乳酸分泌被廣泛認(rèn)為是癌癥的一個(gè)典型代謝特征,通常被稱為 Warburg 效應(yīng)。這種現(xiàn)象描述了癌細(xì)胞傾向于選擇糖酵解來獲取能量,即便在有氧的情況下也是如此,從而導(dǎo)致乳酸生成量增加。近期的研究不僅證實(shí)了這一認(rèn)識,還進(jìn)一步探究了乳酸在癌癥發(fā)生和發(fā)展中的作用,突顯了其作為細(xì)胞代謝副產(chǎn)物之外的多方面貢獻(xiàn)。
異常的乳酸相關(guān)代謝會促使腫瘤發(fā)展。乳酸代謝以及由乳酸誘導(dǎo)的異常葡萄糖和脂肪酸代謝描繪了腫瘤生態(tài)系統(tǒng)中的代謝演變,這與腫瘤的發(fā)展進(jìn)程相協(xié)調(diào)。
在腫瘤細(xì)胞的背景下,乳酸穿梭(缺氧和有氧腫瘤區(qū)域之間的乳酸交換)在腫瘤監(jiān)測以及對不斷變化的代謝條件的適應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。此外,乳酸還會影響腫瘤細(xì)胞內(nèi)的和細(xì)胞外的信號傳導(dǎo)通路,凸顯了其對癌細(xì)胞行為以及對治療反應(yīng)的影響。
乳酸研究的一個(gè)重要里程碑是乳酸化(lactylation,也叫做乳?;┻@一翻譯后修飾的發(fā)現(xiàn),它突顯了代謝與表觀遺傳學(xué)之間的交叉。乳酸化不僅限于組蛋白,還擴(kuò)展到非組蛋白,從而影響多種細(xì)胞過程。這種改變增強(qiáng)了代謝狀態(tài)與表觀遺傳調(diào)控之間的相互作用,加速了腫瘤的發(fā)生、增殖、轉(zhuǎn)移以及耐藥性的形成。乳酸誘導(dǎo)的乳酸化通過多種分子機(jī)制和信號通路發(fā)揮作用,常常與其他表觀遺傳修飾相互交叉,從而促進(jìn)惡性表型。
關(guān)于乳酸的研究如此之多,急需進(jìn)一步的概括和總結(jié)。
2025年2月12日,上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院賈仁兵、葛盛芳、許詩瓊等人在 Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊發(fā)表了題為:Lactate and lactylation in cancer 的研究論文。
該綜述強(qiáng)調(diào)了乳酸在腫瘤進(jìn)展中的重要性,并提供了有關(guān)針對乳酸代謝弱點(diǎn)的潛在治療策略的寶貴見解,突出了癌癥治療中的致命弱點(diǎn)(阿喀琉斯之踵)。
大量證據(jù)表明,乳酸(lactate)在生理和病理?xiàng)l件下對細(xì)胞分化和命運(yùn)調(diào)控有著多樣且顯著的影響,尤其是在癌癥等復(fù)雜狀況中。
具體而言,乳酸已被證實(shí)通過其對不同細(xì)胞群的影響,在塑造腫瘤微環(huán)境(TME)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。在腫瘤細(xì)胞內(nèi),乳酸會影響細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路,增強(qiáng)乳酸穿梭過程,提高對氧化應(yīng)激的抵抗力,并促進(jìn)乳酸化修飾(lactylation)。在各種細(xì)胞群體中,乳酸與免疫細(xì)胞之間的相互作用控制著諸如細(xì)胞分化、免疫反應(yīng)、免疫監(jiān)視以及治療效果等過程。此外,乳酸與基質(zhì)/內(nèi)皮細(xì)胞之間的交流有助于基底膜(BM)重塑、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)、代謝重編程、血管生成以及耐藥性的形成。
乳酸生成和運(yùn)輸,特別是通過乳酸脫氫酶(LDH)和單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(MCT),在癌癥治療方面已展現(xiàn)出希望。靶向乳酸脫氫酶(LDH)和單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(MCT)的抑制劑既可作為腫瘤抑制劑,又能增強(qiáng)免疫療法的效果,與免疫療法聯(lián)合使用時(shí)會產(chǎn)生協(xié)同治療效果。
乳酸/乳酸化靶向治療,直擊癌癥治療的阿喀琉斯之踵
乳酸代謝和乳酸化研究的里程碑事件
腫瘤異常乳酸相關(guān)代謝與生理狀況的概述
乳酸是一種具有重大意義的細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子
組蛋白/非組蛋白乳?;稽c(diǎn)及其修飾后的下游基因
乳酸在腫瘤微環(huán)境中重塑突變細(xì)胞群
乳酸和乳酸化在腫瘤免疫中的作用
靶向乳酸代謝/乳酸化的腫瘤治療藥物
總的來說,該綜述厘清了乳酸在體內(nèi)的循環(huán)和生理作用,梳理了乳酸在腫瘤進(jìn)展中的分子機(jī)制,并闡述了靶向乳酸的腫瘤治療策略,從而強(qiáng)化并明確了乳酸在癌癥治療的臨床應(yīng)用和改善預(yù)后方面的強(qiáng)大作用。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41392-024-02082-x
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