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Journal of Experimental & Clinical Cancer Research
靶向蛋白酶体-Bcl-2轴在癌症治疗中的研究进展

2025-09-24

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本文系统综述了Bcl-2家族蛋白在癌症中的异常调控及其与蛋白酶体系统(UPS)的相互作用,强调了靶向蛋白酶体-Bcl-2轴在克服治疗耐药性和促进肿瘤细胞凋亡中的潜力,为开发新型抗肿瘤策略提供了重要理论依据。

 

文献概述
本文《Central to the regulation of apoptosis is the B-cell lymphoma-2 (Bcl-2) family of proteins》,发表于Journal of Experimental & Clinical Cancer Research杂志,回顾并总结了Bcl-2家族蛋白在癌症中的作用及其与泛素-蛋白酶体系统(UPS)之间的复杂调控关系。研究指出,Bcl-2家族蛋白包括促凋亡与抗凋亡两类,其表达水平和功能平衡在多种癌症中被破坏,导致细胞凋亡受阻和肿瘤进展。本文进一步讨论了UPS如何通过泛素化机制调节Bcl-2家族蛋白的稳定性,并探索靶向UPS-Bcl-2轴作为癌症治疗策略的前景,包括蛋白酶体抑制剂的应用、机制、疗效限制及新型联合治疗策略。

背景知识
程序性细胞死亡(凋亡)是维持组织稳态和抑制肿瘤发生的关键机制。Bcl-2家族蛋白作为调控线粒体外膜通透性(MOMP)的核心因子,其促凋亡与抗凋亡成员之间的平衡紊乱是癌细胞逃逸凋亡的重要机制。Bcl-2、Bcl-xL和Mcl-1等抗凋亡蛋白在多种癌症中高表达,抑制细胞凋亡并促进肿瘤生长。促凋亡因子如Bax、Bak、Bid、Bim、Noxa和Puma则通过直接激活效应蛋白或中和抗凋亡因子来推动细胞死亡。泛素-蛋白酶体系统(UPS)通过泛素化修饰控制这些蛋白的稳定性,其失调可导致促凋亡因子降解增强或抗凋亡因子积累,从而促进肿瘤耐药。因此,靶向UPS调控的Bcl-2家族蛋白已成为癌症治疗中的重要策略,尤其在克服化疗与靶向治疗耐药性方面。当前,已有多种蛋白酶体抑制剂(如venetoclax)在血液系统肿瘤中取得显著疗效,但其在实体瘤中的应用仍受限,亟需探索新型组合疗法以提升治疗效果。

 

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研究方法与实验
本研究通过系统性文献综述,总结Bcl-2家族蛋白在不同癌症中的表达特征及其调控机制,重点分析UPS如何通过E3泛素连接酶调节Bcl-2、Bcl-xL和Mcl-1等抗凋亡因子的泛素化与降解。研究还评估了BH3模拟物(如ABT-737、venetoclax)在不同肿瘤模型中的治疗反应,并探讨其耐药机制,如Mcl-1介导的抗性以及Bcl-2表达水平与化疗敏感性的关系。此外,研究结合临床前模型和分子机制分析,评估靶向蛋白酶体或Bcl-2家族成员的联合治疗策略在肿瘤细胞凋亡诱导中的潜力。

关键结论与观点

  • Bcl-2家族蛋白在调控细胞凋亡中起核心作用,其促凋亡与抗凋亡成员的相对水平决定细胞命运,尤其在肿瘤细胞中该平衡常被破坏,导致凋亡逃逸和治疗耐药。
  • 泛素-蛋白酶体系统(UPS)通过调控Bcl-2家族蛋白的稳定性,影响细胞凋亡阈值。E3泛素连接酶(如MARCH5、Usp9x)通过泛素化修饰控制Mcl-1、Bcl-2等抗凋亡因子的降解,为靶向治疗提供机制基础。
  • 蛋白酶体抑制剂如bortezomib和venetoclax可有效促进促凋亡因子积累,诱导肿瘤细胞死亡。Venetoclax在CLL和部分AML患者中显著延长生存期,但在实体瘤中的疗效受限,提示需探索组合治疗策略。
  • Bcl-2、Bcl-xL和Mcl-1在不同癌症中呈现差异性表达和功能。例如,Bcl-2在乳腺癌中与激素受体状态相关,而Mcl-1在妇科和肺癌中高表达并介导对BH3模拟物的耐药。
  • 靶向Bcl-2家族蛋白的治疗策略(如BH3模拟物、蛋白酶体抑制剂、基因沉默)在临床前模型中显示出增强化疗敏感性和克服耐药性的潜力,但仍需进一步优化以提升特异性和降低毒性。

研究意义与展望
本文强调了靶向Bcl-2家族蛋白与UPS通路在癌症治疗中的重要性,指出未来研究应聚焦于个体化治疗策略,识别肿瘤特异性E3连接酶或Bcl-2家族表达谱,以指导蛋白酶体抑制剂或BH3模拟物的精准应用。此外,结合基因编辑动物模型与功能缺失研究,将有助于深入理解Bcl-2家族在肿瘤微环境中的作用,并为新型抗肿瘤药物的临床前评估提供平台。

 

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结语
本研究系统解析了Bcl-2家族蛋白在肿瘤细胞凋亡逃逸中的作用,以及泛素-蛋白酶体系统(UPS)如何通过泛素化修饰调控其稳定性。抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xL和Mcl-1在多种癌症中高表达,抑制线粒体凋亡通路,而促凋亡因子如Bax、Bak和Bim则常被沉默或失活。蛋白酶体抑制剂通过阻断这些抗凋亡蛋白的降解,恢复促凋亡因子功能,从而诱导肿瘤细胞死亡。尽管已有药物如venetoclax在血液肿瘤中取得突破,但其在实体瘤中的疗效仍受限,提示未来需结合基因编辑动物模型、功能蛋白组分析和靶向蛋白酶体的新型调控剂开发,以实现更广泛、更有效的癌症治疗策略。

 

文献来源:
Sourabh Soni, Vandana Anang, Yutong Zhao, Richard S Nho, and Yohannes A Mebratu. A new era in cancer therapy: targeting the Proteasome-Bcl-2 axis. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research : CR.
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