综述:线粒体自噬在肿瘤免疫微环境中调控放疗抵抗的关键作用

【字体: 时间:2025年07月22日 来源:Molecular Aspects of Medicine 8.7

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  这篇综述系统阐述了线粒体自噬(mitophagy)通过清除辐射损伤的线粒体、维持代谢稳态和调节氧化应激,在肿瘤放疗抵抗中的双重作用。文章聚焦PINK1/Parkin轴、BNIP3/NIX和FUNDC1等关键通路,揭示了其与免疫微环境(TME)中免疫检查点抑制剂(ICIs)、CAR-T疗法的交互机制,并探讨了2型糖尿病(T2DM)通过代谢紊乱加剧放疗抵抗的临床意义。

  

线粒体自噬:肿瘤放疗抵抗的“双刃剑”

线粒体应激与放疗损伤的分子交响

放疗通过电离辐射(IR)诱发DNA双链断裂(DSBs)和活性氧(ROS)爆发,导致线粒体膜电位(ΔΨm)崩溃和电子传递链功能障碍。受损线粒体释放的mtDNA和细胞色素c可激活cGAS-STING通路和凋亡信号,而PINK1/Parkin轴通过磷酸化泛素(pSer65-ubiquitin)标记损伤线粒体,招募OPTN、NDP52等适配蛋白启动自噬清除。

动态平衡的艺术:融合与分裂的博弈

低剂量辐射促进线粒体融合蛋白MFN1/2和OPA1介导的膜修复,而高剂量辐射触发DRP1依赖的分裂,隔离损伤片段。SIRT3去乙酰化OPA1增强其GTP酶活性,而PARL-OMA1轴调控PINK1剪切,形成质量控制的精密网络。在T2DM患者中,高血糖抑制PINK1稳定性,导致异常线粒体堆积,加剧放疗抵抗。

免疫微环境的“代谢重编程”

放疗后TIME呈现阶段性演变:早期M1型巨噬细胞和CD8+ T细胞浸润释放IFN-γ,但后期Tregs和MDSCs通过CSF1R/STAT3通路建立免疫抑制屏障。线粒体自噬通过PHB2-LC3结合维持DC抗原呈递功能,而MCL-1与PDI竞争性结合可削弱该过程。值得注意的是,FUNDC1在缺氧条件下被ULK1磷酸化,增强LC3结合效率,促进肿瘤细胞在放疗后的存活。

糖尿病与放疗的“恶性循环”

T2DM患者的慢性高血糖通过抑制NIX和Parkin表达,导致线粒体碎片积累。胰岛β细胞中ROS过载激活NLRP3炎症小体,而肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)向M2型极化,上调PD-L1表达。临床数据显示,糖尿病乳腺癌患者放疗后淋巴细胞减少率显著升高,提示代谢-免疫轴在治疗抵抗中的核心地位。

靶向干预的未来图谱

目前urolithin A(线粒体自噬激活剂)与抗PD-1联用在小鼠模型中显示协同效应,而Verapamil通过抑制线粒体融合可逆转CAR-T细胞耗竭。空间组学技术揭示肿瘤边缘区DRP1S616磷酸化水平与放疗敏感性呈负相关,为精准分层提供新依据。未来需开发肿瘤特异性递送系统,平衡免疫细胞活化与线粒体质量控制的关系。

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