综述:线粒体与氧化还原稳态——胶质瘤的幕后推手

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:Free Radical Research 2.9

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了胶质瘤中线粒体功能异常与氧化还原(redox)稳态失衡的互作机制,揭示驱动基因突变通过影响线粒体代谢(如ROS生成)和氧化还原信号通路(如NF-κB),进而调控肿瘤增殖、转移及治疗抵抗的关键作用,为靶向干预提供新视角。

  

线粒体与氧化还原稳态的共舞

胶质瘤作为中枢神经系统常见恶性肿瘤,其发生发展与线粒体功能异常和氧化还原(redox)稳态失衡存在深刻联系。线粒体不仅是细胞的能量工厂,更是活性氧(ROS)生成和氧化还原信号转导的核心场所。研究表明,胶质瘤细胞中线粒体电子传递链(ETC)复合物活性异常,导致ROS水平显著升高,这种氧化应激状态可激活NF-κB、HIF-1α等关键转录因子,促进肿瘤细胞增殖和血管生成。

驱动基因的代谢重编程效应

胶质瘤相关驱动基因突变(如IDH1R132H、TP53)会直接干扰线粒体功能。其中IDH1突变导致2-羟基戊二酸(2-HG)异常累积,竞争性抑制α-酮戊二酸依赖的双加氧酶,引起全基因组DNA和组蛋白超甲基化。这种表观遗传改变会下调ETC复合物亚基表达,导致线粒体呼吸链功能障碍。而TP53缺失则通过下调SCO2基因,损害细胞色素c氧化酶组装,进一步加剧氧化磷酸化(OXPHOS)缺陷。

氧化还原信号的级联放大

异常升高的ROS水平在胶质瘤中形成独特的氧化还原信号网络。过氧化氢(H2O2)作为主要信使分子,通过可逆氧化蛋白巯基,调控PTEN/PI3K/AKT、MAPK等关键通路。值得注意的是,胶质瘤干细胞(GSCs)通过上调硫氧还蛋白(Trx)和谷胱甘肽(GSH)系统维持还原性微环境,这种特殊的氧化还原适应机制使其对放疗产生抵抗。

靶向干预的新策略

针对线粒体-氧化还原轴的治疗策略展现出潜力:二甲双胍通过抑制复合物I降低ATP合成;依布硒啉通过消耗GSH增强氧化应激;而IDH1抑制剂AG-120可逆转2-HG介导的表观遗传沉默。最新研究还发现,靶向线粒体自噬(mitophagy)调节剂PINK1/Parkin可选择性清除功能异常线粒体,这种"代谢精准打击"策略为克服治疗抵抗提供新思路。

未来研究需深入解析不同分子亚型胶质瘤的代谢特征,开发动态监测氧化还原状态的分子探针,并探索靶向药物与常规疗法的协同组合方案。线粒体与氧化还原稳态的深入研究,将持续为胶质瘤诊治提供理论依据和创新靶点。

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