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Molecular Cancer
蛋白质稳态网络在肿瘤细胞中的作用及其靶向治疗策略

2025-11-03

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本文系统总结了肿瘤细胞中蛋白质稳态网络的调控机制,深入分析了蛋白质毒性应激诱导细胞死亡的分子路径,并探讨了靶向蛋白质稳态在肿瘤治疗中的最新进展与挑战,为开发新型抗肿瘤策略提供了理论支持。

 

文献概述
本文《Protein homeostasis, or proteostasis, refers to the precise balance of protein synthesis, folding, and degradation that is essential for maintaining the integrity and functionality of the cellular proteome》,发表于Molecular Cancer杂志,回顾并总结了肿瘤细胞如何通过蛋白质稳态网络维持其蛋白质量平衡,以及如何通过诱导蛋白质毒性应激触发细胞死亡。文章还探讨了靶向蛋白质稳态在克服肿瘤耐药性、增强免疫治疗和放疗效果中的作用,为新型抗肿瘤策略开发提供了理论框架。

背景知识
蛋白质稳态(proteostasis)是维持细胞内蛋白质合成、折叠与降解平衡的关键机制,对细胞功能和基因组稳定性至关重要。肿瘤细胞由于基因突变率高、蛋白合成活跃,易产生错误折叠或功能异常的蛋白质,从而面临严重的蛋白质毒性应激。为应对这一挑战,细胞激活如热休克反应(HSR)、泛素-蛋白酶体系统(UPS)、未折叠蛋白反应(UPR)和自噬-溶酶体通路(ALP)等机制,以维持蛋白质稳态并促进肿瘤存活。然而,当这些机制无法有效缓解蛋白毒性应激时,细胞进入应激诱导的程序性死亡,如凋亡、铁死亡、坏死、类凋亡和铜死亡等。当前研究热点在于如何通过靶向蛋白质稳态机制诱导肿瘤细胞死亡,克服耐药性,并提高免疫治疗和放疗的疗效。尽管已有多个靶向HSR、UPS、UPR的小分子抑制剂进入临床前或临床研究阶段,但如何有效联合不同治疗策略、如何选择合适靶点、如何克服肿瘤异质性仍是当前主要挑战。本文从分子机制、信号通路交叉调控、细胞死亡方式切换等角度出发,系统综述了蛋白质稳态在肿瘤发生、发展和治疗中的作用,为未来抗肿瘤策略开发提供了重要参考。

 

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研究方法与实验
文章综述了蛋白质稳态网络的组成及其在肿瘤细胞中的动态调控机制,包括蛋白合成、折叠、泛素化、蛋白酶体降解、自噬、溶酶体降解及外泌体介导的蛋白清除等。通过文献整合,作者分析了不同细胞死亡形式(如凋亡、铁死亡、坏死、类凋亡、铜死亡)的分子机制及其与蛋白毒性应激的关联。此外,研究还探讨了HSF1、HSPs、E3泛素连接酶、IRE1、PERK、ATF6、NF-κB等关键信号节点在应激响应中的作用,以及其在不同肿瘤类型中的表达差异和功能调控。

关键结论与观点

  • 蛋白质稳态网络在肿瘤细胞中高度活跃,其失衡可触发多种程序性细胞死亡,如凋亡、铁死亡、坏死、类凋亡和铜死亡。
  • HSR通过HSPs和HSF1调控蛋白折叠与应激耐受,其高表达与多种肿瘤不良预后相关,并可作为治疗靶点。
  • UPS是蛋白毒性应激响应的核心机制,其抑制可诱导泛素化蛋白积累,激活凋亡或铁死亡通路。
  • UPR在不同肿瘤阶段的激活状态存在差异,IRE1、PERK和ATF6通路在肿瘤发生、进展和治疗耐受中发挥不同作用。
  • ALP在蛋白聚集清除中具有关键作用,其功能异常可导致蛋白毒性应激累积,促进肿瘤死亡或耐药性。
  • 蛋白毒性应激诱导的细胞死亡方式具有高度可塑性,ROS、Ca²⁺、泛素化状态、eIF2α磷酸化水平等是关键调控因素。
  • 靶向蛋白稳态的策略可增强肿瘤对放疗、免疫治疗的敏感性,为联合治疗提供理论依据。

研究意义与展望
本研究为靶向蛋白稳态的抗肿瘤策略提供了系统性理论基础,特别是在克服耐药性、增强免疫治疗效果方面具有转化潜力。未来研究需进一步解析不同肿瘤类型中蛋白稳态失衡的分子特征,开发精准调控工具,并探索蛋白稳态与免疫微环境、代谢重编程之间的交互作用。

 

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结语
本文系统总结了蛋白质稳态网络在肿瘤细胞中的作用及其应激诱导死亡机制,强调了靶向该网络在抗肿瘤治疗中的潜力。通过整合不同死亡方式的分子机制,作者提出了联合靶向蛋白稳态与现有治疗手段(如免疫治疗、放疗)的策略,为克服肿瘤耐药性和异质性提供了新的思路。未来研究应聚焦于个体化调控网络的构建、关键节点蛋白的小分子抑制剂开发,以及体内蛋白毒性应激的动态监测技术,以推动该领域的临床转化。

 

文献来源:
Chenliang Zhang, Jielang Li, Qiulin Tang, Liping Li, and Dan Cao. Targeting proteostasis for cancer therapy: current advances, challenges, and future perspectives. Molecular Cancer.
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