌的治疗格局。

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