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原发性和转移性乳腺癌的代谢重编程和治疗耐药性

研壹生物  · 公众号  ·  · 2024-11-23 17:02

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【文字精选--文字精读】



Metabolic reprogramming and therapeutic resistance in primary and metastatic breast cancer



代谢改变是癌症的标志之一,它使肿瘤细胞能够通过调节葡萄糖、脂质和氨基酸代谢来适应环境,从而促进快速生长并产生抗药性。在原发性乳腺癌中,瓦博格效应和脂质合成增强等代谢变化与化疗失败密切相关。同样,转移性病灶往往显示出独特的代谢特征,不仅能维持肿瘤生长,还能产生对靶向疗法和免疫疗法的抗药性。这篇综述强调了两个主要方面:原发性和转移性乳腺癌代谢抵抗的驱动机制,以及转移部位独特的代谢环境如何使治疗更加复杂。通过针对原发性和转移性阶段不同的代谢漏洞能力,新策略可以提高现有疗法的疗效,为乳腺癌患者提供更好的治疗结果。


乳腺癌的代谢重编程和耐药性






代谢重编程驱动乳腺癌细胞产生抗药性。糖酵解将葡萄糖转化为乳酸,乳酸由 MCT 导出,形成了限制药物渗透的屏障。丙酮酸进入线粒体中的 TCA 循环,产生支持细胞存活的 NADH 和 FADH2 等能量分子。氨基酸代谢,尤其是谷氨酰胺和谷氨酸代谢,为细胞功能提供重要的中间产物。脂质代谢受 mTOR 信号通路调节,影响脂肪酸氧化,维持能量平衡。这些新陈代谢适应性使乳腺癌细胞能够承受治疗压力,从而提高耐药性。


缺氧肿瘤微环境中免疫细胞的代谢重编程






在缺氧条件下,免疫细胞会发生新陈代谢转变,从而产生免疫抑制和抗药性。TAM 依赖于糖酵解和氧分解,产生 ROS 来介导免疫抑制。B 细胞和 T 细胞的葡萄糖和谷氨酰胺代谢发生改变,导致 IL-10、CD137 和 CD125 等免疫抑制因子上调。TANs和MDSCs通过VISTA和相关途径促进免疫逃避。CAFs 通过 MCT4 输出乳酸,激活 TGF-β1/p38 MAPK 通路,从而增强肿瘤抵抗力。


肿瘤微环境中代谢和免疫调节的关键机制









( A ) 神经细胞分泌去甲肾上腺素,激活 β 肾上腺素能受体,触发 PI3K/AKT/mTOR 通路。这会促进葡萄糖代谢和乳酸生成,而 mTOR 和 HIF-1α 的上调会加剧炎症和代谢功能障碍,从而导致耐药性。( B ) 在肿瘤血管龛中,缺氧条件下的内皮细胞通过 VEGFR2、FGFR 和其他受体介导的途径调节血管生成。这涉及糖酵解、基底膜降解、内皮祖细胞迁移和异常血管的形成,从而促进肿瘤血管化和抗药性。( C ) 细菌代谢,尤其是乳酸盐的产生和微环境酸化,会调节肿瘤相关免疫细胞(如 TAMs、DCs 和 T 细胞)的活性。这会诱导细胞因子释放和炎症反应,进一步增强肿瘤细胞的抵抗力。



乳腺癌转移、耐药性和靶器官选择的分子机制






( A ) 乳腺癌细胞在转移过程中通过基因突变、克隆选择和治疗诱导的适应性获得内在和适应性耐药性,从而使治疗策略复杂化。( B ) 肿瘤衍生因子。直接因子: VEGF、PlGF、TGF-β、MMP9 和外泌体可促进血管生成、细胞迁移和微环境重塑,促进靶器官转移龛的形成。间接因素: MMP2、HIF-1α、CXCL1/CXCL12 和中性粒细胞可增强侵袭性和免疫逃避能力,支持多个器官的转移。( C ) 脑转移: 由 CXCL12、血管内皮生长因子和外泌体介导的血脑屏障破坏促进了肿瘤细胞在大脑中的定植和血管生成。( D ) 肺转移: 血管内皮生长因子、MMP9 和 LOX 驱动血管生成、细胞外基质降解和细胞粘附,促进肿瘤在肺部的生长和扩散。( E ) 骨转移: 肿瘤细胞通过 RANKL-RANK 信号通路和 TGF-β 释放引发骨破坏,形成恶性循环,加速骨转移。( F ) 肝转移: HIF-1α、血管内皮生长因子和 CXCL12 可促进纤维化、免疫调节和血管生成,从而促进肿瘤在肝脏的定植和生长。


驱动乳腺癌转移和耐药性的代谢途径








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