脂肪酸从头合成代谢重编程与肿瘤的发生发展

肿瘤细胞代谢重编程是肿瘤发生发展过程中最显著的特征之一,是对肿瘤有氧糖酵解（即Warburg效应）内涵的进一步扩展。细胞癌变过程的代谢模式发生显著变化,涉及到糖酵解、氧化磷酸化、氨基酸代谢、脂肪酸代谢和核酸代谢等诸多方面,其中脂肪酸代谢在肿瘤细胞的能量存储、细胞增殖及重要信号分子合成等方面起到重要作用。研究脂肪酸从头合成代谢的机制与肿瘤发生发展的关系,利用、干预和修正代谢通路上关键酶的异常,正成为肿瘤诊断、预防和治疗的新思路。本文就脂肪酸从头合成代谢重编程与肿瘤发生发展的关系做一综述。      

脂肪酸代谢影响肿瘤免疫微环境与免疫治疗的研究进展

肿瘤免疫微环境是肿瘤细胞周围的微小结构,对肿瘤的发生、发展起着重要作用,也是多种免疫治疗靶向的核心区域, 其调控因素非常复杂。肿瘤免疫微环境中存在促进免疫耐受和肿瘤免疫逃逸的多种调控机制,除免疫检查点分子上调、抗原提 呈丢失等过程外,还包括免疫细胞的代谢重编程。免疫细胞的脂肪酸代谢是肿瘤免疫微环境的关键代谢过程,受肿瘤细胞的信 号调控和营养争夺影响可发生重编程,其在肿瘤免疫治疗中的调控规律是目前新兴的研究热点。本文集中回顾了脂肪酸代谢对 肿瘤免疫微环境中效应T细胞、记忆T细胞、调节性T细胞、肿瘤相关巨噬细胞等免疫细胞生存和功能的调节机制,讨论了近年来 免疫细胞脂肪酸代谢重编程影响免疫检查点阻断治疗、过继细胞治疗、肿瘤治疗性疫苗等免疫治疗效果的最新进展,总结了新近 出现的免疫相关的脂肪酸代谢调控靶点和相关药物,指出肿瘤相关免疫细胞脂肪酸代谢的独有特点和研究难点,为肿瘤免疫治 疗提供新的思路和见解。     

代谢重编程在恶性肿瘤中作用的研究进展

随着细胞代谢相关研究的不断深入,代谢重编程已被证实是恶性肿瘤的重要标志之一,其主要方式包括糖酵解、氧化磷酸化、氨基酸代谢、脂肪酸代谢和核苷酸代谢等。代谢重编程中的氧化磷酸化、糖酵解等为恶性肿瘤细胞生长提供了能量基础;糖酵解及脂质代谢过程的变化会影响恶性肿瘤细胞的侵袭及转移;而糖酵解途径对恶性肿瘤的耐药性有影响。因此,代谢重编程可以调控恶性肿瘤细胞的生长、转移等生物学行为,从而影响肿瘤的发展和治疗效果,是影响癌症发生和恶化的重要因素之一。目前,人们对肿瘤生物学复杂性的理解逐渐深入,这为基于代谢重编程研制肿瘤治疗药物提供了新的线索和思路。本文基于近年来关于恶性肿瘤代谢重编程的研究进展进行综述,介绍代谢重编程影响肿瘤生长、增殖和转移的潜在机制,讨论代谢重编程在肿瘤发生及靶向治疗中的意义,以期为癌症治疗提供更新颖更全面的见解和治疗策略。     

代谢重编程介导肿瘤免疫微环境重塑的现状和展望

代谢重编程是肿瘤的特征之一,也是肿瘤治疗的重要潜在靶点。肿瘤和免疫细胞之间的相互作用对代谢重编程的影响是决定抗肿瘤免疫应答的关键因素之一。肿瘤代谢不仅在肿瘤发生和维持肿瘤细胞生存中发挥了关键作用,并且可以通过释放代谢产物,如乳酸、PGE2等来影响免疫细胞进而影响肿瘤免疫微环境。这种肿瘤细胞与免疫细胞之间的相互作用导致了肿瘤免疫微环境中的代谢竞争,限制了营养物质的正常代谢,形成酸性环境,最终导致抗肿瘤免疫反应减弱和免疫抑制性微环境的形成。此外,免疫细胞发生免疫应答的过程中存在代谢方式的改变,即在增殖、分化和执行细胞功能的过程中会发生代谢重编程。因此,了解肿瘤免疫微环境中肿瘤细胞和免疫细胞的代谢重编程的调节机制,可以使研究人员在抗肿瘤免疫治疗中获得靶向代谢途径的治疗思路。     

当前肿瘤代谢调节治疗面临的问题及思考

随着肿瘤代谢研究的进展,人们发现单一Warburg效应的糖代谢重编程可能不能代表全局定义的肿瘤代谢重编程。线粒体在肿瘤代谢重编程中起着重要的作用。根据前人的研究,我们总结出线粒体功能障碍可通过三种模式调控肿瘤代谢重编程：包括线粒体功能障碍诱导型、核基因突变诱导型、混合型。肿瘤细胞的代谢重编程又因基因型、肿瘤亚型、分化程度、微环境的差异而表现为灵活的代谢可塑性。肿瘤细胞可窃取肿瘤相关细胞的“代谢废物”,与肿瘤相关细胞相互依存、相互影响,表现出代谢共生的特征。除此之外,肿瘤细胞还可表现出稳定的杂合代谢表型,进而影响肿瘤的生物学行为。本文从当前肿瘤糖代谢调节治疗的研究现状出发,涉及当前代谢调节研究面临的问题,总结了线粒体功能障碍对代谢重编程的影响,并重点从肿瘤细胞的代谢可塑性、肿瘤细胞与肿瘤相关细胞之间的代谢耦联以及肿瘤细胞存在的杂合代谢表型等方面出发,讨论了糖代谢中糖酵解和线粒体氧化对于肿瘤代谢复杂性的影响,并针对复杂肿瘤糖代谢提出相应的对策。     

肿瘤代谢重编程及其与肠道菌群关系的研究进展

肿瘤发生、发展过程中,其代谢表型通常会发生改变。除了传统营养物质（葡萄糖、脂质、谷氨酰胺）来源的代谢重 编程外,乳酸、乙酸、酮体、外源蛋白质等也能被肿瘤细胞重新摄取利用。健康的肠道菌群维持着体内稳态和肠道正常功能,在 调控宿主能量代谢、促进食物消化以及调节免疫等方面有着重要的生理意义。然而肠道菌群的代谢产物能够重塑肿瘤营养微 环境,迫使肿瘤细胞通过改变代谢方式支持自身增殖和转移。本文将从肿瘤代谢重编程的营养物质来源以及肠道菌群参与的 代谢重编程调控两个方面进行系统阐述：一方面,肿瘤代谢发生重新编程,肿瘤细胞不断摄取周围环境的各种营养物质,为自 身的生长增殖提供能量;另一方面,肠道菌群经其代谢产物调控肿瘤代谢重编程进程,同时,肿瘤代谢产物又可以反馈于肠道 菌群,影响肠道生态平衡。了解肿瘤代谢重编程的发生机制,揭示肠道菌群与肿瘤代谢之间的相互作用显得尤为重要,这将为 未来寻找有效的代谢靶向的肿瘤预防和治疗方案以及潜在药物奠定良好的理论基础。     

肿瘤代谢重编程与营养调节对肿瘤的影响

代谢重编程是肿瘤的重要特征之一,几乎在所有的肿瘤发生、发展过程中都会被观察到。肿瘤细胞通过重编程营养物质的获取和代谢方式,来满足其对能量、生物大分子合成以及维持氧化还原平衡的需求。由于代谢重编程在肿瘤发生和发展中起到重要作用,靶向肿瘤代谢已经成为国际上抗肿瘤药物研发的热点之一。近年来,以限制特定肿瘤代谢过程为目标的营养调节作为一种新的干预手段开始被临床试验所重视,该治疗方法利用限制肿瘤特定营养来实现一系列的生物学效应,在维持正常的细胞、器官和系统功能的前提下,促进肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。本文将对肿瘤代谢重编程在近年来的一些重要进展进行总结,也将讨论营养调节治疗的当前进展,综合讨论饮食和代谢干预在肿瘤治疗中的作用,并提供临床前和初步临床试验依据。     

肺癌脂肪酸代谢重编程的研究进展

肺癌是最常见的恶性肿瘤，也是癌症死亡的主要原因。尽管靶向治疗和免疫治疗的发展显著改善了肺癌患者的疗效和预后，但总体5年生存率仍不到20%。因此，深入探索肺癌的发生、发展机制对于确立新的诊疗策略，进一步提高患者生存率具有重要的临床意义。代谢重编程是肿瘤维持恶性生物学行为的重要方式，既往研究表明，脂肪酸代谢重编程在肺癌的发生、发展过程中发挥重要作用，提示靶向肺癌脂肪酸代谢可能是新型抗肿瘤方案研发的重要方向。本文聚焦肺癌脂肪酸代谢重编程，拟从参与脂肪酸代谢包括摄取、合成、储存和分解等各环节的关键蛋白分子出发，综述脂肪酸代谢变化与肺癌发生、发展的关系，并对靶向脂肪酸代谢抗肿瘤治疗的应用现状及面临的挑战进行探讨，以期为确立新的肺癌治疗策略提供线索和参考。     

胶质瘤代谢异常调控细胞自噬的研究进展

细胞代谢异常是肿瘤的基本特征之一。随着研究的不断深入,人们逐渐认识到肿瘤代谢重编程在肿瘤发生和发展中扮演着极其重要的角色,自胶质瘤中IDH1突变被发现以来,代谢异常在胶质瘤中也越来越引起科学家的兴趣和重视。研究表明胶质瘤细胞代谢重编程可导致肿瘤细胞产生大量异常的代谢产物,这些代谢产物不但对胶质瘤细胞的增殖等自身生物学行为发挥重要作用,而且可重塑其肿瘤微环境。自噬是肿瘤细胞有效利用自身代谢产物和适应代谢应激微环境的重要途径,因此针对肿瘤细胞代谢和自噬之间的研究可能为胶质瘤的治疗提供新的策略。本综述根据最新的研究证据和进展,对胶质瘤代谢重编程和自噬之间的关系进行总结。     

代谢重编程在宫颈癌发展及治疗中作用的研究进展

宫颈癌是全球女性第四大常见恶性肿瘤,由于其复杂性及异质性,患者病死率仍然较高。代谢重编程是肿瘤细胞的一个重要特征,通过癌基因的突变、抑癌基因的失活、信号转导途径失调和肿瘤微环境（TME）紊乱等发挥代谢重编程的致癌作用。随着从人乳头状瘤病毒（HPV）感染到宫颈癌发生至侵袭与转移,宫颈癌代谢表型也在演变。HPV癌蛋白通过诱导代谢相关基因的表达改变细胞代谢模式促进宫颈癌的发生,上调有氧糖酵解以满足肿瘤细胞的增殖,增强脂肪酸代谢和有氧糖酵解以满足宫颈癌的淋巴结转移。此外,代谢重编程通过多种机制影响宫颈癌的治疗,例如代谢产物改变导致氧化应激失调介导的顺铂耐药、代谢相关基因重塑TME而出现的免疫抑制。在某些情况下,针对这些代谢途径和相关代谢酶的代谢抑制剂联合免疫治疗可成为宫颈癌的新型治疗方式。本文综述了代谢重编程在宫颈癌中的研究进展,为研发新的生物标志物和治疗靶点提供了新的策略。     

硬脂酰辅酶A去饱和酶1与恶性肿瘤的研究进展

由于耐药性的产生和化疗药物的毒副反应,恶性肿瘤的化疗效果一直不满意。为了寻找新的、选择性的抗肿瘤药物,人们对肿瘤细胞的代谢异常作了大量研究。越来越多的研究发现,肿瘤组织的恶性生物学行为与其特殊的物质代谢和能量代谢密切相关。增殖迅速的肿瘤细胞的一个代谢特点为脂质生成增多。硬脂酰辅酶A去饱和酶1（Stearoyl-coenzyme A desaturase 1,SCD1）是催化饱和脂肪酸向单不饱和脂肪酸转变的限速酶,与肥胖、脂肪性肝脏病变、胰岛素抵抗等一系列的代谢综合征及癌症的发生、发展密切相关。研究SCD1在恶性肿瘤中的作用将为肿瘤患者化疗提供新的治疗靶点。      

Multifaceted regulation and functions of fatty acid desaturase 2 in human cancers

As an important hallmark of metabolic reprogramming in cancer, a disruption in fatty acid metabolism contributes to tumor proliferation, cell migration and invasion, and other tumor cell behaviors. In recent years, more and more studies have been conducted on fatty acid desaturase 2 (FADS2), the first rate-limiting enzyme for the biosynthesis of polyunsaturated fatty acids. These studies have found that FADS2 is abnormally expressed in cancers of the breast, lung, liver, and esophagus; melanoma; leukemia; and other malignant tumors. Furthermore, its expression is significantly correlated with tumor proliferation, cell migration and invasion, clonal formation, angiogenesis, ferroptosis, resistance to radiotherapy, histological grade, metastasis to lymph nodes, clinical stage, and prognosis. The abnormal expression of FADS2 results in an imbalance of cell membrane phospholipids, which disrupts the fluidity of the membrane structure and the transmission of signals and promotes the production of proinflammatory factors and arachidonic acid (AA) metabolites, ultimately harming human health. This article aims to systematically review the structural characteristics of FADS2; its function, expression, and mechanism of action; and the factors affecting its activity. This review also provides new ideas and strategies for the development of treatments aimed at the metabolic reprogramming of tumors.     

脂类代谢与结直肠癌发生、发展关系的研究进展

脂类包括脂肪(甘油三酯)和类脂(磷脂、固醇类),提供机体必需脂肪酸和能量.脂类代谢紊乱被认为是包括结直肠癌在内的许多恶性肿瘤的代谢特征.脂类代谢异常会导致细胞膜结构变化、细胞信号传导异常、能量稳态失衡、基因表达和蛋白质分布破坏等分子变化,从而影响细胞增殖、分化、新陈代谢、凋亡以及信息传递等一系列细胞功能.高水平的脂肪酸...     

溶血磷脂信号在上皮性卵巢癌微环境中作用的研究进展

卵巢癌是妇科恶性肿瘤死亡的主要原因,发生在肿瘤微环境(TME)中的包括脂质代谢改变在内的代谢重编程是其主要特征。脂质中的几种溶血磷脂（也称癌脂）如溶血磷脂酸（LPA)是TME的重要组成部分,参与了肿瘤发生、发展的各个方面。本文综述了上皮性卵巢癌（EOC）TME中脂质代谢的改变,包括脂肪酸氧化增强、其它几种脂肪酸含量的改变,其次是溶血磷脂信号在EOC中的研究进展,重点介绍了LPA在EOC的TME中的作用:促进卵巢癌细胞的增殖、削弱免疫监测、侵袭转移、对化疗药物的抵抗等。     

非编码RNA靶向脂代谢重编程参与肝细胞癌恶性生物学表型

代谢重编程是肿瘤细胞的主要特征之一。脂质代谢重编程参与肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)发病机制。非编码RNA(non-coding RNAs,ncRNAs)是具有有限的或没有编码蛋白质能力的一类功能性RNA。多种ncRNAs调控脂质代谢。本文首先总结了肝癌发生和发展过程中细胞内主要脂肪酸代谢途径的改变情况,进一步总结了ncRNA调控脂代谢异常参与HCC恶性生物学表型的研究进展。本文介绍临床ncRNAs通过调控脂质代谢影响HCC表型的进展,为临床靶向性肿瘤治疗提供新的策略。     

热疗与肿瘤细胞乏氧微环境下能量代谢的研究现状

代谢重编程是一种恶性肿瘤标志,指癌细胞改变代谢和营养获取模式,以满足快速增殖、侵袭与转移所需的能量及获得维持细胞分裂所需的“构建块”。当实体肿瘤暴露在低pH、乏氧和营养缺乏的微环境中,使乏氧诱导因子-1被激活,其介导肿瘤细胞重塑代谢模式,即通过循环细胞内成分如清除蛋白质和脂质等底物或利用适应性的代谢重编程如糖酵解、自噬和脂代谢等获取能量。热疗作为一种基于肿瘤局部加热的治疗方法,具有多种抗癌机制与放化疗及生物免疫治疗协同使用。在这篇综述中,我们对乏氧微环境下由乏氧诱导因子-1介导的能量代谢途径做以简单论述,同时阐述了热疗对乏氧诱导因子-1的调控机制并展望了热疗在实体肿瘤中的应用。     

Colorectal Cancer and Metabolism

Purpose of Review

Metabolic reprogramming is essential for the rapid proliferation of cancer cells and is thus recognized as a hallmark of cancer. In this review, we will discuss the etiologies and effects of metabolic reprogramming in colorectal cancer.

Recent Findings

Changes in cellular metabolism may precede the acquisition of driver mutations ultimately leading to colonocyte transformation. Oncogenic mutations and loss of tumor suppressor genes further reprogram CRC cells to upregulate glycolysis, glutaminolysis, one-carbon metabolism, and fatty acid synthesis. These metabolic changes are not uniform throughout tumors, as subpopulations of tumor cells may rely on different pathways to adapt to nutrient availability in the local tumor microenvironment. Finally, metabolic cross-communication between stromal cells, immune cells, and the gut microbiota enable CRC growth, invasion, and metastasis.

Summary

Altered cellular metabolism occurs in CRC at multiple levels, including in the cells that make up the bulk of CRC tumors, cancer stem cells, the tumor microenvironment, and host-microbiome interactions. This knowledge may inform the development of improved screening and therapeutics for CRC.

     

Cibler le métabolisme tumoral : efficacité et perspectives

Metabolic reprogramming is a hallmark of cancer which will provide tumor cells with all metabolites needed for growth and proliferation. Numerous oncogenes are responsible for a cellular metabolic reprogramming as part of their transforming role which illustrates the potential therapeutic advantage of targeting cancer metabolism. Anti-metabolites drugs, such as methotrexate or L-asparignase, have proven to be effective in many cancers and brought the proof of concept of cancer metabolism targeting. This justifies the development of new agents in this domain. When developing such molecules, many challenges are faced: to avoid toxicity linked to metabolism inhibition of normal cells, to anticipate redundancy of metabolic pathways which could abrogate efficacy, and to identify new targets and biomarkers. Therefore, cancer metabolism targeting is part of oncologic personalized medicine. Clinical and mostly pre-clinical researches are ongoing for glucose, glutamine, fatty acids, amino acids metabolism, and TCA cycle targeting. Genome scale Metabolic Modeling (GSMM) has been proven to be effective in identifying new metabolic targets. Cancer metabolism targeting is a promising way to treat cancer which has already proven efficacy with anti-metabolite drugs. At the moment, most of the data are preclinical but clinical trial of such agents will undoubtedly be set in the future.