综述:代谢生物标志物在肾细胞癌中的新兴作用:从分子机制到临床意义

【字体: 时间:2025年09月24日 来源:Frontiers in Cell and Developmental Biology 4.3

编辑推荐:

  本综述系统阐述了肾细胞癌(RCC)中代谢重编程的关键机制及临床转化价值,聚焦糖、脂、氨基酸代谢异常(如Warburg效应、脂质蓄积和谷氨酰胺成瘾),深入探讨了HIF-2α、GLUT、FASN等靶点的分子调控网络与干预策略,为RCC的精准诊断、预后评估及代谢靶向治疗提供了重要理论依据和新视角。

  

1 引言

肾细胞癌(RCC)是泌尿系统常见恶性肿瘤,早期症状隐匿,多数患者确诊时已处于晚期或转移阶段。现有治疗策略对晚期RCC效果有限,亟需开发新疗法。近年来,代谢重编程——以葡萄糖代谢、脂质合成和氨基酸代谢改变为特征——已成为肿瘤细胞在微环境中增殖和生存的关键生物学适应机制。

2 代谢重编程概述

2.1 RCC中的代谢重编程

RCC细胞通过代谢重编程满足其快速增殖需求。透明细胞RCC(ccRCC)中三羧酸循环(TCA)下调,磷酸戊糖途径(PPP)、脂肪酸合成和谷氨酰胺转运显著上调。典型分子改变包括VHL失活导致HIF-α积累、PI3K-Akt-mTOR信号通路突变、以及MYC、PBRM1、BAP1、SETD2等基因异常。遗传性RCC如乳头状肾细胞癌(pRCC)则涉及MET、PTEN、TSC等基因突变,与代谢异常密切相关。

2.2 葡萄糖代谢

RCC细胞糖代谢显著重编程,表现为糖酵解和PPP上调,TCA和氧化磷酸化(OXPHOS)抑制,即Warburg效应。GLUT家族(如GLUT1、GLUT2)、HK2、PFKFB3/4、PGK1、PGAM1、ENO2和LDHA等关键分子表达升高,促进肿瘤生长、侵袭及免疫逃逸。18F-FDG PET成像虽具潜力,但临床应用仍受限。

2.3 脂质代谢

脂代谢重编程以脂质合成和储存增强、脂解和β-氧化抑制为特征,导致胆固醇、脂肪酸、甘油三酯积累。FASN、ACLY、ACC、SCD、FADS等酶表达上调,CPT1A、ECHS1等下调,PLIN2促进脂滴形成。CD36、SCARB1介导外源脂质摄取,FABP家族增强脂肪酸转运,支持肿瘤进展。

2.4 氨基酸代谢

谷氨酰胺代谢通过SLC1A5摄入,经GLS转化为谷氨酸,进入TCA循环或还原羧化支持脂质合成。ASS1下调导致精氨酸营养缺陷,IDO/TDO2介导的色氨酸代谢生成免疫抑制性犬尿氨酸,促进免疫逃逸。ARG2表达改变亦参与微环境调控。

3 代谢重编程中的生物标志物

3.1 糖代谢生物标志物

包括GLUT、HK、PFK1/PFKFB/PGK1/PGAM1酶簇、ENO2、LDHA、MCT等,其表达与肿瘤分期、预后、治疗反应相关。例如GLUT1与HIF-1α激活正相关,LDHA促进组蛋白乳酸化。

3.2 脂代谢生物标志物

FASN、ACLY、ACC、SCD、FADS等合成酶,CPT1A、PLIN2、ECHS1等分解酶,以及CD36、SCARB1、FABP等转运蛋白,均与RCC进展、生存期密切关联。

3.3 氨基酸代谢生物标志物

SLC1A5、GLS、GPX、IDO1/TDO2、ASS1、ARG2等分子参与代谢调控和免疫调节,具有诊断、预后及治疗响应预测价值。

3.4 其他代谢生物标志物

铜蓝蛋白(CP)和蛋白酶PCSK6等也被发现与R细胞癌代谢适应和肿瘤进展相关。

4 治疗策略

4.1 HIF-2α抑制剂

PT2399、PT2385及第三代药物Belzutifan(PT2977)通过抑制HIF-2α二聚化发挥抗肿瘤作用,已获批用于VHL相关ccRCC治疗。

4.2 GLUT抑制剂

STF-31、BAY-876等GLUT1抑制剂可抑制糖摄取,与舒尼替尼联用增强细胞毒性,且对CD8+ T细胞影响较小。

4.3 FASN抑制剂

C75和TVB-2640抑制脂肪酸合成,诱导细胞周期阻滞和凋亡,TVB-2640在临床试验中显示良好安全性及协同化疗潜力。

4.4 SLC1A5和GLS抑制剂

DRP-104(sirpiglenastat)靶向SLC1A5和GLS,CB-839(telaglenastat)抑制GLS,均能干扰谷氨酰胺代谢,与免疫治疗联用具应用前景。

4.5 IDO抑制剂

Epacadostat和Navoximod抑制IDO1活性,降低犬尿氨酸水平,但临床疗效受限,需探索联合用药策略。

4.6 精氨酸剥夺疗法

ADI-PEG20通过消耗外源精氨酸抑制ASS1缺陷肿瘤生长,在多种癌症中显示疗效,RCC中具有潜在应用价值。

5 讨论

RCC代谢重编程涉及多通路、多分子网络,具有重要临床转化意义。未来需借助多组学技术、单细胞分析及动态监测,推动代谢标志物从机制研究向精准医疗迈进。

6 结论

代谢重编程是RCC的核心特征,靶向关键代谢节点如HIF-2α、GLUT、FASN等为疾病管理提供新方向。深化代谢分子功能研究、整合多维度数据、开发诊疗一体化策略,将是未来重要研究方向。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号