今年初,国际顶刊《Cell》发布了2024年度最佳论文特辑,选取了过去一年中影响力最大并受到广泛关注的12篇生物学研究论文。其中,上海同济大学医学院/附属东方医院的袁健教授课题组关于乳酸化修饰的研究成果榜上有名,为2025年的乳酸化研究奠定了良好的开端!随着此类国人佳作的不断涌现,期待未来有更多突破性的研究成果。
2月12日,上海交通大学医学院附属第九人民医院团队在基础与临床研究的权威期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》(影响因子:408)上发表了一篇综述,标题为“Lactate and lactylation in cancer”。该文全面阐述了乳酸与乳酸化的研究历程、在癌症中的作用、机制及其临床应用前景。研究表明,乳酸不仅是肿瘤代谢的关键因素,同时通过多种途径影响肿瘤微环境和免疫反应,靶向乳酸代谢有望成为未来癌症治疗的新策略,尽管这一路径仍面临诸多挑战。
乳酸及其代谢的研究历史可以追溯至1780年首次分离乳酸,直到2019年组蛋白乳酸化的发现,乳酸的地位由“代谢废物”逐步转变为“代谢燃料和信号分子”。根据Warburg效应,肿瘤细胞在有氧状态下仍倾向于通过糖酵解生成乳酸。这使乳酸在代谢中的重要性愈加突出,成为骨骼肌、心脏、大脑及恶性细胞的代谢燃料,有助于细胞命运的决定。如今的研究显示,乳酸是连接氧化磷酸化与糖酵解的重要代谢缓冲剂。
在癌症研究中,乳酸有着重要的能量代谢功能,是TCA循环的重要燃料和氧化磷酸化的促进剂,帮助肿瘤细胞获取能量,并与肿瘤转移能力密切相关。同时,乳酸也作为氧化还原平衡的缓冲剂,通过调节NADH和NAD+的转化,维持细胞内pH值和氧化还原平衡,确保肿瘤细胞在应激状态下的存活。
值得注意的是,乳酸作为细胞内外信号分子通过多种信号通路促进肿瘤细胞的增殖、迁移和免疫逃逸。此外,乳酸化与代谢的相互作用也在癌症的发生和发展中起着桥梁作用。组蛋白乳酸化在多种癌症中发挥重要作用,影响基因表达,调控肿瘤进程。
尽管乳酸和乳酸化在肿瘤免疫中有着双重作用,但其影响机制依然复杂。乳酸不仅抑制免疫细胞的激活和增殖,还可以刺激T细胞产生抗肿瘤细胞因子,增强其抗肿瘤能力。此外,乳酸还促进肿瘤微环境的免疫抑制,进一步影响治疗效果。
在临床应用方面,先进的分子与成像技术为研究乳酸及其代谢提供了重要手段,例如使用化学探针进行乳酸检测和单细胞技术监测乳酸代谢。这些创新性方法不仅有助于深入了解乳酸在肿瘤中的作用机制,也为临床诊断和治疗提供了依据。
靶向乳酸代谢的治疗方案正在逐步展开,包括LDH抑制剂和MCT抑制剂等,这些药物在临床前研究中展现出一定的抗肿瘤活性,部分已进入临床试验阶段。然而,这些治疗方法仍需面临肿瘤代谢异质性等挑战,亟需进一步的优化与改进。
综上所述,乳酸在肿瘤代谢中扮演着关键角色,影响肿瘤进展和治疗反应。未来的研究应更加聚焦于开发有效的小分子抑制剂和优化药物递送系统,以最大限度发挥靶向乳酸代谢在癌症治疗中的潜力,改善患者的预后。
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