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综述:胆汁酸在肝脏和胃肠道癌症中的作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月12日 来源:Seminars in Cancer Biology 15.7
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本综述系统阐述了胆汁酸(BAs)在肝脏和胃肠道癌症中的双重角色:既是致癌促进因子,又具备治疗潜力。文章深入探讨了BAs通过法尼醇X受体(FXR)、G蛋白偶联胆汁酸受体1(TGR5)等关键靶点调控肿瘤微环境、免疫应答及代谢重编程的机制,并介绍了基于BAs的药物递送系统(如BAMET化合物)在靶向治疗和免疫联合策略中的应用前景,为相关癌症的防治提供了新视角。
胆汁酸(BAs)是胆固醇代谢产物,传统上被认为仅参与脂质消化与吸收,如今却被揭示在代谢调控、炎症反应和癌症发生中扮演复杂角色。它们通过激活核受体如法尼醇X受体(FXR)和膜受体如Takeda G蛋白偶联受体5(TGR5),调控基因表达和信号通路,影响肝脏和胃肠道癌症的发展。
BAs主要由肝细胞通过经典和替代途径合成。经典途径以胆固醇7α-羟化酶(CYP7A1)为限速酶,生成胆酸(CA)和鹅脱氧胆酸(CDCA);替代途径则依赖线粒体中的CYP27A1,优先产生CDCA。合成后的BAs与甘氨酸或牛磺酸结合,增强水溶性,并通过胆盐输出泵(BSEP)分泌入胆汁。在肠道中,部分BAs被细菌转化为次级BAs,如脱氧胆酸(DCA)和石胆酸(LCA),其疏水性和毒性显著增强。
BAs的肠肝循环确保其高效再利用,但池大小和组成受FXR严格调控。肠道FXR激活诱导成纤维细胞生长因子19(FGF19,小鼠中为Fgf15),抑制肝脏CYP7A1表达,形成负反馈环路。此外,内质网应激等病理状态可切换合成途径,导致CDCA积累,促进代谢相关脂肪性肝病(MASLD)向肝细胞癌(HCC)进展。
小鼠与人类在BA组成上存在显著差异:小鼠主要生成亲水性鼠胆酸(MCAs),而人类以疏水性CA和CDCA为主。这种差异源于Cyp2c70和Cyp2a12酶的物种特异性表达,影响了BA的毒性和致癌潜力。例如,缺失这些酶的小鼠在高脂饮食下更易发生HCC,模拟人类BA谱。
肝细胞癌(HCC)
HCC是慢性肝病(如病毒性肝炎、MASLD)的终末阶段。BA积累通过诱导氧化应激、线粒体功能障碍和炎症促进HCC。临床研究显示,HCC患者血清中甘氨胆酸(GCA)和CDCA水平升高,且这些变化可在诊断前10年检测到。线粒体蛋白STARD1作为替代途径的调控者,其过表达促进CDCA生成,激活干细胞相关基因(如SOX9、OCT4),驱动肿瘤发生。此外,BA结合酶(BAAT)介导的牛磺酸结合形式(如TCDCA)通过抑制凋亡蛋白(如cIAP-1)增强细胞存活。
胆管癌(CCA)
CCA与慢性胆汁淤积和炎症密切相关。BA积累虽不直接致癌,但通过促进 initiated 细胞增殖和削弱FXR的化学保护作用加速肿瘤进展。FXR在CCA中表达下调,进一步削弱其抑癌功能。
结直肠癌(CRC)
高水平的次级BAs(如DCA和LCA)是CRC的风险因素。DCA通过激活EGFR/MAPK/PI3K通路促进细胞增殖,并抑制p53介导的凋亡。FXR激动剂(如GW4064)和熊脱氧胆酸(UDCA)可通过抑制这些通路减少腺瘤形成,UDCA还被证明可降低CRC复发风险。
胰腺癌(PDAC)
BA积累诱导线粒体损伤、钙稳态失衡和铁死亡,促进胰腺炎和PDAC进展。激活FXR(如CDCA)在Kras突变模型中抑制肿瘤前病变,凸显其治疗潜力。
肝细胞癌变导致BA代谢重编程,表现为血清中结合型BAs(尤其是牛磺酸结合形式)比例增加,以及“扁平”BAs(如Δ4-不饱和BAs)的重新出现。这些变化可能与去分化相关酶(如AKR1D1)的下调有关,并具有诊断和预后价值。
肠道菌群通过修饰BAs调控宿主生理。次级BAs(如LCA)通过抑制肝窦内皮细胞CXCL16表达,减少自然杀伤T(NKT)细胞招募,促进免疫抑制微环境。此外,BA受体(如FXR、TGR5)的激活影响炎症、代谢和抗肿瘤免疫。例如,TGR5激动剂(INT777)通过AMPK-PKA轴抑制调节性T细胞(Tregs),增强免疫治疗响应。
BAs的两亲性结构使其成为理想的药物递送载体。聚乙烯二醇(PEG)化BA纳米颗粒可封装化疗药物(如紫杉醇),实现肝靶向递送。UDCA及其衍生物(如BAMET-UD2)通过诱导DNA损伤、凋亡和肿瘤微环境重塑抑制肿瘤生长,且缺乏系统毒性。双激动剂INT-767(FXR/TGR5)在临床前模型中延缓HCC进展。
此外,调节BA合成(如抑制BAAT)或饮食干预(如UDCA补充)可改善免疫检查点阻断(ICB)疗法的响应。例如,Baat缺失小鼠显示增强的CD8+ T细胞反应和肿瘤抑制,UDCA喂养则通过提高UDCA/LCA比率逆转T细胞功能障碍。
HCC中BA积累(如TCDCA和LCA)通过氧化应激和ER应激导致T细胞衰竭,削弱抗PD-1疗效。调控BA谱或使用UDCA可恢复T细胞功能,提高免疫治疗敏感性。胆固醇合成通路(如DHCR24)的激活也可能通过髓源性抑制细胞(MDSCs)促进免疫抑制,但其与BA的交叉作用需进一步研究。
胆汁酸在肝脏和胃肠道癌症中扮演着“双刃剑”角色:既驱动肿瘤发生,又提供治疗机遇。靶向BA合成、修饰或受体信号通路(如FXR、TGR5)有望改善现有疗法的效率,尤其是针对免疫治疗耐药的患者。未来研究需深入探索BA与免疫微环境的相互作用,以及基于BA的精准治疗策略。
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