当我们谈论癌症时,我们通常关注的是肿瘤本身和其直接影响。然而,
癌症恶病质
,一种常见于癌症患者中的肌肉消耗综合征,却往往被忽视。这种由复杂的分子机制驱动的病态,不仅削弱了患者的生理机能,也给他们的治疗带来了重大挑战。
你知道吗?
国家自然科学基金正在资助一些前沿的研究,旨在解开癌症恶病质背后的分子谜团,开发出新的治疗策略
。让我们一起探索这些研究的最新进展,看看科学家们是如何接近这个问题的,也许我们就能找到提高癌症患者生活质量的钥匙。
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图
1
癌症恶病质相关基金申请列表
癌症恶病质
,医学上称为
肌肉消耗综合征
,是一种常见于癌症患者中的临床症状,特征是肌肉大量流失和体重急剧下降。这不仅仅是简单的减重,而是
由于肿瘤与人体正常组织之间的复杂相互作用,导致的蛋白质代谢紊乱和能量消耗增加
。
恶病质的发生与多种因素有关,包括炎症反应、代谢失衡及荷尔蒙变化等
。这种状态不仅会影响患者的治疗反应和生存率,还会严重降低生活质量。了解恶病质的生物学基础和影响机制,对于开发有效的治疗策略至关重要。
在癌症恶病质的发展中,
核心的生物学机制
包括肌肉蛋白的加速降解以及蛋白合成过程的抑制
。这一过程主要通过几种信号转导途径进行调控,包括但不限于
NF-kB
途径、
STAT3
信号通路以及
FOXO
转录因子
的激活。这些路径在炎症介质的作用下被激活,导致肌肉细胞内特定泛素连接酶如
Atrogin-1
和
MuRF1
的表达上调,这些分子直接参与标记肌肉蛋白质进行降解。
此外,
代谢异常
也是癌症恶病质发展的一个重要方面。癌细胞的快速增殖和生长需要大量的能量和营养物质,从而竞争机体的资源,加剧了患者的营养不良状态。同时,
肿瘤分泌的代谢产物还可能直接抑制肌肉蛋白的合成,进一步加重肌肉消耗
。
癌症恶病质对患者的影响是全面且深远的。这种肌肉大量流失的状态严重影响患者的体力和日常活动能力,可能引起
呼吸肌力量下降和心血管功能衰竭,增加呼吸困难和心脏疾病的风险
。肌肉的持续流失还削弱了机体的能量储备和免疫系统功能,降低患者对感染的抵抗力,
减少对癌症治疗的耐受性,影响治疗效果
。除生理影响外,肌肉流失还给患者带来心理负担,增加抑郁和焦虑情绪,降低生活质量。癌症恶病质的复杂影响,要求医疗团队采取全面治疗策略,提升患者整体健康状态。
图
2
癌症恶病质的示意图(
PMID: 28459108,Trends Cancer. 2016 Sep;2(9):461-463
)
《
Cancer Cell
》
期刊的一项研究
揭示
了巨噬细胞通过促进肿瘤分泌
TWEAK
(一种细胞凋亡的弱诱导因子)来增强胰腺癌引发的肌肉消耗。
M2
型巨噬细胞通过
CCL5/TRAF6/NF-kB
途径诱导非自主的
TWEAK
分泌,
TWEAK
通过激活
MuRF1
引起的肌肉重塑促进肌肉萎缩
。
此外,肿瘤细胞通过
CCL2/CCR2
轴
招募并重编程宏观免疫细胞,
阻断
M2
型巨噬细胞与肿瘤细胞之间的相互作用可减轻肌肉消耗。
该研究
不仅为我们提供了
肿瘤
相关肌肉
萎缩
的深入理解,也因其全面剖析了三种不同类型细胞间的相互作用,为
我们后续
相关
领域的
研究
思路
提供了宝贵的参考。
图
3 CCL5
信号在癌性肌肉萎缩中的调节机制(
Cancer Cell
, https://doi.org/10.1016/j.ccell.2024.03.009
)
《
Nature
》
杂志最新发表的研究指出,
EDA2R-NIK
信号通路
在癌症相关的肌肉消瘦中发挥着至关重要的作用。来自土耳其科奇大学的研究团队发现,在肿瘤患者以及携带肿瘤的小鼠中,肌肉组织内
EDA2R
的表达呈现显著增加。
该信号通路的激活促使肌肉萎缩相关基因
Atrogin1
与
MuRF1
的表达水平提升,从而触发了肌肉
的萎缩过程
。
此外,
EDA2R
或肌肉中
NIK
的缺失可在携带肿瘤的小鼠体内防止肌肉质量及功能的损失
,为癌症肌肉消瘦的治疗提供了新的策略。
图
4 EDA2R/NIK
信号轴在骨骼肌萎缩中的调控机制(
PMID: 37165186, Nature. 2023 May;617(7962):827-834
)
在
《
Cell Reports Medicine
》
杂志上的一项研究中,探讨了
Oncostatin M (OSM)
在驱动癌症相关肌肉消耗中的作用。研究发现,
OSM
通过
JAK/STAT3
途径
在体外诱导主要肌肉细胞萎缩,并通过
RNA
测序鉴定了
OSM
目标,揭示
Atrogin1
等多个肌肉萎缩相关基因的上调。
小鼠中
OSM
的过表达导致肌肉消耗,而肌肉特异性敲除
OSM
受体(
OSMR
)和中和循环中的
OSM
在肿瘤携带小鼠中保留了肌肉质量和功能。
这些发现强调了
OSM/OSMR
信号在肌肉萎缩中的作用,为防止肌肉消耗提供了新的治疗目标
。
图
5 OSM/OSMR
信号轴在骨骼肌萎缩中的调控机制
(
PMID: 38569555, Cell Rep Med. 2024 Apr 2:101498
)
《
Nature Metabolism
》
的研究发现,乳酸通过激活
GPR81
在肿瘤诱导的消瘦中发挥关键作用。研究显示,癌症患者和小鼠模型中,乳酸水平与体重损失正相关。单独的乳酸注射可引发小鼠消瘦,显示出剂量依赖性。
此外
,
脂肪特异性或全身性
GPR81
缺失均可减轻乳酸或肿瘤引起的消瘦,揭示
GPR81
在乳酸引发的分解中的中心角色
。
此机制通过
Gi-G
βγ
-RhoA/ROCK1-p38
信号级联
,而非传统的蛋白激酶
A
途径,强调了针对
GPR81
治疗的潜力。
图
6
乳酸
/GPR81
信号通路在癌性消瘦中的作用机制(
Nat Metab, https://doi.org/10.1038/s42255-024-01011-0
)
-
观察肌管形态,并检测肌管直径
图
7 OSM
相比
IL-6
和
LIF
在促进肌管萎缩中作用更为显著(
PMID: 38569555, Cell Rep Med. 2024 Apr 2:101498
)
-
检测肌肉萎缩相关基因的表达
图
8 OSM
相比
IL-6
和
LIF
更能促进肌肉萎缩相关基因的表达
(
PMID: 38569555, Cell Rep Med. 2024 Apr 2:101498
)
-
检测平均肌纤维横截面积(CSA)和CSA频率分布
图
9
基因敲除
OSMR
改善
B16
肿瘤小鼠的肌纤维
CSA
的降低(
PMID: 38569555, Cell Rep Med. 2024 Apr 2:101498
)
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