综述:内质网应激在肺癌中的作用

【字体: 时间:2025年09月06日 来源:Frontiers in Oncology 3.3

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  这篇综述系统阐述了内质网应激(ER stress)在肺癌中的调控机制,重点分析了肿瘤微环境(TME)中缺氧、氧化应激等因素通过未折叠蛋白反应(UPR)和ER相关降解(ERAD)通路影响肺癌细胞的EMT、凋亡、自噬及耐药性,并探讨了靶向PERK/IRE1α/ATF6通路的治疗策略。

  

内质网应激:肺癌的“双刃剑”调控网络

引言

肺癌作为全球死亡率最高的恶性肿瘤,其进展与肿瘤微环境(TME)中的内质网应激(ER stress)密切相关。基因组不稳定性和代谢异常导致肺癌细胞持续暴露于缺氧、氧化应激等压力下,触发未折叠/错误折叠蛋白在内质网腔积累,进而激活适应性反应——未折叠蛋白反应(UPR)和ER相关降解(ERAD)。

UPR与ERAD:细胞的自救机制

内质网是蛋白质折叠和钙离子储存的关键场所。当应激发生时,跨膜蛋白IRE1α、PERK和ATF6脱离分子伴侣GRP78/BiP,启动三条分支通路:

  • PERK-eIF2α通路:磷酸化eIF2α抑制蛋白合成,同时激活ATF4和促凋亡因子CHOP;

  • IRE1α-XBP1通路:通过剪切XBP1 mRNA促进ERAD,但持续应激会引发非特异性mRNA降解(RIDD);

  • ATF6通路:被S1P/S2P蛋白酶剪切后入核调控ERAD基因。

ERAD则通过E3泛素连接酶复合物(如Hrd1、gp78)识别错误折叠蛋白,经p97 ATP酶将其转运至胞质由蛋白酶体降解。

肿瘤微环境中的应激驱动因素

  1. 1.

    缺氧:破坏二硫键形成,抑制ERO-1α/PDI氧化折叠途径;

  2. 2.

    氧化应激:活性氧(ROS)通过iNOS/ATF4/DDIT3通路加剧钙离子泄漏;

  3. 3.

    酸中毒:Warburg效应导致ASIC1α通道激活,引发钙超载;

  4. 4.

    谷氨酰胺缺乏:扰乱己糖胺通路(HBP),影响蛋白质O-GlcNAc修饰。

ER stress与肺癌恶性行为

  1. 1.

    EMT调控:UBQLN1缺失通过Smad2/3-Src轴促进Vimentin表达,抑制E-Cadherin;

  2. 2.

    凋亡双相性:CHOP上调Bax/Bim,而IRE1α-TRAF2-ASK1复合物激活JNK-Caspase-3级联;

  3. 3.

    自噬悖论:Sestrin2通过AMPK缓解应激,但Crassolide诱导线粒体ROS导致铁死亡;

  4. 4.

    耐药性:表面GRP78(sGRP78)通过Akt通路介导顺铂耐药,而CHOP增强化疗敏感性;

  5. 5.

    免疫调节:PERK上调PD-L1促进T细胞耗竭,但CRT暴露可激活树突细胞(DCs)吞噬。

靶向治疗策略

  • PERK抑制剂:GSK2606414阻断ATF4-CHOP轴,ISRIB逆转KRAS突变耐药;

  • IRE1α抑制剂:STF-083010抑制XBP1剪切,Sunitinib-D10阻断激酶活性;

  • ATF6抑制剂:褪黑素通过MT1/2受体抑制α-SMA,减轻肺纤维化。

挑战与展望

尽管靶向ER stress在肺癌治疗中潜力巨大,但通路交叉性和细胞特异性仍是难点。未来需结合多组学数据开发精准干预策略,例如联合免疫检查点抑制剂或代谢调节剂,以平衡促生存与促凋亡信号的“双刃剑”效应。

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