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STAT与肿瘤代谢

闲谈Immunology  · 公众号  ·  · 2024-08-23 08:16

正文

肿瘤细胞利用脂质代谢获取能量、生物膜成分,以维持其存活、增殖、侵袭、转移,并通过各种信号分子应对TEM的改变和对治疗做出反应。

脂质代谢

脂质合成、分解代谢改变与肿瘤发生和耐药性高度相关。

肿瘤细胞从TME中获取脂质,还会对脂肪组织分泌的脂肪因子、细胞因子、生长因子做出反应。STAT增加脂质合成和分解代谢,也会增加肿瘤细胞对脂质的摄入,在多个层面上调促进肿瘤发生的脂质代谢水平。

脂肪酸摄取

细胞膜、NADH、FADH2、乙酰辅酶A的加工生成都需要脂质,从而为肿瘤细胞生长提供能量原料,STAT以多种方式介导肿瘤细胞摄取脂质。

STAT3

脂质转运蛋白CD36与多类肿瘤进展和化疗耐药相关。在卵巢癌中,STAT3介导CD36表达水平升高,通过激活APLN通路促进肿瘤细胞内的脂质积累,这是肿瘤发展出侵袭性的标志。

IL17A-STAT3-FABP4信号也可以介导肿瘤细胞摄取脂质。

TIPE3也是一种脂质转移蛋白,可以将PIP2、PIP3转运到质膜,通过PI3K-AKT和MEK-ERK通路促进肿瘤发生,还依赖STAT3信号级联促进肿瘤增殖、存活和侵袭。

STAT5

STAT5能够上调脂肪酸结合蛋白FABP5的表达水平,促进脂肪酸代谢驱动胃癌发生。


Nat Rev Cancer. 2023 Jan 3.

脂肪酸从头合成

除了从外部环境摄取脂质外,肿瘤细胞还能通过从头合成得到所需脂质。

STAT3

STAT3是脂肪酸合成酶(FASN)的直接转录因子,STAT3信号激活后能够促进FASN介导的脂肪酸从头合成。

而FASN还能够反向调控STAT3信号,在抑制FASN后能够通过降低IGF1受体(IGF1R)的表达来下调STAT3信号,阻止STAT3发生磷酸化,因此这也发展成为一种肿瘤治疗方式。

STAT5

STAT5被mTORC1磷酸化后,通过上调脂质代谢调节因子SREBP1、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)蛋白的表达水平,促进脂质从头合成,推动NAFLD向肝细胞癌(HCC)进展。

STAT6

STAT6能通过miR197-FOXJ2轴抑制胆固醇合成,减少内质网应激(ERS)和肺癌进展的程度。

Nat Rev Cancer. 2023 Jan 3.

脂质分解

脂肪酸β-氧化(FAO)是脂肪酸分解的主要途径,肿瘤细胞通过FAO将脂肪酸转化为能量来源,以维持肿瘤进展和对放、化疗耐药,FAO也因此成为近年肿瘤治疗的新兴焦点。

STAT3

在乳腺癌中,STAT3介导FAO中的限速酶CPT1-M基因转录增强,促进CSC和化疗耐药性细胞中的脂质代谢。

而FAO能够使STAT3发生乙酰化并激活,随后上调脂质代谢酶ACSL4增强磷脂合成来提高线粒体完整性,通过抵抗线粒体凋亡途径来发挥对化疗药物的耐药。

Nat Rev Cancer. 2023 Jan 3.

肿瘤细胞和脂肪组织间的串扰

肿瘤细胞周围的脂肪组织能够为肿瘤提供能量。

STAT3

白色脂肪组织释放IL-6、瘦素诱导激活STAT3,驱动乳腺癌转移。

活化的脂肪细胞能分泌多种脂肪因子、细胞因子、激素( 如瘦素、IL-6、VEGF、IL-8 ),通过激活STAT3信号促进肿进展。

如:
  • IL-6-STAT3诱导乳腺癌细胞发生EMT;

  • 瘦素-JAK-STAT3介导CPT1B表达上调和FAO活性增强,用以维持肿瘤干细胞特性和对化疗药物产生耐药。

Nat Rev Cancer. 2023 Jan 3.

由肥胖引发的慢性炎症,是癌症发生、进展、对治疗抵抗的重要特征。脂肪组织中的各类免疫细胞产生高水平的促炎因子、趋化因子,通过激活JAK-STAT3信号促进肿瘤进展。

推荐阅读:《 肥胖导致的几类炎症性疾病

脂质分子信号传递

脂质分子还作为信号配体参与生物过程。

前面所提及的脂肪酸转运蛋白 CD36 、脂肪酸结合蛋白 FABP4/5 都可以作为激活STAT3的信号分子,通过类似正反馈的作用加强肿瘤发生过程中的脂质代谢变化。

鞘氨醇-1-磷酸(S1P)、S1P受体S1PR1、鞘氨醇激酶1(SPHK1)能够激活STAT3信号,促进肿瘤进展。

Nat Rev Cancer. 2023 Jan 3.

小结

脂质代谢重塑不仅在肿瘤的早期发生和进展中发挥至关重要的作用,而且在癌症晚期疾病阶段、治疗期间,肿瘤细胞的获能量方式还会由糖酵解转变为脂质代谢,STAT会通过多种机制参与这一个转变过程的调控。







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