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外泌体抑制剂英语(外泌体抑制剂英语简称)

2022-12-16 18:12:09 作者:max
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有关PD-1免疫治疗

PD-1/PD-L1免疫疗法就是通过药物阻断PD-1/PD-L1通路,激活人体自身的免疫系统攻击肿瘤细胞(当然也可能攻击正常组织,引起一定的副作用)。当细胞毒T细胞上的PD-1分子与细胞表面的PD-L1配体结合时,细胞能逃脱免疫系统的杀伤。当细胞毒T细胞上的PD-1分子与抗体结合时,免疫细胞能够识别细胞,从而对其进行杀伤。该疗法的突出特点是对癌症的持久控制,而且对多种癌症有效。在受控环境下的用药是安全的,常见副作用就是皮疹、发热等,对症治疗即可 。

PD-1作为免疫疗法,调动的是人自身的免疫机能对抗癌细胞 , 这一般都需要 2 个月 的时间才能生效(小概率可以是1.3-1.5个月)。必须留足两个月!不要拿命开玩笑!不要等到化疗到身体很差的时候,才选择PD1 。 PD-1抑制剂的毒副作用相比于传统放化疗要小得多,3-4级严重不良反应的发生率降低一半甚至更多。最常见的副作用是“流感”样的表现:发热、乏力、头晕、全身肌肉酸痛、嗜睡等,上述症状大约出现在1/3的病人中,对症处理后,可逐步缓解。

EGFR突变患者:不建议EGFR抑制剂联合PD-1,间质性肺炎/免疫性肺炎提高5倍 。 爆发进展的比例很低,而且大部分出现爆发性进展的患者都有MDM2的基因扩增。

目前并无证据显示短疗程、小剂量的激素会使PD-1疗效下降,目前一般认为糖皮质激素会降低PD-1/PD-L1抗体的有效性,不能在PD-1/PD-L1抗体治疗过程中使用糖皮质激素预防irAEs,至少在开始抗体治疗前2周应该停用糖皮质激素。

反倒国外的几项大型研究表明,真正影响疗效的是抗生素。PD-L1/PD-1治疗期间,使用广谱抗生素可能导致疗效大幅度降低!可能是抗生素,包括酰胺类、喹诺酮类和大环内酯类影响了患者的肠道菌群!但是,话说回来,肿瘤患者在使用PD-1抗体期间出现了感染,难道就不能使用抗生素吗?还是应该按照医生的要求,正确规范使用。在PD-1抗体Opdivo针对非小肺癌的临床试验中[1],研究人员发现 抽烟、EGFR不突变和KRAS突变 的肺癌患者更容易获益。

不推荐花大钱做针对PD-1的全基因检测,不如盲试PD1,费用还少一些。目前有不少可以预测PD-1抑制剂疗效的指标,相对比较靠谱的有如下三个:

(1)PD-L1表达水平。用病理切片,做免疫组化,看病理组织中PD-L1的表达率。注意,不是用基因检测法,而是免疫组化;不是测PD-1,而是测PD-L1。PD-L1表达率越高,有效率越高。此外,PD-L1分子的表达非常的动态,而且在肿瘤组织中分布不均匀,容易造成假阴性的结果。PD-L1检测本身确实存在一些问题:生物学方面,如瘤间及瘤内异质性,干预治疗影响表达。现在更多证据表明其有效性不高,是否使用PD1可以盲试。

(2)MSI/dMMR:拿病理切片,用基因检测法测MSI;或者用免疫组化法,测dMMR。消化道患者,建议测这个指标。MSI/dMMR阳性的消化道病人,适合PD-1抑制剂治疗。

(3)突变负荷TMB:拿病理切片(实在不行,也可以拿外周血代替),做突变基因检测,单位长度的DNA上所含有的突变越多,有效率越高。每次取样可能有差异。

TMB越高,最后能够被T细胞识别的新抗原产生也越多。然而,实际上TMB实际是量化指征肿瘤细胞通过累积突变而产生异常蛋白,即“新抗原”的可能性,能够产生新抗原的突变即为具有免疫原性的突变,并不是绝对的。比如,即使TMB较低,KRAS突变患者却中了“彩票”,KRAS G12D突变能够产生与HLA-C*08:02高亲和力结合的新抗原,而被T细胞识别,并非单纯是TMB高。因此,KRASG12D突变从PD-1治疗获益的可能性较大。

PD-1/PD-L1抗体在杀灭肿瘤的同时会损伤自身组织,引起一系列毒副反应,称为免疫相关性毒副反应(immune-related adverse events,irAEs)。irAEs的临床表现特点是广谱性和滞后性。 广谱性 指irAEs可以出现在身体的任何组织和器官,常见表现包括畏寒、发烧、疲乏、皮肤瘙痒、皮疹、白癫风、口腔溃炎、腹泻、听力下降、肢体麻木、视力模糊、咳嗽、呼吸困难、转氨酶升高、甲状腺和肾上腺功能紊乱等等。

滞后性 指irAEs在开始抗体治疗后数周到数月才出现,此时患者在家休养,PD-1/PD-L1抗体的副作用容易被忽略而贻误诊治,导致严重后果。虽然irAEs出现时间有一定规律,但需要提醒的是,irAEs可以出现在治疗过程中和停药一段时间内任何时刻,切不可掉以轻心。

系统监测 早期发现irAEs主要依赖于定期监测和随访。在抗体治疗前完善血常规、尿常规、粪便常规、生化常规、甲状腺功能、腺垂体功能、肾上腺皮质功能、心电图和胸片等检查,开始抗体治疗后定期复查上述项目,方有可能及时发现irAEs。若出现腹泻、腹痛、头痛、视力改变等,还需视情况行肠镜、颅脑和垂体MRI检查。免疫相关毒性虽然发生率高,但是绝大部分副作用程度轻微,对症治疗后可恢复。经过定期监测、及时发现、积极处理,PD-1/PD-L1抗体治疗是安全可行的。有研究发现副作用越大,获得长期缓解的概率就越高。

应该注意到免疫疗法特殊的不良反应,主要是PD-1/PD-L1抗体相关的肺炎——即“免疫性肺炎”、“间质性肺炎”。非小细胞肺癌患者出门的时候最好戴口罩,防止感染。开始用药后,为了早期发现,进行胸部影像学检查和血清标志物和血氧饱和度的检查,请注意临床表现和自觉症状的表现。确认出现气短,呼吸困难,咳嗽,乏力,发热,肺音异常等临床症状时,请进行胸部X线检查,对血氧饱和度 监测等并全面观察。如确认出现异常,请迅速进行胸片X线,胸部CT,检查如血清标志,必要时请与呼吸专家一起会诊。

所有I级患者以及8名II级患者的病情相对较轻,只需要门诊治疗,剩下18名患者则需要住院治疗。对I级患者而言,15人停药即可缓解,剩下2人和大部分II级及以上的患者通过口服或者静脉输注的糖皮质激素都可以控制病情必要时联合抗TGF-β、抗IL-6等治疗。但有5名III级及以上的患者仅用糖皮质激素不能控制病情,需要加用更强的免疫抑制药物(英夫利昔单抗或者英夫利昔单抗联合环磷酰胺)。

有12名不良反应较轻的患者(I级及II级)在经过治疗(9名患者停药,3名用过糖皮质激素)、肺炎彻底缓解后,重新接受了PD-1/PD-L1单抗的治疗,其中9人没有再次出现肺炎,而另外3人再次出现了药物相关肺炎,但通过停药和给予糖皮质激素均可再次治愈药物相关肺炎。

对于这些不幸中招的病友,常规治疗手段就是大剂量激素,联合各种常见的免疫抑制剂(比如霉酚酸脂、英夫利昔单抗等)以及最强的支持治疗。不过尽管如此,因为PD-1抗体导致的猛烈的免疫性炎症而死亡的极端案例,还是时有发生。

2016年,顶尖医学杂志NEJM报道,PD-1抗体单药使用导致的免疫性心脏炎症发生率约为万分之六;而PD-1抗体和CTLA-4抗体联合使用,这一比例将上升到千分之三左右。一旦发生严重的心脏炎症,几乎必死无疑,国内外罕见成功抢救的报道。澳大利亚墨尔本大学的Andrew Haydon教授在山穷水尽、无计可施的时候,冒险给病人用了“ 马抗胸腺细胞球蛋白 ”,配合常规的激素、免疫抑制剂以及最强支持治疗,成功抢救了一例恶性的、难治的、凶险的免疫性心脏炎症。

青霉胺与激素和单用激素治疗肺间质纤维化,疗效比较无明显差异,但青霉胺+激素组副作用明显少于单用激素组,但青霉胺应用前应做青霉胺皮试,注意其副作用,主要副作用为胃肠道反应和过敏反应。

TIM3阳性表达还与抗PD-1治疗时间呈显著地时间依赖性,治疗前及治疗敏感期TIM3阳性表达较低,而发生耐药后TIM3阳性表达显著增加。而在发生耐药的肿瘤中TIM3阳性表达还与T细胞中PD-1抗体结合程度显著相关,T细胞与PD-1抗体结合程度越高则TIM3阳性表达亦越强。

肿瘤负荷的大小,和患者血液中Ki-67阳性的杀伤性T细胞的多少,是强烈的正相关的——也就是肿瘤越大,血液中Ki-67阳性的杀伤性T细胞越多 。

深入分析了PD-1抗体抗癌的机制,PD-1抗体新辅助治疗起效的关键是外周血及肿瘤组织中预存的肿瘤特异性淋巴细胞大量扩增并迁移到肿瘤病灶,从而发挥抗癌作用。这项推论,可以从淋巴细胞上PD-1、CTLA-4、TIM-3等分子标志物的表达,增殖能力代表性标志Ki-67指数的升高,以及肿瘤组织中淋巴细胞,也就是TIL的增多,来形象而客观地反应出来。通过检测PD-1治疗前和治疗后1-3周,外周血中CD8阳性T细胞中,Ki67阳性细胞的比例变化,可以预判PD-1抗体是否起效 。 起效的病人,Ki67阳性的CD8 T细胞比例明显增加;而未起效的人群,该细胞亚群变化不大 。 IL-8 是肿瘤组织中释放出来的重要的细胞因子,其浓度与肿瘤负荷、免疫反应的剧烈程度均相关。PD-1抗体使用后,如果起效,肿瘤被杀伤,释放的IL-8会大幅下降。因此,利用外周血中IL-8浓度的变化,可以较早地预判PD-1抗体是否起效。接受PD-1抗体治疗后,假如药物起效,肿瘤负荷会减少,那么血液中致癌突变的浓度也会下降。反过来,如果药物没有起效,血液中ctDNA浓度不会明显下降甚至会有所上升。

对肺癌患者来说,IV期肺癌合并糖尿病患者服用 二甲双胍 后,存活率显著提高。欧洲肿瘤研究所的学者们发现,二甲双胍和禁食可以协同作用,抑制小鼠肿瘤的生长 。 芝加哥大学的Marsha rich rosner在《自然》报道三阴乳腺癌单独使用二甲双胍治疗,或者单独抑制BACH1蛋白都没有明显的抗癌效果。但是,当用血红素和二甲双胍联合治疗肿瘤小鼠时,肿瘤的生长被明显抑制!不仅乳腺癌,这种治疗策略可能对肺癌、肾癌、子宫癌、前列腺癌和急性髓性白血病等多种癌症有效。MD Anderson癌症中心洪明奇发现 二甲双胍能够导致癌细胞表达的 PD-L1 降解 ,避免癌细胞“逃脱”免疫系统的“搜查”,从而提高PD-1治疗效果,目前此联合疗法已被批准为FDA临床实验。

具有更高的肠道细菌多样性的患者拥有更长的中位无进展生存期,芝加哥大学的另一项研究也发现黑色素瘤模型小鼠肠道定植的菌群不同,黑色素瘤生长情况不同。小鼠肠道 中双歧杆菌 属中一些特定种(如短双歧杆菌、长双歧杆菌和青春双歧杆菌)的存在会通过增加CD8+ T细胞数量来增强PDL1抗体的抗癌效果。体内一种有助于脂肪燃烧并改造血糖程度、有望为改善肥胖和糖尿病患者代谢情况的Akkermansia muciniphila(简称 Akk 菌 )菌群丰度很低,相反存在该菌群的患者在接受免疫治疗后症状得到了缓解。可能与Akk菌和希拉肠球菌等微生物诱导树突细胞释放炎性介质白介素-12(IL-12),从而募集更多的CD4+T细胞集中到肿瘤周围有关,T细胞的聚集可增强机体的抗肿瘤能力。

Galectin-3 过表达促进肿瘤转化和维持转化的表型,并增强肿瘤细胞与细胞外基质的粘附并增加转移性扩散。90%携带有galectin-3强阳性表达的患者在疾病早期即发生快速进展和恶化(蜘蛛图-红色曲线),而阴性表达的患者则获得疾病缓解(蜘蛛图-绿色)。该研究提示galectin-3可能成为PD-L1表达以外值得探索的生物标志物。针对galectin-3通路的研究正在开展中。GCS-100来源于柑橘果胶,它能移除细胞外表具有保护作用的galectin-3。一旦galectin-3被移除,化疗药物便能有效作用于淋巴瘤细胞,使得淋巴瘤细胞凋亡。实验结果显示 小分子橘络果胶 可能会成为癌细胞间相互作用的潜在抗阻剂,这种相互作用靠细胞表面的碳水化合物结合蛋白质来进行。

研究发现,常规免疫治疗失败的肿瘤,其细胞间隙钾离子不断增加会严重破坏T细胞代谢,研究发现,常规免疫治疗失败的肿瘤,其细胞间隙钾离子不断增加会严重破坏T细胞代谢,干扰细胞从细胞外摄取营养物质,相当于让这些细胞处于饥饿状态。缺乏能量物质的T细胞必然会导致功能下降,抗肿瘤免疫功能自然无法实现。另一方面,研究还发现在高浓度K+能影响T细胞表观遗传修饰,让T细胞恢复干性。钾离子在肿瘤微环境中会抑制免疫T细胞的活性。羟基柠檬酸抑制acylATP柠檬酸裂解酶,类似于降低肿瘤微环境K离子浓度,提高PD1效果。 羟基柠檬酸 是一种柠檬酸的衍生物,广泛存在于 藤黄果 、玫瑰茄等热带雨林植物中。

癌细胞释放生物“无人机”,被称为外泌体的小囊泡,在血液中循环并携带PD-L1蛋白,导致T细胞在到达癌细胞做斗争之前出现“疲劳”。外泌体PD-L1的水平可以指示免疫检查点抑制剂对T细胞活化的水平。循环外泌体PD-L1的水平与IFN-γ的水平呈正相关,并且在抗PD-1疗法的过程中变化。

Broadening horizons: the role of ferroptosis in cancer(上)

本文是一篇综述,选自nature  review

摘要:调节细胞死亡过程的发现促进了癌症治疗的进展。在过去的十年中,铁死亡,一种由过度脂质过氧化驱动的铁依赖形式的调节性细胞死亡,与各种类型肿瘤的发展和治疗反应有关。实验试剂(如erastin和RSL3)、批准的药物(如索拉非尼、柳氮磺胺吡啶、他汀类和青蒿素)、电离辐射和细胞因子(如IFNγ和TGFβ1)可诱导铁死亡和抑制肿瘤生长。然而,铁死亡性损伤可以在肿瘤微环境中引发炎症相关的免疫抑制,从而促进肿瘤生长。铁死亡对肿瘤生物学的影响程度尚不清楚,尽管一些研究发现了癌症相关基因(如RAS和TP53)突变、编码参与应激反应途径(如NFE2L2信号传导、自噬和缺氧)的蛋白质的基因突变、上皮-间充质转化与激活铁死亡的治疗反应之间的重要相关性。在这里,我们介绍了铁死亡的关键分子机制,描述了铁死亡和肿瘤相关信号通路之间的相互作用,并讨论了铁死亡在全身治疗、放射治疗和免疫治疗中的潜在应用。

大多数癌症治疗策略旨在选择性地消除癌细胞,而不伤害非恶性细胞。调节性细胞死亡(RCD)过程的不同致死子程序不同地影响肿瘤进展和对治疗的反应。与意外细胞死亡相比,RCD由特定的信号转导途径控制,这些途径可以通过药理学或遗传干预来调节。最广泛研究的RCD类型是细胞凋亡、焦亡、坏死和铁死亡,每一种都有独特的分子机制。死亡受体和线粒体途径是凋亡激活的两种最常见的机制,一个称为胱天蛋白酶的细胞内蛋白酶家族负责这些形式的RCD的效应期。焦亡也是一个半胱天冬酶依赖的过程,其效应期需要半胱天冬酶1或半胱天冬酶11介导的gasdermin D的裂解来释放其N端结构域,从而可以寡聚化并在质膜中形成孔。坏死的发生没有半胱天冬酶的激活,而是涉及其他效应分子,如假激酶MLKL,由RIPK3介导的磷酸化激活。

铁死亡这个术语是在2012年提出的,指的是一种由无限制的脂质过氧化和随后的质膜破裂引起的铁依赖性RCD。铁死亡可通过外在或内在途径诱发。外源途径是通过抑制细胞膜转运蛋白如胱氨酸/谷氨酸转运蛋白(也称为系统xc)或通过激活铁转运蛋白5-羟色胺转运蛋白和乳转铁蛋白来启动的。内在途径通过阻断细胞内抗氧化酶(如谷胱甘肽过氧化物酶GPX4)而被激活。尽管这一过程不涉及胱天蛋白酶、MLKL或gasdermin D的活性, 但铁死亡的效应分子仍有待鉴定 。值得注意的是,氧化损伤,一种由谷氨酸介导的神经细胞xc系统抑制引起的氧化损伤,其分子机制与铁死亡相似。

细胞凋亡在过去的30年里得到了广泛的研究;然而,肿瘤学中以凋亡调节因子(如来自半胱天冬酶或BCL-2家族的蛋白质)为靶点的治疗药物的临床应用仍然面临挑战。对凋亡的抵抗是癌症的标志,因此,靶向非凋亡的RCD过程可能提供抑制肿瘤生长的替代策略。三个早期临床前观察支持某些致癌信号和铁死亡诱导之间的联系:(1)铁死亡激活剂erastin被鉴定,因为它能够选择性地在含有突变型而非野生型RAS的癌细胞中触发细胞死亡;(2)RAS-RAF-MEK-ERK通路的激活是erastin诱导的细胞死亡所必需的和(3)铁,已知对癌细胞增殖很重要,也是erastin诱导的细胞死亡所必需的。随后的研究发现了一种通过铁积累、脂质过氧化和膜损伤控制铁死亡的复杂信号通路。

该网络作为肿瘤学中潜在的新靶点已经引起了极大的关注(表1)。特别是,对传统疗法有抵抗力或具有高转移倾向的癌细胞可能特别容易发生铁死亡敏感,从而开辟了靶向治疗研究的新领域。作为对先前综述的补充,我们旨在深入了解铁死亡在肿瘤发展中的机制和功能,并将其作为潜在的治疗靶点。我们描述了肿瘤异质性和与铁死亡敏感阈值相关的信号,并强调了临床应用的潜在治疗药物。

铁积累和脂质过氧化是铁死亡过程中引发膜氧化损伤的两个关键信号。铁死亡的核心分子机制涉及调节氧化损伤和抗氧化防御之间的平衡。

与非恶性细胞相比,癌细胞(尤其是癌症干细胞)的生长强烈依赖于微量元素铁。流行病学证据表明,高膳食铁摄入量增加了几种癌症类型的风险(如肝细胞癌(HCC)和乳腺癌)。这些特点表明,铁螯合药物(如去铁胺)或增加铁介导毒性的药物(如索拉非尼、柳氮磺吡啶、他汀类和青蒿素等诱导铁死亡的药物)可用于治疗癌症患者。

在动物模型中,由于多种水平的干预(如增加铁吸收、减少铁储存和限制铁流出)导致的铁积累增加通过整合的信号通路促进铁死亡。5-羟色胺转运体介导或乳转铁蛋白介导的铁摄取通过转铁蛋白受体(TFRC)和/或另一种未知受体促进铁转运,而SLC40A1介导的铁输出抑制铁转运。铁蛋白(一种铁储存蛋白)的自噬降解通过增加细胞间铁水平来增强铁死亡,而外泌体介导的铁蛋白输出抑制铁死亡。参与铁硫簇生物发生铁利用的几种线粒体蛋白(包括NFS1、ISCU26、CISD1和CISD2)可能通过降低有效的氧化还原活性铁含量来负调节铁死亡。 过量的铁通过至少两种机制促进随后的脂质过氧化:通过依赖铁的芬顿反应产生活性氧和激活含铁的酶(例如,脂氧合酶) 。因此,铁螯合剂和抗氧化剂可防止铁中毒。铁螯合剂去铁胺联合常规经动脉化疗栓塞的安全性和有效性目前正在不能切除的HCC患者中进行研究(NCT03652467)。

在铁死亡过程中,多不饱和脂肪酸(PUFAs),特别是花生四烯酸和肾上腺素酸,最容易发生过氧化反应,从而导致脂质双层的破坏,影响膜功能。细胞膜中多不饱和脂肪酸的生物合成和重塑需要酶ACSL4和LPCAT3。ACSL4催化游离花生四烯酸或肾上腺素酸和辅酶a的结合,分别形成衍生物AA–CoA或AdA–CoA,然后LPCAT3促进它们酯化成膜磷脂酰乙醇胺,形成AA–PE或AdA–PE。ACSL3将单不饱和脂肪酸(MUFAs)转化为它们的酰基辅酶a酯,以结合到膜磷脂中,从而保护癌细胞免受铁敏感性。AMPK介导的beclin1磷酸化通过抑制还原型谷胱甘肽(GSH)的产生而促进铁死亡,而AMPK介导的ACAC磷酸化被认为通过限制PUFA的产生而抑制铁死亡。这些研究扩展了AMPK的已知功能,揭示了这种激酶作为能量传感器的作用,通过不同下游底物的磷酸化决定细胞命运。过氧化物酶体介导的缩醛磷脂生物合成为铁缺乏症期间的脂质过氧化提供了另一种PUFA来源。最后,不同的脂氧合酶在介导脂质过氧化以产生氢过氧化物AA-PE-OOH或AdA-PE-OOH方面具有环境依赖性作用,这些氢过氧化物促进铁死亡。例如,脂氧合酶ALOX5、ALOXE3、ALOX15和ALOX15B负责来源于各种肿瘤类型(BJeLR、HT-1080或PANC1细胞)的人细胞系中的铁死亡,而ALOX15和ALOX12在来源于非小细胞肺癌(NSCLC)的H1299细胞中介导p53诱导的铁死亡。

几种膜电子转移蛋白,特别是POR和NADPH氧化酶(NOXs)有助于铁死亡脂质过氧化的活性氧产生。在其他情况下,哺乳动物线粒体电子传递链和三羧酸循环,再加上谷氨酰胺分解和脂质合成信号,参与了铁死亡的诱导,尽管线粒体在铁死亡中的作用目前仍有争议。当新的治疗方法可用时,进一步评估不同类型肿瘤中脂质过氧化调节因子的表达谱对指导患者选择是至关重要的

抗氧化酶GPX4可以直接将磷脂氢过氧化物还原为羟基磷脂,从而作为癌细胞中铁死亡的中心阻遏物。GPX4表达和生存结果之间的关系是肿瘤类型依赖性的。例如,GPX4的高表达水平与乳腺癌患者的预后呈负相关,但与胰腺癌患者的良好生存结果呈正相关。GPX4在铁死亡中的表达和活性依赖于谷胱甘肽和硒的存在。 谷胱甘肽是由半胱氨酸、甘氨酸和谷氨酸三种氨基酸合成的;半胱氨酸的可用性是这一过程的主要限制因素。 在哺乳动物细胞中,xc系统在将胱氨酸(半胱氨酸的氧化形式)导入细胞用于随后的GCL介导的谷胱甘肽生产中起主要作用。系统xc由两个子单元组成,SLC7A11和SLC3A2。 SLC7A11的表达和活性进一步被NFE2L2正向调节,并被肿瘤抑制基因负向调节,如TP53、BAP1和BECN1 。这种双重调节构成了一种微调机制来控制铁死亡中的谷胱甘肽水平。谷胱甘肽的其他来源可能包括反式硫化途径,该途径由氨酰基-tRNA合成酶家族负调节,如CARS1,CARS1中的一些多态性与胃癌风险增加相关。 GPX4以谷胱甘肽为底物,将膜脂氢过氧化物还原为无毒的脂醇 。在GPX4中用半胱氨酸残基取代硒代半胱氨酸(U46C)增加了它的铁死亡抗性。对系统xc(用伊拉斯汀、柳氮磺胺吡啶或索拉非尼)或GPX4(用RSL3、ML162、ML210、FIN56或FINO2)的药理学抑制诱导铁死亡。同样,SLC7A11或GPX4的基因缺失会导致脂质过氧化,并导致某些细胞或组织的铁死亡。 GPX4缺失还介导小鼠中的其他RCD过程(如凋亡、坏死和焦亡),表明脂质过氧化位于这些途径的十字路口,尽管下游效应物可能有所不同 。

几个非GPX4途径,包括AIFM2–CoQ10、GCh1–BH4和ESCRT- III膜修复系统,在防止铁死亡期间的氧化损伤方面也具有作用。这些修复途径之间可能存在协同或互补效应。事实上,AIFM2调节还原性CoQ10产生,但也可以通过激活ESCRT-III膜修复系统来防止癌细胞的铁死亡。

RAS家族(HRAS、NRAS和KRAS)的癌基因是所有人类癌症中最常见的突变。在发现索托菲尼之前,这些蛋白质被认为是“undruggable”,索托菲尼是KRAS-G12C突变蛋白质的直接抑制剂,在非小细胞肺癌患者中具有很好的活性,尽管对这种化合物的获得性抗性是常见的。KRAS-G12C的另一种选择性抑制剂阿达格列西布也显示出对KRAS-G12C阳性非小细胞肺癌和其他实体肿瘤患者的令人鼓舞的临床活性。其他针对RAS信号传导的间接策略依赖于筛选RAS依赖性生长抑制剂或特定细胞死亡诱导剂时识别的小分子。 铁死亡诱导剂erastin和RSL3对工程化RAS突变肿瘤细胞显示出选择性致死作用 。 RAS或其下游信号分子(BRAF、MEK和ERK)的遗传或药理学抑制逆转了erastin和RSL3的抗癌活性 ,可能是因为突变的RAS信号通过调节铁代谢相关基因(如TFRC、FTH1和FTL19)的表达丰富了细胞铁库。KRAS突变型肺腺癌细胞对SLC7A11抑制剂诱导的铁敏感;此外,在EGFR具有上游突变的非小细胞肺癌衍生细胞对铁死亡敏感。 这些临床前的发现支持了铁死亡的诱导可能是对抗致癌性RAS携带肿瘤的合适策略的观点 。

在临床前研究中,致癌RAS突变体(NRASV12、KRASV12和HRASV12)的异位表达降低了RMS13横纹肌肉瘤衍生细胞的铁死亡易感性,表明这些突变可能在特定情况下抑制铁死亡。此外,对117种癌细胞系对erastin的反应的分析揭示了RAS依赖和RAS非依赖铁死亡机制,这些试图破译使某些癌症易受铁死亡诱导的特定遗传特征的努力正在进行中。

在大约50%的人类癌症中,TP53是双等位基因突变或缺失的,导致野生型P53活性的丧失和肿瘤进展。所有人类癌症中最常见的六种TP53突变包括R175H(5.6%)、R248Q (4.37%)、R273H (3.95%)、R248W (3.53%)、R273C (3.31%)和R282W(2.83%)。众所周知, p53是一种转录因子,它与靶基因的启动子结合,然后激活或抑制基因合成 。例如,p53主动调节BBC3(也称为PUMA)和BAX的表达,以诱导凋亡。相比之下, p53介导的SLC7A11转录抑制促进癌细胞的铁死亡 。TP53改变(突变或多态性)改变了P53促进细胞凋亡和铁死亡的能力。p53 3KR (K117R,K161R,K162R)乙酰化缺陷突变株不能诱导细胞凋亡,但完全保留了诱导肺癌细胞系铁死亡的能力。另一个乙酰化缺陷突变体p53 4KR(K98R和3KR)和p53 P47S(一种位于p53 N端反式激活结构域的多态性)也不能诱导铁死亡。有趣的是,p53 R273H和R175H不能结合DNA,但仍然可以通过抑制其他转录因子的活性来抑制SLC7A11的表达,从而表明整合的转录因子网络控制了铁死亡主要调控因素的表达。

一些代谢相关基因,如SAT1、FDXR和GLS2,已被报道为在各种条件下负责p53介导的铁死亡的直接靶标,从而强调了p53在铁死亡中作为参与代谢的基因的调节剂的重要性。p53还具有通过直接结合二肽基肽酶DPP4来抑制人结直肠癌细胞中氮氧化物介导的脂质过氧化或通过诱导纤维肉瘤细胞中CDKN1A的表达来限制铁死亡的能力。DPP4抑制剂(如vildagliptin、alogliptin和linagliptin)用于降低2型糖尿病患者的血糖水平,并可能限制铁死亡激活剂的抗癌活性。 迄今发表的数据不仅暗示脂质过氧化是铁死亡的关键因素,而且单一p53靶基因或结合蛋白在铁死亡中的总体重要性可能是细胞类型特异性的 。此外,MDM2和MDMX这两种结合p53并调节其稳定性的蛋白质以与p53无关的方式促进癌细胞中的铁死亡,从而强调了铁死亡中p53的稳定性可能不依赖于来自MDM家族的蛋白质。Eprenetapopt和COTI-2都旨在重新激活突变型p53,目前正在应用于急性髓系白血病(AMLNCT03931291)和各种实体恶性肿瘤(NCT04383938和NCT02433626);这些药物的临床活性可能与铁死亡有关。

NFE2L2是氧化应激信号的主要调节因子,在肿瘤进展中具有双重作用:NFE2L2活性不足可导致早期肿瘤发生,而NFE2L2高组成性活性可触发肿瘤进展和对治疗的抵抗。NFE2L2在癌细胞中的表达不仅受KEAP1介导的蛋白质降解调节,还受致癌信号通路(如KRAS-BRAF-MYC)的转录调节。临床前研究表明NFE2L2信号是抵抗铁死亡的重要防御机制,并与HCC细胞对索拉非尼的抗性有关。Sequestosome 1是一种多功能支架蛋白,可结合KEAP1,并防止其在癌细胞的铁死亡过程中结合新合成的NFE2L2。

NFE2L2通过反式激活铁代谢 (包括SLC40A1、MT1G、HMOX1和FTH1)、 谷胱甘肽代谢 (包括SLC7A11、GCLM和CHAC1) 和ROS解毒酶 (包括TXNRD1、AKR1C1、AKR1C2和AKR1C3、SESN2、GSTP1和NQO1)中涉及的几种细胞保护基因来 抑制铁死亡中的氧化损伤 。NFE2L2中的功能获得突变或KEAP1中的功能丧失突变进一步增加了氧化应激反应的复杂性,这反过来可能影响对铁死亡的抗性。NFE2L2对铁死亡抗性的贡献和NFE2L2抑制剂(如布鲁塞尔醇和葫芦巴碱)增强铁死亡的治疗潜力需要在临床前和临床研究中进一步探讨。

缺氧促进肿瘤形成和治疗抵抗。缺氧的主要调节因子——缺氧诱导因子包括一个氧不稳定的α亚单位(包括缺氧诱导因子1α、EPAS1(也称为缺氧诱导因子2α)和缺氧诱导因子3α)和一个组成型表达的β亚单位(ARNT)。在常氧条件下,缺氧诱导因子EGLN家族的成员将缺氧诱导因子1α和EPAS1羟基化,然后被E3泛素连接酶VHL识别用于蛋白酶体降解。在低氧条件下,羟化酶失活导致HIF1α和EPAS1积累并与ARNT形成异二聚体,从而诱导参与低氧适应和存活的基因转录。HIF1α和EPAS1表达在多种癌症类型中都升高,通常与患者预后不良有关.

在临床试验中,已经探索了使用小分子,如2-甲氧基雌二醇(NCT00030095)、BAY 87-2243 (NCT01297530)、PX-478 (NCT00522652)和PT2385抑制缺氧诱导因子信号的策略。在这些药物中,PT2385可以稍微提高转移性透明细胞肾细胞癌(RCC)患者的生存率,而长期使用PT2385会导致获得耐药性。在临床前研究中, 缺氧诱导因子似乎在调节癌细胞铁死亡中具有双重作用 。EGLN用于催化缺氧诱导因子羟基化,不仅是氧的铁依赖性传感器,也是半胱氨酸的铁依赖性传感器。铁螯合剂可能通过抑制EGLN的活性来提高缺氧诱导因子的稳定性。在HT-1080纤维肉瘤细胞中,缺氧诱导的HIF1α表达通过增加脂肪酸结合蛋白3和7的表达来抑制铁死亡,从而促进脂肪酸摄取并增加脂质储存能力以避免随后的脂质过氧化。相反,在肾细胞癌衍生的细胞中,EPAS1的激活通过上调HILPDA的表达而促进铁死亡,从而增加PUFA的产生和随后的脂质过氧化。相比之下,在肾细胞癌衍生的细胞中,活化的EPAS1通过上调HILPDA的表达促进铁死亡,从而增加PUFA产生和随后的脂质过氧化。因此,有效控制缺氧诱导因子介导的信号是维持脂质稳态以调控铁死亡反应所必需的。如果将肿瘤细胞中铁死亡调控蛋白基因的表达作为纳入/排除标准,临床试验中缺氧诱导因子抑制剂的使用可能会得到改善。

上皮-间充质转化(EMT)是上皮细胞失去与上皮表型相关的极性和细胞间粘附特性,并逐渐获得与间充质表型相关的迁移和侵袭能力的过程。在临床实践中,EMT被认为会产生癌症干细胞,导致转移性扩散并导致治疗耐药性。EMT介导的肿瘤转移和耐药性是由转录因子刺激的,如SNAI1、TWIST1和ZB1,它们都是肿瘤学中潜在的治疗靶点。除了限制大多数抗癌治疗的效果,EMT信号还可以促进铁死亡(图3)。人类癌细胞系和器官样细胞中的高度间充质样细胞状态与对铁死亡易感性相关。ZB1的高基线转录水平与细胞对铁死亡敏感性相关,部分归因于ZB1诱导的PPARγ的上调,PPARγ是肝脏脂质代谢的主要调节因子。EMT的积极调节因子蛋白LYRIC(也称为间粘附素)通过抑制GPX4和SLC3A2的表达来促进铁死亡。CD44依赖性铁内吞作用的增加促进了铁依赖性去甲基化酶的活性,从而促进了与EMT信号传导相关的基因的表达,从而使乳腺癌细胞对铁死亡敏感。来自这些临床前研究的数据表明, EMT可能赋予铁死亡治疗的敏感性 。

EMT的第一步涉及上皮细胞之间接触的中断。钙粘蛋白1介导的细胞-细胞接触据报道可防止铁死亡。相反,SNAI1、TWIST1或ZB1表达增加可恢复铁死亡敏感性。其他细胞粘附促进剂,如整合素亚单位α6和β4,也能保护体外乳腺癌衍生细胞不发生铁死亡。相比之下,参与HIPPO途径的转录因子(如YAP1和WWTR1(也称为TAZ,通常在发育过程中控制细胞数量和器官大小)的激活通过调节铁死亡调节剂(如ACSL4、TFRC、EMP1和ANGGPTL4)的表达促进癌细胞的铁死亡。总的来说,这些发现强调了理论上的使用铁死亡诱导药物特异性消除具有间充质样表型的癌细胞的可能性。

未完待续………………

常见激素的英文缩写

生长素Auxin、赤霉素 GA、细胞分裂素 CTK、脱落酸 ABA。

乙烯 ethyne ETH、动物激素:促甲状腺激素释放激素 TRH、促性腺激素释放激素 GnRH。

生长素释放抑制激素(生长抑素)GHRIH、神经递质:乙酰胆碱 Acetylcholine Ach、肾上腺素 Epinephrine A。

去甲肾上腺素 Norepinephrine NE、多巴胺 Dopamine DA。

激素作用特点:

① 调节三大物质代谢和水盐代谢。

② 促进生长、发育,影响衰老。

③ 影响CNS及生育(生殖器官的发育与成熟)。

④ 使机体更好地适应环境。

特点:高度专一性包括组织专一性和效应专一性。前者指激素作用于特定的靶细胞、靶组织、靶器官。后者指激素有选择地调节某一代谢过程的特定环节。

例如,胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素都有升高血糖的作用,但胰高血糖素主要作用于肝细胞,通过促进肝糖原分解和加强糖异生作用,直接向血液输送葡萄糖。

外泌体是什么?

外泌体于1983年首次被发现,是由于细胞膜内吞形成内体,内体限制膜发生多处凹陷,向内出芽形成微囊泡,从而形成的具有动态亚细胞结构的多囊泡体。大多数类型的细胞均可分泌外泌体。构成外泌体的主要成分为蛋白质、核酸和脂质。外泌体有多种分泌途径,对细胞间通信、疾病的传播及组织修复具有重要的调节作用。外泌体与受体细胞的结合方式多种多样,外泌体可以将膜蛋白或其内容物转移至受体细胞,也可以直接与受体细胞膜融合;此外,外泌体上的跨膜蛋白还可以直接作用于受体细胞膜表面的信号分子。外泌体广泛存在于生物体的免疫应答反应中,外泌体可以通过介导促炎症反应来促进免疫反应,肿瘤细胞分泌的外泌体还可以抑制免疫反应。肿瘤细胞分泌的外泌体可以促进癌症的侵袭和转移,加快癌症部位的血管生成,有助于肿瘤微环境中的上皮间充质转化,并且增强肿瘤的耐药性。外泌体通过与受体细胞特异性结合的方式,传递各种生物学信息,发挥重要的生物学作用。

外泌体保存液是什么?

外泌体(exosomes)是一种由活细胞分泌,直径在30-150nm,具有双层脂质膜结构的小囊泡,它在机体内广泛存在,如外周血、腹水、尿液、唾液、脑脊液等各种体液中,内含丰富的蛋白质、脂质以及核酸等生物活性成分。外泌体参与物质运输,还携带和传递重要的生物信息,在介导免疫抗原递呈、树突状细胞的活化、神经退行性疾病发生、肿瘤细胞抗原的转移及肿瘤诊断治疗中发挥重要作用,吸引了很多科研人员的关注,在深入研究外泌体前,外泌体的提取纯化、鉴定及合理保存是首要的步骤,也是一切后续实验的基础,只有高活性、高稳定性的外泌体才能确保后续实验的质量和可信度。

目前外泌体只能在2~8℃稳定保存3天,-20℃稳定保存1个月。长期保存需要-80℃低温,并且不能冻融,存储条件要求高,这些缺点影响了外泌体的深入研究。

由此,有效保持外泌体的完整性、生物活性和内含物稳定性的外泌体保存液仍有待开发。

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