综述：虾青素对肺癌和糖尿病代谢变化的双重作用机制：病理生理学视角

【编辑推荐】本综述系统阐述了天然类胡萝卜素虾青素（AST）通过调控PI3K/Akt/mTOR、AMPK等通路，在肺癌（LC）与糖尿病（DM）共有的代谢紊乱（如氧化应激、线粒体功能障碍）中发挥双重保护作用，为开发跨疾病营养干预策略提供新思路。

　　

流行病学

全球肺癌（LC）占癌症总病例的11.6%，其死亡率高居首位（18.4%）。值得注意的是，糖尿病（DM）女性患者的LC风险显著增加（RR:1.18），提示两种疾病存在病理关联。

分子机制交叉点

LC与DM共享四大核心病理特征：

1. 糖代谢异常：肿瘤细胞依赖有氧糖酵解（Warburg效应），而DM患者存在胰岛素抵抗

2. 氧化应激：NADPH氧化酶（NOX）过度激活导致活性氧（ROS）累积

3. 慢性炎症：NF-κB通路持续活化促进炎性因子（IL-6、TNF-α）释放

4. 线粒体损伤：电子传递链功能障碍加剧ATP合成不足

虾青素的化学特性

AST（C₄₀H₅₂O₄）具有13个共轭双键，其抗氧化能力远超维生素E（强14倍）。独特的分子结构使其能跨血脑屏障，且在模拟肠液中释放度达80%。

关键作用靶点

AST通过多维度调控改善代谢紊乱：

• 能量代谢：激活AMPK抑制mTORC1，阻断LC细胞糖酵解

• 氧化防御：上调Nrf2/Keap1通路增强超氧化物歧化酶（SOD）活性

• 表观遗传：降低组蛋白去乙酰化酶（HDAC）表达逆转肿瘤相关基因沉默

• 免疫调节：减少髓源性抑制细胞（MDSC）浸润改善肿瘤微环境

抗肿瘤实验证据

在A549肺癌细胞中，AST的IC₅₀为111.8±14.8 μg/mL，通过：

• 诱导caspase-3依赖性凋亡

• 抑制上皮-间质转化（EMT）关键蛋白（Snail、Vimentin）

• 阻断血管内皮生长因子（VEGF）分泌

糖尿病协同管理

临床数据显示，使用二甲双胍的DM患者较未用药者中位生存期延长。AST类似地通过：

• 改善胰岛素受体底物（IRS-1）磷酸化

• 保护胰腺β细胞免受ROS损伤

• 抑制晚期糖基化终产物（AGEs）形成

未来展望

AST纳米乳剂（TAP-nanoemulsion）在黑色素瘤肺转移模型中显示显著抑制效果，但需解决：

• 生物利用度优化（如脂质体包裹技术）

• 临床剂量效应关系验证

• 联合用药方案探索

该研究为代谢相关性疾病的"一药多效"治疗策略提供了创新性理论依据。