综述:靶向代谢重编程与复制应激的交互作用:抗癌新策略
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时间:2025年09月27日
来源:Medical Oncology 3.5
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本综述深入探讨了癌细胞代谢重编程(Metabolic Reprogramming)与复制应激(Replication Stress, RS)之间的相互作用机制,揭示了靶向二者交叉通路的新型治疗策略。文章系统阐述了烷化剂、核苷类似物及细胞周期蛋白(Cyclin)与细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)抑制剂如何通过诱导RS发挥抗癌作用,并指出代谢酶的非经典功能(如增强DNA损伤应答DDR)和代谢通路脆弱性为开发靶向疗法提供了新方向。
复制应激(Replication Stress, RS)的诱导已成为癌症治疗的有效策略,其中烷化剂、核苷类似物以及细胞周期蛋白(Cyclin)和细胞周期蛋白依赖性激酶(Cyclin-Dependent Kinase, CDK)抑制剂仍是主要药物。随着对RS应答机制的深入理解,靶向复制应激应答通路的新型治疗药物逐步被开发。尽管部分药物已展现出药理学和临床疗效,但患者预后仍不理想。越来越多证据表明,癌细胞代谢重编程(Metabolic Reprogramming)是调节RS和减弱基因毒性药物疗效的关键决定因素。此外,部分代谢酶表现出非经典功能,可增强DNA损伤应答(DNA Damage Response, DDR),而某些代谢通路则导致恶性细胞对RS的脆弱性。因此,本综述旨在阐明代谢重编程调控癌细胞RS的机制,并概述治疗方案开发的最新进展。
烷化剂、核苷类似物以及Cyclin和CDK抑制剂通过干扰DNA合成和修复过程,直接诱导RS,从而抑制癌细胞增殖。这些传统药物在临床中广泛应用,但耐药性和毒副作用限制了其疗效。近年来,针对RS应答通路(如ATR-CHK1信号轴)的新型抑制剂被开发,旨在增强基因毒性疗法的效果。然而,单一靶向RS应答往往因癌细胞的适应性抵抗而失败。
癌细胞代谢重编程通过多种途径影响RS水平。例如,糖酵解增强(Warburg效应)和核苷酸合成通路上调可为DNA复制提供底物,缓解RS;但同时,活性氧(ROS)的积累可能加剧DNA损伤。代谢酶如PKM2和IDH1/2展现出非经典功能:PKM2易位至细胞核后参与DDR调控,而IDH突变导致2-羟基戊二酸(2-HG)积累,抑制DNA修复酶功能。此外,线粒体代谢紊乱可通过氧化应激途径增加RS脆弱性。
针对代谢与RS的相互作用,新兴治疗策略包括:① 联合使用代谢抑制剂(如核苷酸合成抑制剂)与RS诱导剂,协同诱导DNA损伤;② 靶向代谢酶的非经典功能(如核PKM2抑制剂),特异性破坏癌细胞DDR;③ 利用代谢通路缺陷(如丝氨酸匮乏)增强RS敏感性。临床前研究显示,靶向糖代谢、脂代谢和核苷酸代谢的药物与RS诱导剂联用可显著抑制肿瘤生长。
尽管靶向代谢-RS交叉通路展现出巨大潜力,但仍面临挑战:① 肿瘤异质性导致代谢依赖多样性;② 代谢酶的双重功能难以精准调控;③ 需开发特异性抑制剂以避免正常细胞毒性。未来研究需整合多组学数据,识别预测性生物标志物,并优化联合治疗方案时序,以推动该策略的临床转化。
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