综述:肿瘤侵袭的生物力学特征

时间:2025年7月18日
来源:Genes & Diseases

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这篇综述深入探讨了线粒体-内质网交互(MAMs)在结直肠癌(CRC)中的关键作用,聚焦钙离子(Ca2+)稳态、脂代谢、线粒体动力学和内质网应激(ER stress)等通路,揭示了MAMs作为治疗靶点的潜力,为CRC的新型治疗策略提供了理论依据。

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线粒体-内质网交互在结直肠癌中的关键作用

线粒体、内质网与MAMs的结构与功能

线粒体作为细胞的能量工厂,由外膜(OMM)、内膜(IMM)、膜间隙(IMS)和基质组成,参与ATP生成、Ca2+调节和活性氧(ROS)产生。内质网(ER)是最大的膜性细胞器,分为粗面ER(参与蛋白质合成)和滑面ER(负责脂质合成和Ca2+储存)。线粒体相关内质网膜(MAMs)是两者间的动态接触位点,富含IP3R、VDAC、MFN2等蛋白,调控Ca2+转移、脂质运输和线粒体分裂/融合。

Ca2+信号与CRC的恶性进展

MAMs通过IP3R-GRP75-VDAC-MCU轴调控Ca2+从ER向线粒体的流动。CRC中,SERCA2过表达促进肿瘤增殖,而SERCA3下调导致Ca2+稳态失衡。靶向Ca2+通路的药物如白藜芦醇(抑制SERCA)和α-hederin(激活IP3R)可通过诱导线粒体Ca2+超载触发癌细胞凋亡。此外,MCU在CRC中高表达,miR-138-5p通过抑制MCU抑制肿瘤生长。

脂代谢重编程与肿瘤微环境

MAMs中的ACSL4和ACAT1驱动磷脂合成,促进CRC细胞增殖。ANKRD22与E-Syt1协作增强脂质向线粒体转运,支持肿瘤代谢需求。胆固醇积累通过ER应激导致CD8+ T细胞耗竭,削弱抗肿瘤免疫。天然化合物如大黄素(靶向ACSL4)可阻断脂代谢,抑制CRC侵袭。

线粒体动力学与治疗抵抗

DRP1介导的线粒体分裂在CRC中促凋亡,而MFN2下调通过miR-17-5p导致5-氟尿嘧啶耐药。PINK1/Parkin通路调控线粒体自噬(mitophagy),其抑制(如丹参酮IIA)或激活(δ-缬氨酸甜菜碱)均可影响肿瘤存活。

内质网应激的双刃剑效应

ER应激通过PERK-eIF2α-CHOP和IRE1-XBP1通路调控CRC命运。ATAD3A通过稳定BiP缓解ER应激促存活,而植物提取物如PEOL和TEOA则通过激活CHOP诱导凋亡。

展望:MAMs的精准靶向治疗

MAMs蛋白如MFN2、ACSL4和PINK1是CRC治疗的潜在靶点。未来需开发特异性MAMs探针(如THTTPy-PTSA)以区分癌与正常细胞,同时探索多通路协同干预策略,为CRC患者提供个性化治疗方案。

(注:全文基于原文实验数据,未添加非引用结论)

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