综述:尿素循环在肿瘤微环境与治疗中的新兴作用

【字体: 时间:2025年09月14日 来源:TRENDS IN Cancer 17.5

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  本综述系统阐述了尿素循环(UC)在肿瘤代谢重编程中的关键作用,指出其通过调控氨代谢、精氨酸(arginine)缺乏及多胺代谢重塑肿瘤微环境(TME),进而影响免疫细胞(如T细胞与免疫抑制细胞)、基质细胞及血管生成。靶向UC的治疗策略(如精氨酸剥夺疗法ADT)虽面临耐药性与毒性挑战,但联合疗法与个体化医疗仍是未来方向。

  

尿素循环(UC)的代谢核心功能

尿素循环作为氮代谢的核心通路,负责将有毒氨转化为尿素并合成关键代谢物(如精氨酸和多胺)。在肿瘤中,UC基因表达异常导致代谢物水平改变,直接促进肿瘤增殖与存活。

UC重编程与肿瘤进展

肿瘤细胞通过UC重编程增强氨处理能力,支持快速增殖所需的生物合成前体。UC酶(如ASS1和ASL)表达下调导致精氨酸缺乏,进而激活mTOR通路并抑制自噬,促进肿瘤适应营养应激环境。

UC对肿瘤微环境(TME)的调控

UC紊乱造成TME中精氨酸耗竭,直接抑制T细胞功能并增强髓源性抑制细胞(MDSCs)等免疫抑制细胞的活性。氨积累进一步破坏细胞pH稳态,影响巨噬细胞极化和NK细胞毒性。

多胺代谢的双重角色

多胺(如亚精胺和精胺)通过支持T细胞增殖与分化增强抗肿瘤免疫,但同时促进调节性T细胞(Tregs)和肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)的免疫抑制功能,形成TME中的代谢矛盾。

UC与血管生成及基质细胞互作

UC代谢物(如瓜氨酸和鸟氨酸)通过调控一氧化氮(NO)合成影响内皮细胞功能,促进肿瘤血管生成。此外,UC衍生的多胺激活基质细胞中的MAPK通路,驱动纤维化和肿瘤侵袭。

靶向UC的治疗策略与挑战

精氨酸剥夺疗法(ADT)通过重组精氨酸脱亚胺酶(ADI)消耗精氨酸,抑制精氨酸依赖型肿瘤生长,但耐药性(如ASS1再表达)和全身毒性限制其应用。联合免疫检查点抑制剂(如抗PD-1抗体)或多胺通路抑制剂可增强疗效。未来需聚焦UC酶亚型功能解析及个体化代谢治疗策略。

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