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惡性腫瘤代謝特點(diǎn)及其與炎性介質(zhì)的相關(guān)性研究進(jìn)展

2019-08-15 00:49唐翠娟榮震莫春梅鄭韋平
腫瘤防治研究 2019年5期
關(guān)鍵詞:性反應(yīng)炎性癌癥

唐翠娟,榮震,莫春梅,鄭韋平

0 引言

社會(huì)醫(yī)療水平的發(fā)展使人類總體平均壽命延長,而癌癥的發(fā)病率也逐年增加 ?!鞍┌Y為代謝性疾病”這一學(xué)說最早是由美國著名的遺傳學(xué)家Dr.Thomas Sayfried提出,而惡性腫瘤晚期患者多表現(xiàn)為極度消瘦、厭食、免疫力低下、虛弱等,這一系列表現(xiàn)亦稱為癌癥代謝紊亂綜合征,許多研究認(rèn)為,癌癥代謝紊亂綜合征發(fā)病機(jī)制主要與機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng)細(xì)胞及惡性腫瘤細(xì)胞自身分泌的多種代謝性炎性反應(yīng)因子、細(xì)胞因子、炎性反應(yīng)介質(zhì)等有關(guān),如TNF-α、IL-6、IL-1、IL-8、INF-γ等,當(dāng)然也與一些激素水平的變化有關(guān),如瘦素、糖皮質(zhì)激素等。所以能量代謝異常是腫瘤的一大特征,主要通過惡性腫瘤細(xì)胞無限分裂增殖的能量來源大量掠奪正常組織細(xì)胞的養(yǎng)料,同時(shí)為自身的增殖營造一個(gè)有利的微環(huán)境。大量研究證實(shí),腫瘤微環(huán)境的變化對(duì)腫瘤細(xì)胞的侵襲、增殖、轉(zhuǎn)移有著重要的作用,炎性微環(huán)境是一個(gè)涉及復(fù)雜分子生理學(xué)及眾多細(xì)胞參與的過程[1],炎性細(xì)胞是構(gòu)成腫瘤微環(huán)境的重要組成部分,其可釋放一些可調(diào)性的趨化因子與細(xì)胞因子,這些因子在腫瘤組織細(xì)胞發(fā)送侵襲轉(zhuǎn)移信號(hào)的過程中起到了關(guān)鍵作用[2]。故本文就惡性腫瘤代謝特點(diǎn)及代謝紊亂與炎性微環(huán)境作一較全面的總結(jié),以期為臨床診療及科學(xué)研究提供思路與方向。

1 惡性腫瘤的代謝特點(diǎn)

1.1 蛋白質(zhì)代謝失衡

有研究顯示,約40%~85%癌癥患者在癌病進(jìn)展的過程中,因腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移以及機(jī)體經(jīng)受放化療的損傷,出現(xiàn)了厭食、體重減輕,并伴隨惡病質(zhì)的表現(xiàn),癌癥患者處于一種極度營養(yǎng)失衡的狀態(tài)[3]。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與降解,正常情況下處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),而蛋白質(zhì)的降解在細(xì)胞的生長、代謝、凋亡等生命活動(dòng)中發(fā)揮著維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的作用[4]。腫瘤患者蛋白質(zhì)代謝主要是以骨骼肌消耗為主,因骨骼肌中蛋白質(zhì)含量約占人體總蛋白一半,故癌癥患者晚期多表現(xiàn)為肌萎縮、消瘦等惡病質(zhì)癥狀。在蛋白質(zhì)降解途徑中,主要有三種,第一種是泛素-蛋白酶體(UPS)途徑,泛素是廣泛存在于骨骼肌細(xì)胞中由76個(gè)氨基酸構(gòu)成的高度保守多肽鏈,而泛素蛋白酶底物主要構(gòu)成是收縮性蛋白,腫瘤細(xì)胞可釋放促蛋白分解因子(PIF),可通過多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription s, STAT3)途徑和轉(zhuǎn)錄因子NF-κB途徑使泛素激活酶激活泛素,形成多條泛素鏈,最后導(dǎo)致大量蛋白泛素化降解,使癌癥患者出現(xiàn)不同程度的骨骼肌消耗、營養(yǎng)不良等表現(xiàn)。第二種途徑是溶酶體-自噬途徑,該途徑主要是通過使自噬受體蛋白分別通過LC3相互作用結(jié)構(gòu)域及泛素結(jié)合結(jié)構(gòu)域與自噬體結(jié)合后再與溶酶體結(jié)合,最后底物被溶酶體降解。最后是鈣降解途徑,而該途徑主要是通過鈣蛋白酶對(duì)肌原纖維蛋白降解而改變其結(jié)構(gòu),進(jìn)而釋放的肌絲最后被溶酶體溶解。蛋白質(zhì)代謝失衡除了表現(xiàn)骨骼肌大量消耗外,還可出現(xiàn)瘦組織群減少、低蛋白血癥、內(nèi)臟蛋白質(zhì)喪失、總體蛋白質(zhì)合成減少和分解速度增加等表現(xiàn)[5-6]。

1.2 腫瘤細(xì)胞糖代謝異常

腫瘤細(xì)胞須依賴能量的支持才能快速大量分裂增殖,而糖分解是組織獲得能量的主要來源,糖的氧化分解主要有三條途徑,分別是磷酸戊糖、糖的有氧氧化及糖的無氧氧化,而糖酵解過程即是糖的無氧化過程,腫瘤細(xì)胞之所以可比正常組織細(xì)胞獲得大量能量滿足自身發(fā)展的需要,除了糖有氧化,更依賴于糖的無氧化分解,而正常組織細(xì)胞不會(huì)進(jìn)行大量的糖酵解,而癌細(xì)胞即使是在氧氣充分的條件下,還是主要依賴糖酵解來獲取能量,并產(chǎn)生大量乳酸,這即是20世紀(jì)50年代提出的著名的“Warburg效應(yīng)”[7]。因血管主要作用是營養(yǎng)腫瘤細(xì)胞,而癌組織增長迅速,故新血管的生長比腫瘤生長慢,使得氧氣和營養(yǎng)未能及時(shí)滿足腫瘤生長的需要,往往在腫瘤中心區(qū)形成一個(gè)相對(duì)密閉的低氧區(qū),而腫瘤組織為了適應(yīng)這個(gè)低氧微環(huán)境,不得不刺激更多血管的生成及增加糖酵解,進(jìn)而加速腫瘤的惡化[8]。另外乏氧環(huán)境促使缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)激活,其是腫瘤細(xì)胞糖酵解的另一個(gè)途徑。有研究認(rèn)為腫瘤細(xì)胞通過糖酵解獲取能量,可能與線粒體功能異常及糖代謝相關(guān)的一些酶類變化有關(guān),如延胡索酸水合酶(fumarate hydratase, FH)、細(xì)胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase, COX)、磷酸果糖激酶-2(PFK-2)、琥珀酸脫氫酶(succinate dehydrogenase, SDH)等,這些酶類會(huì)促進(jìn)糖酵解,進(jìn)而使機(jī)體產(chǎn)生大量乳酸堆積,通過乳酸循環(huán),在肝臟體內(nèi)再次合成葡萄糖,再次被糖酵解為腫瘤細(xì)胞供能[9]。堆積的乳酸參與了腫瘤血管的生成[10],另外乳酸還可形成一個(gè)有利于腫瘤細(xì)胞生長的酸性微環(huán)境。惡性腫瘤細(xì)胞過度表達(dá)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUT1和GLUT3)、癌基因Src和Ras過表達(dá)及抑癌基因p53突變,及PI3/Akt/mTOR通路的改變也參與了糖酵解的過程。

1.3 腫瘤細(xì)胞脂代謝異常

脂肪組織大量耗損是癌癥患者體重下降的另一大原因。甘油三酯經(jīng)過氧化成脂肪酸為機(jī)體提供能量,磷脂、固醇類主要參與細(xì)胞生物膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的組成。癌癥患者脂肪代謝特點(diǎn)主要表現(xiàn)為內(nèi)源性脂肪水解、脂肪酸氧化增強(qiáng)、三酰甘油轉(zhuǎn)化增加,而外源性三酰甘油水解減弱,脂肪動(dòng)員增加[6]。因而脂肪組織的大量分解和脂肪酸的氧化使機(jī)體脂肪儲(chǔ)備能力下降,這是腫瘤患者體重急劇下降的又一大原因。近年來研究證明,細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的組成、分布、含量、代謝的異常與惡性腫瘤的發(fā)生有關(guān)[11]。正常機(jī)體滿足代謝主要是靠攝取外源性脂肪酸,而有研究發(fā)現(xiàn),即使機(jī)體攝入充分外源性營養(yǎng),腫瘤患者體內(nèi)脂肪分解和氧化缺未能得到抑制,即脂肪酸從頭合成增加[12]。目前腫瘤患者脂肪代謝紊亂的機(jī)制尚不十分明確,但大多數(shù)研究認(rèn)為跟腫瘤患者機(jī)體胰島素抵抗、脂肪動(dòng)員激素水平的異常、腫瘤代謝性炎性因子(如IL-6、IL-8、TNF-α)以及一些脂肪酶的表達(dá)水平變化有關(guān),脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FASN)、乙酰輔酶A羧化酶(acetyl-coA carboxylase, ACC)、肉毒堿棕櫚?;D(zhuǎn)移酶1A(carnitine palmitoyl transferase 1A, CPT1A)、ATP-檸檬酸裂解酶(ATP-citrate lyase, ACL)、羧甲基戊二酸單酰輔酶A(HMG-CoA)等[13],這些酶類表達(dá)水平的異??捎绊懼窘M織代謝水平,并有研究發(fā)現(xiàn)患者體內(nèi)這些酶類在肝癌、前列腺癌、乳腺癌、直腸癌等癌組織中活性增強(qiáng),使用相關(guān)酶類抑制劑可促進(jìn)癌細(xì)胞的分化,影響癌變進(jìn)展[14-15]。另外脂代謝的異常還跟脂生成的基因(FAS.ACC、ACLY)在轉(zhuǎn)錄、翻譯、修飾的水平上調(diào)有關(guān)。因此干預(yù)腫瘤脂肪代謝通路可作為抗腫瘤研究領(lǐng)域的新靶點(diǎn)。

1.4 水電解質(zhì)、激素及鐵的代謝紊亂

低鈉血癥、低鉀血癥、高鈣血癥以及腫瘤溶解綜合征是腫瘤患者常見的水電解代謝紊亂。研究發(fā)現(xiàn)肺癌患者出現(xiàn)的電解質(zhì)紊亂,與肺癌的預(yù)后互相影響[16]。臨床癌癥患者經(jīng)化療時(shí)多伴有胃腸道刺激反應(yīng),突出表現(xiàn)為食欲減退、嘔吐,這是導(dǎo)致癌癥患者電解質(zhì)代謝紊亂一大原因。癌癥患者在早期進(jìn)行放化療時(shí)難免使機(jī)體受損,研究證實(shí),腫瘤細(xì)胞在治療時(shí)或者自發(fā)的作用下可短期快速溶解,使大量細(xì)胞內(nèi)容物及其代謝產(chǎn)物進(jìn)入血循環(huán)中,進(jìn)而發(fā)生嚴(yán)重的代謝紊亂,即腫瘤溶解綜合征(tumor lysis syndrome, TLS),其主要臨床表現(xiàn)為高尿酸血癥、高鉀血癥、高磷血癥而導(dǎo)致的低鈣血癥等代謝異常。少數(shù)嚴(yán)重者還可發(fā)生急性腎功能衰竭、嚴(yán)重的心律失常、彌散性血管內(nèi)凝血等[17]并發(fā)癥,常常出現(xiàn)疲乏、抽搐、驚厥、嗜睡、昏迷、少尿、代謝性酸中毒等癥狀,TLS通常發(fā)生于巨型、增生迅速和對(duì)治療有良好應(yīng)答的腫瘤患者,是癌者致死率較高的一大原因。最近相關(guān)研究證明糖尿病患者患癌概率明顯高于非糖尿病患者[18]。而大多數(shù)腫瘤患者都存在胰島素抵抗及胰島素受體過表達(dá)的現(xiàn)象,早有研究發(fā)現(xiàn),胰島素抵抗可促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的有絲分裂,加速乳腺癌的癌變進(jìn)程[19]。瘦素(Leptin, LP)是脂肪組織分泌的一種蛋白質(zhì)類激素。目前,人們普遍認(rèn)為它進(jìn)入血液循環(huán)后會(huì)參與糖、脂肪及能量代謝的調(diào)節(jié),使機(jī)體降低攝食量,增加能量釋放,抑制脂肪細(xì)胞的合成,從而體重減輕。有研究發(fā)現(xiàn),瘦素與胰島素抵抗關(guān)系密切[20],并可刺激血管內(nèi)皮增殖、血管生成,由此參與癌病的進(jìn)展。脂聯(lián)素(adiponectin)是脂肪細(xì)胞分泌的一種蛋白質(zhì)類激素,可增強(qiáng)機(jī)體對(duì)胰島素的敏感度,近年來研究表明,低脂聯(lián)素血癥與肥胖關(guān)聯(lián)的生殖系統(tǒng)惡性腫瘤和消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生有密切關(guān)聯(lián)[21]。Ghrelin是1999年由日本科學(xué)家Kojima發(fā)現(xiàn)的一種由胃分泌的一種可促生長激素釋放的激素,可抑制胰島素分泌,在一些腫瘤代謝紊亂的患者中其總體水平顯著高于健康者。糖皮質(zhì)激素在腫瘤代謝紊亂中亦扮演重要的角色,其可加速脂肪和蛋白質(zhì)分解以供應(yīng)更多能量滿足腫瘤細(xì)胞的繁殖。鐵是人體生命活動(dòng)所必須的一種微量元素,職業(yè)或者飲食不潔等因素導(dǎo)致鐵暴露增加,暴露的鐵經(jīng)氧化后,可促進(jìn)大量自由基產(chǎn)生,大量自由基與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系,有研究表明,腫瘤細(xì)胞對(duì)鐵的需求比正常細(xì)胞多,且消耗鐵的速度快,所以腫瘤細(xì)胞內(nèi)處于高鐵代謝水平[22]。有大量研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞鐵代謝異??纱龠M(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移[23]。近年來關(guān)于鐵代謝與惡性腫瘤關(guān)系的研究中,普遍認(rèn)為鐵死亡、鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-鐵調(diào)素軸、調(diào)控鐵外排是調(diào)控腫瘤的主要環(huán)節(jié),因而對(duì)抗腫瘤藥物的研發(fā)具有很大的啟發(fā)作用[24]。

2 炎性介質(zhì)與代謝

機(jī)體里適當(dāng)?shù)难仔苑磻?yīng)可刺激機(jī)體提高免疫力,但長期接受炎性介質(zhì)的刺激則會(huì)形成一種適合腫瘤細(xì)胞生長的“土壤”——炎性微環(huán)境,越來越多研究證實(shí),多數(shù)腫瘤的發(fā)生與慢性炎性反應(yīng)有關(guān),比如肺癌與支氣管炎、食管癌與反流性食管炎、膀胱癌與膀胱炎等,且很多癌癥多伴有感染的背景,比如胃炎胃潰瘍(幽門螺桿菌)與胃癌、慢性宮頸炎(乳頭狀瘤病毒)與宮頸癌等。總之很多癌癥發(fā)生在感染、炎性反應(yīng)的部位,無論是細(xì)菌還是病毒或其他原因引起的炎性反應(yīng)都與癌癥有密切關(guān)系。最近研究發(fā)現(xiàn)一些代謝疾病與肝癌的發(fā)生密切相關(guān),如肥胖、非酒精性脂肪肝等,而致癌途徑,極大可能是通過炎性反應(yīng)這一渠道。2006年Hotamisligil首次創(chuàng)新性提出“代謝性炎性反應(yīng)”的概念,為研究代謝與炎性反應(yīng)的關(guān)系提供一個(gè)新思路。而腫瘤本身就是一種高代謝性疾病,此間有眾多炎性因子、細(xì)胞因子、趨化因子等炎性反應(yīng)介質(zhì)參與。

2.1 腫瘤壞死因子-α

腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)是具有多種生物學(xué)效應(yīng)的細(xì)胞因子,一方面介導(dǎo)炎性反應(yīng)的產(chǎn)生,誘導(dǎo)組織損傷等病理反應(yīng),另一方面可調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能。適量的TNF-α可抵御腫瘤和抵抗病原菌,但當(dāng)其超過機(jī)體耐受的量,它可與其他炎性因子一同起到促癌作用[25]。有研究表明,TNF-α與肥胖關(guān)系密切,TNF-α受體減少后機(jī)體胰島素敏感度明顯增加,大多數(shù)惡性腫瘤機(jī)體都處于高代謝狀態(tài),而胰島素抵抗為其發(fā)病特點(diǎn)之一,Staal-van等[26]研究發(fā)現(xiàn),87例非小細(xì)胞肺癌患者高代謝者較正常代謝者血液中可溶性腫瘤壞死因子受體55(sTNF-R55)和C反應(yīng)蛋白的濃度明顯升高。

2.2 γ干擾素及相關(guān)蛋白

γ干擾素(INF-γ)是一類具有廣譜抗病毒、抗增殖和免疫調(diào)節(jié)活性的多功能細(xì)胞因子家族,是干擾素家族中重要的一員,其主要誘導(dǎo)TNF-α、IL-6之類細(xì)胞因子的產(chǎn)生介導(dǎo)Th1型炎性反應(yīng),這些炎性反應(yīng)因子之間互相影響可以形成一個(gè)惡性循環(huán),是導(dǎo)致肝內(nèi)持續(xù)炎性反應(yīng)的主要機(jī)制。而INF-γ誘導(dǎo)基因(包括CXCL9、CXCL10和CXCL11),均為趨化因子受體3(CXCR3)配體,有研究發(fā)現(xiàn)[27],INF-γ誘導(dǎo)基因與其受體INF-γ結(jié)合清除細(xì)胞的同時(shí),也通過募集炎性效應(yīng)細(xì)胞誘導(dǎo)炎性反應(yīng)。癌細(xì)胞具有嗜糖性,有研究表明,T細(xì)胞被奪取糖時(shí),細(xì)胞不再生成INF-γ。干擾素誘導(dǎo)蛋白16(IFI16)是干擾素誘導(dǎo)的HIN-200家族的一員,其可與NF-κB、p53、AP-1等多種重要細(xì)胞因子相互作用,參與惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

2.3 C1q/腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白

C1q/腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白(CTRP)12是脂肪組織表達(dá)和分泌的一種具備增強(qiáng)胰島素敏感度,改善胰島素抵抗、降低脂肪組織炎性反應(yīng)的脂肪因子。其通過激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3KAkt)信號(hào)通路抑制肝糖異生及脂肪細(xì)胞葡萄糖的攝取。同樣CTRP3也具有相似的特點(diǎn),CTRP3通過抑制肝臟葡萄糖異生的限速酶葡萄糖6-磷酸酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶的表達(dá)抑制糖異生,并可改善T3-L1脂肪細(xì)胞胰島素敏感度,促進(jìn)脂肪因子脂聯(lián)素、瘦素和內(nèi)脂素的表達(dá)和分泌[28]。CTRP6也是該家族重要一員,CTRP6高表達(dá)于肝細(xì)胞腫瘤組織中,過表達(dá)CTRP6可激活血管內(nèi)皮細(xì)胞的AKT,促使腫瘤組織生成新血管,減少組織壞死。有關(guān)CTRP6在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的影響還需進(jìn)一步研究。

2.4 白細(xì)胞介素家族

白細(xì)胞介素是研究比較廣的炎性細(xì)胞因子,其在傳遞信息、激活與調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞,介導(dǎo)T、B細(xì)胞活化、增殖與分化及在炎性反應(yīng)中起重要作用,目前研究發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞介素家族共有38名成員,分別命名為IL1~IL38。其中IL-1即淋巴細(xì)胞刺激因子是免疫炎性反應(yīng)主要誘導(dǎo)劑,具有兩種結(jié)構(gòu)(IL-1α和IL-1β),有許多研究發(fā)現(xiàn)IL-1與胃癌、肝癌、乳腺癌等多種癌癥的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切,血循環(huán)中主要為IL-1β,是炎性反應(yīng)前起始級(jí)聯(lián)細(xì)胞因子,可促進(jìn)癌細(xì)胞的遷移,而IL-1α可能具有抗腫瘤免疫反應(yīng)的作用[29]。早有研究發(fā)現(xiàn)炎性反應(yīng)介質(zhì)可影響脂質(zhì)代謝[30],IL-1、IL-6以及TNF-α可抑制膽固醇羥化酶。同樣IL-4也是重要的炎性反應(yīng)介質(zhì),研究表明IL-4對(duì)多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后有著重要影響,腫瘤細(xì)胞主要通過糖代謝途徑獲得能量,乳酸脫氫酶A(LDH-A)是糖代謝途徑的關(guān)鍵酶之一,在腫瘤細(xì)胞糖酵解過程中起重要作用,而IL-4可上調(diào)糖代謝相關(guān)基因LDH-A的表達(dá),從而促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的增殖[31]。IL-6在肥胖癥相關(guān)的炎性反應(yīng)及代謝性疾病中具有調(diào)節(jié)代謝平衡及抗炎的作用,有研究發(fā)現(xiàn),IL-6與胰島素、代謝通路及炎性反應(yīng)信號(hào)間存在直接的調(diào)控關(guān)系[32]。IL-6在多種癌癥中都過多表達(dá), 其可通過激活STAT3信號(hào)通路從而促進(jìn)肝癌的發(fā)生及惡化。在口腔癌患者唾液中,IL-6以及IL-8、IL-1β表達(dá)的水平顯著高于正常水平[33]。此外白細(xì)胞介素家族其他成員如IL-8、IL-10、IL-12、IL-17和IL-35等均與惡性腫瘤的發(fā)生、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移以及腫瘤代謝有密切關(guān)系。

2.5 缺氧誘導(dǎo)因子1α與NLRP3炎性小體

低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor-1,HIF-1),是具有廣泛靶基因譜的轉(zhuǎn)錄活性核蛋白,包括炎性反應(yīng)發(fā)展及腫瘤生長、與缺氧適應(yīng)等相關(guān)的近百種靶基因,HIF-1調(diào)節(jié)的靶基因包括:血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)編碼基因、內(nèi)皮素-1(ET-1)、胰島素樣生長因子Ⅱ編碼基因、血小板源性生長因子(PDGF)等,在這些基因的作用下,使其具有促紅細(xì)胞生成,血管形成,氨基酸、糖的能量代謝,細(xì)胞存活、凋亡和活性以及耐藥性等生物學(xué)效應(yīng)。炎性反應(yīng)和惡性腫瘤的共同特征之一即是局部微環(huán)境缺氧。腫瘤中廣泛存在乏氧細(xì)胞和過度表達(dá)的HIF-1α,這影響著腫瘤細(xì)胞的能量代謝、腫瘤血管的生成以及腫瘤的增殖與轉(zhuǎn)移,有研究表明HIF-1α可通過調(diào)控GLUT-1(葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)活性及GLUT-1 mRNA轉(zhuǎn)錄,加速糖代謝的效率,滿足腫瘤細(xì)胞能量的需要,因而對(duì)腫瘤細(xì)胞的糖代謝有著重要的調(diào)節(jié)作用[34]。HIF-1α能誘導(dǎo)血管靶基因,其中以血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)為主要靶基因,誘導(dǎo)腫瘤血管的生成,改善炎性反應(yīng)部位或腫瘤組織內(nèi)血流,為腫瘤細(xì)胞提供更好的血供,利于腫瘤細(xì)胞的增殖與侵襲[35]。

NLRP3是主要表達(dá)于嗜中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞內(nèi)的多蛋白復(fù)合物??稍诙喾N惡性腫瘤中發(fā)現(xiàn)NLRP3高表達(dá)[36]。主要功能為活化半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(caspase-1)以間接調(diào)控白介素1β(IL-1β)、IL-8和IL-33等成熟和分泌。研究表明,機(jī)體接受內(nèi)源性或外源性信號(hào)刺激可刺激這一蛋白復(fù)合的表達(dá),進(jìn)而誘導(dǎo)多種代謝性疾病的發(fā)生[37]。研究發(fā)現(xiàn)NLRP3炎性小體活化可促進(jìn)肺腺癌細(xì)胞株A549增殖、遷移、侵襲,其主要機(jī)制主要與激活E-cadherin、Snail、MAPK(絲裂原激活蛋白激酶)信號(hào)通路有關(guān)[38]。

2.6 其他

中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白(NGAL),是Lipocalin家族蛋白的一員, NGAL參與細(xì)胞的糖脂代謝及能量調(diào)節(jié),同時(shí)參與急性細(xì)菌性炎性免疫反應(yīng),還調(diào)節(jié)慢性炎性反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)IL-1β可通過NF-κB誘導(dǎo)NGAL高表達(dá),促進(jìn)炎性反應(yīng)的發(fā)生,并與基質(zhì)金屬蛋白酶10蛋白產(chǎn)生協(xié)同作用,促進(jìn)非小細(xì)胞癌細(xì)胞的浸潤與轉(zhuǎn)移[39]。與腫瘤代謝紊亂有關(guān)的炎性反應(yīng)介質(zhì)還有蛋白酶解誘導(dǎo)因子(proteolysis-inducing factor,PIF),其刺激活化NF-κB通路,從而誘導(dǎo)機(jī)體分泌多種炎性因子(如:IL-6/IL-8、ICAM-1)。脂肪動(dòng)員因子(lipid-mobilizing factor, LMF)可在β3腎上腺受體的作用下促進(jìn)脂肪組織分解。其他細(xì)胞因子如LIF(leukaemia inhibitory factor)、CNTF(Ciliary neurotrophic factor)等,前者可抑制脂肪酶的活性促進(jìn)脂肪分解,后者與脂肪和蛋白質(zhì)的代謝紊亂有關(guān)。

綜上,炎性微環(huán)境與腫瘤的發(fā)生發(fā)展已經(jīng)成為腫瘤領(lǐng)域研究熱點(diǎn),有數(shù)據(jù)表明超過1/4的腫瘤患者出現(xiàn)代謝紊亂,約1/5癌癥患者死于癌癥代謝紊亂綜合征。腫瘤細(xì)胞為了適應(yīng)腫瘤微環(huán)境的變化,需要重組能量代謝途徑(包括逆向Warburg效應(yīng)、截?cái)嗳人嵫h(huán)、激活糖酵解等),以滿足生長與繁殖所需的生物合成[40]。眾多炎性反應(yīng)介質(zhì)(包括細(xì)胞因子、趨化因子、血小板激活因子、血管活性胺、細(xì)胞代謝產(chǎn)物)影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展及癌癥代謝紊亂綜合征,其病理機(jī)制尚不十分明確,總之,炎性反應(yīng)介質(zhì)對(duì)腫瘤細(xì)胞的糖、脂肪、蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)的合成、分泌、代謝起著調(diào)控作用,科研工作者可將其作為研究腫瘤代謝與炎性反應(yīng)關(guān)系的靶點(diǎn),以期為臨床診療提供有力依據(jù)。

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