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这篇综述系统阐述了脱碘酶(D1/D2/D3)通过调控甲状腺激素(TH)局部活性在癌症代谢重编程中的核心作用。重点揭示了D3在肿瘤缺氧区促增殖、D2在糖酵解代谢中的双重角色,并探讨了靶向脱碘酶通路在精准肿瘤治疗中的潜在价值。
甲状腺激素(THs)作为关键内分泌分子,其活性形式T3的局部浓度由脱碘酶家族精确调控。这类硒蛋白通过外环(D1/D2)或内环(D3)脱碘作用,分别激活或灭活TH,形成组织特异性的内分泌微环境。
肿瘤细胞表现出显著的代谢异常,其特征是即使在氧充足条件下仍优先进行糖酵解(Warburg效应)。这种代谢转变与脱碘酶的空间表达紊乱密切相关——D3在增殖区和缺氧区高表达,通过灭活T3抑制线粒体氧化磷酸化(OXPHOS),促进糖酵解表型;而D2则维持糖酵解通量和氧化还原失衡,尤其在p53缺陷肿瘤中更为显著。
D3的异常高表达是肿瘤标志性特征之一。在血管瘤和实体瘤中,D3通过生成无活性的rT3,不仅阻断TH诱导的分化信号,还重塑肿瘤微环境(TME):降低CD8+ T细胞浸润,促进M2型巨噬细胞极化。相反,D2通过维持T3水平,激活PI3K/AKT/mTOR通路,支持肿瘤细胞的糖酵解依赖。
肥胖相关癌症中,慢性炎症和胰岛素抵抗与脱碘酶紊乱形成恶性循环。脂肪组织分泌的瘦素(leptin)可上调D2表达,加剧局部TH激活,促进肿瘤前炎症状态。临床数据显示,肥胖患者肿瘤组织D3表达升高与更差的化疗反应相关。
选择性D3抑制剂(如iopanoic acid)在临床前模型中显示出逆转肿瘤代谢异常的效果。而针对D2-USP20蛋白降解轴的干预,可特异性阻断糖酵解依赖型肿瘤的生长。最新研究正探索脱碘酶抑制剂与免疫检查点阻断剂的协同效应。
脱碘酶介导的TH调控网络为理解癌症代谢异质性提供了新视角。未来研究需解决组织特异性递药系统开发、动态监测脱碘酶活性等技术挑战,以推动其在精准肿瘤学中的应用。
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