Ganetespib

题目：Review Oxidative Stress and AKT-Associated Angiogenesis in a Zebrafish Model and Its Potential Application for Withanolides 链接：https://doi.org/10.3390/cells11060961 期刊:Cells 摘要 氧化应激和AKT丝氨酸/苏氨酸激酶（AKT）信号通路是细胞迁移、转移和血管生成的重要调节因子。从茄科植物中已发现300多种醉茄内酯，它们具有多种功能。值得注意的是，在醉茄内酯治疗中，氧化应激、AKT信号与血管生成之间的关系尚缺乏全面的认识。在此，我们总结了斑马鱼模型中与氧化应激、AKT信号和血管生成相关的证据。利用斑马鱼胚胎这一便捷的脊椎动物模型，可监测发育性和肿瘤异种移植血管生成的体内效应。醉茄内酯在癌症治疗中调节氧化应激和AKT信号的能力已得到强调，这表明未来有必要进一步评估其调节血管生成的潜力。此外，靶向AKT以抑制AKT及其AKT信号，显示出在未来醉茄内酯应用中实现抗迁移和抗血管生成目的的潜力。这一点对于未来研究基于醉茄内酯的癌症治疗中由氧化应激和AKT信号通路介导的抗血管生成效应尤为重要。 关键词：醉茄内酯；氧化应激；AKT；血管生成；斑马鱼 引言 细胞迁移在发育、血管生成、转移和肿瘤发生中至关重要。越来越多的证据表明，转移与迁移和血管生成共享一些信号通路。多种因素会影响迁移、转移和血管生成，例如氧化应激和AKT丝氨酸/苏氨酸激酶（AKT）信号通路。斑马鱼胚胎是透明的，在胚胎发育过程中可以很容易地观察到各种过程，如血管形成。尽管已知约有300种醉茄内酯，但它们的血管生成作用却鲜有研究。此外，在醉茄内酯处理中，氧化应激、AKT信号与血管生成之间的关系缺乏系统性研究。本综述通过分析利用斑马鱼胚胎实验结果的相关报道，探讨了氧化应激、AKT及其下游效应与血管生成之间的关系。重点关注了发育性血管生成以及胚胎内的异种移植肿瘤细胞。氧化应激、AKT及其下游AKT信号传导与血管生成相关。本文总结了具有氧化应激和AKT信号调节作用的精选醉茄内酯，但其在血管生成调控方面的潜在应用却鲜有研究。此外，氧化应激、AKT及AKT信号传导对醉茄内酯血管生成的作用有待未来验证。而且，我们提出了一种方法，即利用对AKT和AKT信号传导的抑制作用作为生物标志物和潜在药物候选物，来识别具有潜在抗血管生成作用的醉茄内酯。 斑马鱼模型中的氧化应激研究 斑马鱼作为研究模型具有诸多优势。斑马鱼的基因与人类基因高度相似，相似度约为70%-80%。敲入或敲除目标基因以研究人类疾病较为容易。此外，斑马鱼拥有与人类相似的器官和身体部位，且相关基因高度保守。斑马鱼体型比啮齿类动物小。每对斑马鱼大约每10天就能产下数百枚卵，而啮齿类动物的繁殖率较低，约为5-10只。斑马鱼身体透明，便于无创观察胚胎的发育过程，而啮齿类动物的胚胎则无法做到这一点。最后，斑马鱼对化学物质或诱变剂的耐受浓度高于啮齿类动物，这使其成为药物研发或环境毒理学研究的宝贵工具。然而，斑马鱼模型的缺点已有相关报道。一些人类疾病不会在斑马鱼身上出现。此外，斑马鱼没有一些人类器官，如前列腺、乳腺和肺。在这些情况下，就需要选择其他动物模型。在斑马鱼模型中，关于多种化学试剂和基因功能的氧化应激相关研究已较为成熟。由于斑马鱼胚胎是透明的，在后续研究中，通过直接染色可以很容易地观察到氧化应激的变化。对斑马鱼的观察验证了多种污染物在体内会产生氧化应激及相关的细胞功能障碍。三氯生（5-氯-2-（2,4-二氯苯氧基））是一种广谱抗菌剂，常用于清洁和个人护理用品中。斑马鱼模型可监测三氯生在体内产生的氧化应激（活性氧（ROS）生成和线粒体膜去极化）、DNA损伤以及半胱天冬酶依赖性凋亡等影响。此外，这种氧化应激还伴随着抗氧化信号酶的下调，如锰超氧化物歧化酶（MnSOD；SOD2）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）。另外，斑马鱼体内的其他抗氧化信号通路，如核因子（红细胞衍生2）样2（NRF2）、kelch样ECH相关蛋白1（KEAP1）、过氧化氢酶（CAT）和铜/锌超氧化物歧化酶（Cu/ZnSOD；SOD1），也在研究之列，值得在氧化应激实验中进行详细检测。同样，斑马鱼模型显示，环境中暴露于聚乙烯纳米塑料会引发心血管毒性和氧化应激。百草枯是一种剧毒农药，会诱导斑马鱼胚胎产生氧化应激、凋亡和巨噬细胞迁移。在正常胚胎发育过程中，生理水平的氧化应激会控制神经分化并维持正常的神经元发育。相反，一些环境污染物，如苯并[a]芘，会增加氧化应激，斑马鱼模型可用于检测由此引起的急性神经毒性。因此，在斑马鱼模型中可以方便地监测药物诱导的氧化应激。 斑马鱼模型中的血管生成应用 除了体外细胞模型中的迁移和血管生成，还需要对体内效应进行详细研究。斑马鱼被应用于多项血管生成研究中，例如抗血管生成药物筛选、血管生成疾病、再生过程中的血管生成以及肿瘤血管生成。斑马鱼血管发育的分子机制与人类相似。因此，人类和斑马鱼的血管生成结果密切相关。在透明的斑马鱼中除了体外细胞模型中的迁移和血管生成，还需要对体内效应进行详细研究。斑马鱼被应用于多项血管生成研究中，例如抗血管生成药物筛选、血管生成疾病、再生过程中的血管生成以及肿瘤血管生成。斑马鱼血管发育的分子机制与人类相似，因此，人类和斑马鱼的血管生成结果密切相关。在透明的斑马鱼胚胎和幼鱼中，血管发育和血流很容易被观察到。因此，候选药物的抗血管生成活性可以通过斑马鱼的早期发育阶段进行监测。此外，转基因斑马鱼能够使血管系统的细胞可视化。这些斑马鱼可以在血管系统中表达绿色荧光（增强型绿色荧光蛋白，EGFP），而EGFP的表达由fli1启动子控制。而且，一种高通量筛选方法——认知网络技术（CNT）已被开发出来，用于检测这些荧光胚胎（Tg(fli1:EGFP)y1）的血管生成情况，以进行药物筛选。因此，斑马鱼模型是研究血管生成发育的一种便捷且可靠的工具。 斑马鱼的发育性和异种移植肿瘤血管生成 了解血管发育对于正常胚胎发育、肿瘤生长和转移至关重要。在正常胚胎发育方面，斑马鱼胚胎中不同部位的血管生成事件在受精后的不同时间窗口出现（图1），例如，体节间血管（ISV）在受精后22-48小时（hpf）形成，尾静脉丛（CVP）在受精后25-48小时形成，肠下血管（SIV）在受精后28-72小时形成，而玻璃体血管（HV）在受精后2.5至30天（dpf）形成。因此，斑马鱼胚胎是研究脊椎动物体内血管生成的便捷模型，其情况与人类相似。 图1. 发育性血管生成的阶段和时期。（A）对胚胎的节间血管（ISV）形成（22-48 hpf）、尾静脉丛（CVP）（25-48 hpf）、肠下血管（SIV）（28-72 hpf）和玻璃体血管（HV）（2.5-30 dpf）进行分析。（B）不同发育阶段的代表性图像。使用Tg（fli1:EGFP）斑马鱼胚胎观察不同阶段的发育性血管生成。红色箭头指示这些结构。 脊椎动物的初级血管解剖结构是保守的。斑马鱼血管的不同位置可以直接与其在不同脊椎动物中的同源物进行比较。斑马鱼的视网膜内层由复杂的HV血管网络提供营养，这与人类的玻璃体和视网膜血管系统相似。在斑马鱼模型中也能轻易观察到视网膜再生。了解对发育性血管生成不同阶段的影响，对于研究人类疾病至关重要。人类多种眼病导致的不可逆失明源于病理性血管生成。在儿童和成人中，早发性与年龄相关的视网膜病变会损害视力或导致获得性（疾病）。 失明。因此，斑马鱼是研究发育性血管生成和确定潜在治疗药物靶点的便捷动物模型。除了发育性血管生成外，异种移植肿瘤细胞的血管生成还提供了来自不同肿瘤衍生血管生成因子的证据。它们通常反映肿瘤血管生成和转移的启动。它们被用于筛选微小RNA（miRNA）的抗血管生成作用。肿瘤细胞为筛选具有抗血管生成作用的抗癌药物候选化合物提供了合适的生物测定方法。因此，斑马鱼模型可以研究异种移植肿瘤的血管生成并确定潜在的抗癌药物。 氧化应激在斑马鱼模型血管生成中的作用 斑马鱼模型还验证了几种化学物质、毒素和药物通过氧化应激相关途径对血管生成的调控作用。双酚A主要用于聚碳酸酯塑料的加工，在斑马鱼模型中会导致发育性血管毒性，同时伴随体节间血管（ISV）和次级静脉（SIV）形成异常以及总主静脉（CCV）重塑异常。急性暴露于蓝藻毒素石房蛤毒素会诱导活性氧（ROS）等氧化应激反应，引发DNA损伤和细胞凋亡，而抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸可逆转这些效应。石房蛤毒素还会上调斑马鱼胚胎中血管发育相关基因，如δ样典型 notch 配体4（DLL4）和血管内皮生长因子C（VEGFC），但下调血管内皮生长因子A（VEGFA）的表达。蓝藻毒素结节藻毒素会通过抑制胚胎孵化和延缓斑马鱼胚胎中总主静脉的重塑，引发氧化应激介导的发育毒性，同时改变血管发育相关基因（DLL4、钙粘蛋白5（CDH5）、VEGFA和VEGFC）和凋亡相关基因（BAX、BCL2和半胱天冬酶3）的表达。中枢神经系统兴奋剂甲基苯丙胺在斑马鱼模型中也会阻断发育性血管生成，导致血管异常。因此，斑马鱼模型适用于验证药物诱导的氧化应激相关血管生成。   除上述化学物质应用外，氧化应激相关的发育性血管生成和肿瘤异种移植血管生成的遗传学研究也在斑马鱼模型中得到应用。从发育性血管生成的角度来看，核纤层蛋白A前体识别因子样蛋白（narfl）是 sprout 血管生成的上游调控因子。在斑马鱼发育模型中，narfl缺失会诱导氧化应激并抑制次级静脉的形成。从肿瘤异种移植血管生成的角度来看，WNK赖氨酸缺陷蛋白激酶1（WNK1）作为钠和氯离子通道的调控因子，是血管内皮生长因子信号通路的下游分子。因此，氧化应激在斑马鱼胚胎的发育性血管生成中起着重要作用。   从肿瘤异种移植血管生成的角度来看，人肝癌异种移植血管生成会上调人血管内皮生长因子和WNK1以及斑马鱼wnk1的表达。在斑马鱼实验中，通过遗传学和化学方法敲低wnk1可抑制肝癌异种移植肿瘤的血管生成和肿瘤生长。此外，WNK1下游蛋白（如氧化应激反应激酶1（OSR1））的化学抑制剂可抑制斑马鱼胚胎中肿瘤衍生血管的形成。而且，氧化应激可诱导OSR1磷酸化。因此，氧化应激在斑马鱼胚胎的肿瘤异种移植血管生成中起着至关重要的作用。 AKT在调节迁移和血管生成中发挥重要作用 AKT是磷酸肌醇-3-激酶/AKT/雷帕霉素激酶的机械靶点（PI3K–AKT–mTOR）通路的关键下游调节因子，调控细胞增殖、代谢、血管生成、转移和癌变。AKT是PI3K/AKT通路的主要效应因子，可调节癌细胞迁移和血管生成。因此，在癌细胞的抗迁移和抗血管生成作用中调控AKT的潜在策略值得进一步研究。 AKT在斑马鱼模型氧化应激研究中的作用 斑马鱼模型在多项研究中用于评估AKT在天然产物、毒素和临床药物作用方面的角色。在应对此类化合物引起的高水平氧化应激时，PI3K/AKT信号通路可能会被激活。反过来，被激活的AKT也会促进活性氧（ROS）的生成。槲皮素3-O-甲基醚通过激活AKT并降低经铜处理的斑马鱼的存活率，从而抑制铜诱导的氧化应激以及胎鼠FL83B细胞的细胞毒性。黄连碱可抑制2,2'-偶氮二（2-脒基丙烷）二盐酸盐（AAPH）诱导的活性氧生成、脂质过氧化和心跳加快，同时还能上调斑马鱼胚胎中抗氧化剂NQO1和AKT的表达。五味子乙素通过上调AKT，对经神经毒素6-羟基多巴胺（6-OHDA）处理的斑马鱼具有神经保护作用和减少活性氧的效果。松属素-7-甲醚通过激活神经母细胞瘤细胞中的AKT来抑制6-羟基多巴胺诱导的氧化应激。在斑马鱼模型中，松属素-7-甲醚可改善6-羟基多巴胺引起的运动功能缺陷。因此，斑马鱼模型是研究药物诱导的活性氧变化的便捷工具。此外，在斑马鱼胚胎中，AKT在调节活性氧方面发挥着重要作用，反之亦然。 AKT网络在调节血管生成中发挥重要作用 AKT在调控许多AKT应答蛋白方面具有多种功能，这些蛋白形成AKT信号网络，协同调控血管生成。在此，我们重点关注三个部分，包括AKT、基质金属蛋白酶-2和9（MMP2/9）、上皮-间质转化（EMT）与迁移之间的网络（8.1节），AKT对若干与迁移和血管生成相关基因的调控以调节EMT（8.2节），以及AKT网络、沃伯格效应、迁移和血管生成（8.3节）。这些内容详见表1。 表1. AKT调节-AKT信号网络及调控迁移和血管生成的总结。 AKT、MMP-2/9、EMT与迁移之间的网络 多项药物治疗研究阐明了AKT与MMP-2/9之间以及AKT与上皮间质转化（EMT）之间的关系，具体如下。基质金属蛋白酶（MMPs）是一种细胞外基质，参与肿瘤发生并诱导血管生成，从而导致肿瘤细胞的侵袭和转移（表1）。使用MMP-2抑制剂（ARP100）和MMP-9抑制剂（AG-L-66085）可抑制转移性Y79视网膜母细胞瘤细胞的迁移，这表明MMP-2和MMP-9能够促进Y79癌细胞的迁移。此外，在不同的处理中，AKT可能激活MMP-2或MMP-9。丹参来源的丹参酮IIA通过在肿瘤坏死因子α诱导的人主动脉平滑肌细胞迁移中抑制MMP-9和AKT信号传导，发挥抗迁移作用。小干扰RNA（siRNA）敲低真核翻译延伸因子1α2（eEF1A2）——一种在癌细胞中过表达的蛋白质翻译因子，可通过下调MMP-9和使AKT失活来抑制胰腺癌细胞的迁移和侵袭。该结果表明，具有激活MMP-9和AKT能力的eEF1A2蛋白可促进胰腺癌细胞的迁移。因此，AKT和MMP-2/9协同调节细胞迁移（表1）。此外，AKT还会上调EMT信号，而EMT信号控制着癌细胞的迁移和侵袭。多种药物可抑制EMT和癌细胞迁移（表1）。通过抑制EMT，丹皮酚和大黄素可抑制胰腺癌细胞和结肠癌细胞的迁移与侵袭。因此，AKT在MMP-2/9、EMT和迁移之间存在网络联系（表1）。 AKT通过调控多个与迁移和血管生成相关的基因来调节上皮间质转化（EMT） 已有研究报道了几种与迁移和血管生成相关的基因，如丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、血小板衍生生长因子（PDGF）、血管内皮生长因子（VEGF）、一氧化氮合酶（NOS）、表皮生长因子受体（EGFR）和热休克蛋白90（HSP90）。它们的迁移和血管生成信号蛋白可能受AKT调控。多项研究对AKT对迁移和血管生成基因的调控作用进行了如下阐述。多项研究报道了MAPK和AKT之间的相互作用（表1）。MAPK还严密调控MMP-2/9的活性。例如，粗制石榴POMx提取物通过以ERK1/2依赖的方式抑制MMP2/9活性和上皮间质转化（EMT）表达，从而抑制口腔癌细胞的迁移和侵袭。使用ERK抑制剂可抑制POMx诱导的抗迁移活性，如Transwell迁移和MMP-2/9活性。PDGF通过激活AKT信号促进动脉平滑肌细胞的增殖。高糖通过AKT和活性氧（ROS）上调前列腺癌细胞中VEGF-C的表达。AKT在 endothelial细胞中激活内皮型NOS（eNOS）以生成一氧化氮（NO）。表皮生长因子（EGF）通过诱导AKT磷酸化促进口腔癌SAS细胞的迁移，而AKT抑制剂MK2206可逆转这一过程。表皮生长因子受体（EGFR）在乳腺癌细胞中诱导上皮间质转化（EMT）。AKT可促进前列腺癌细胞中FOXO1的磷酸化。因此，药物诱导的AKT激活可调节迁移和血管生成信号（表1）。在乳腺癌细胞中诱导上皮间质转化（EMT）。AKT可促进前列腺癌细胞中FOXO1的磷酸化。因此，药物诱导的AKT激活可调节迁移和血管生成信号（表1）。 此外，HSP90是AKT的激活剂（表1）。环状RNA（circSTK40）过表达可上调HSP90，从而激活AKT，以增强乳腺癌细胞中HSP90-AKT的相互作用。在结直肠癌中，HSP90可促进上皮间质转化（EMT）、侵袭和迁移，而这种作用可通过药物（ganetespib）和HSP90的基因敲除来逆转。这些发现表明，HSP90可能通过激活AKT来促进EMT信号传导和迁移。 因此，AKT可能通过调控AKT信号通路（包括MAPK、PDGF、VEGF、NOS、EGFR、FOXO和HSP90）来调节上皮间质转化（图2，表1）。因此，AKT可能通过调控AKT信号通路（包括MAPK、PDGF、VEGF、NOS、EGFR、FOXO和HSP90）来调节上皮间质转化（图2，表1）。 图2. AKT信号网络影响迁移和血管生成。此流程图总结了图2。AKT信号网络影响迁移和血管生成。此流程图总结了第1至8节。第1-8节。 AKT网络、沃伯格效应、迁移和血管生成 8.3. AKT网络、沃伯格效应、迁移和血管生成 沃伯格效应是一种典型的癌症特征，即癌细胞在有无氧气的情况下，增殖都更倾向于通过无氧方式代谢葡萄糖。多项研究阐明了沃伯格效应、迁移和血管生成之间，AKT与沃伯格效应之间，以及AKT信号传导与沃伯格效应之间的网络关系，具体如下。 沃伯格效应可以增强迁移和血管生成（表1）。丙酮酸脱氢酶激酶1（PDK1）可诱导沃伯格效应，从而促进肺癌细胞的迁移。沃伯格效应有利于血管生成，因为内皮细胞具有较高的糖酵解活性。此外，沃伯格效应可能会产生大量乳酸，肿瘤内皮细胞通过单羧酸转运蛋白1（MCT1）摄取这些乳酸，从而诱导血管生成。相反，敲低MCT1会抑制肿瘤血管生成。因此，调节沃伯格效应可能会抑制迁移和血管生成（表1）。 血管生成（表1）。AKT会诱导癌细胞产生沃伯格效应。此外，AKT网络信号蛋白（第8.1和8.2节）可能调控沃伯格效应（表1）。p38γ MAPK是胰腺癌发生过程中沃伯格效应所必需的。血小板衍生生长因子（PDGF）可激活PI3K/AKT信号通路，在动脉平滑肌细胞中诱导沃伯格效应，而PI3K抑制剂可逆转这一效应。此外，糖酵解酶果糖-1,6-二磷酸（F1,6BP）能激活表皮生长因子受体（EGFR），在三阴性乳腺癌细胞中促进沃伯格效应（乳酸分泌）。一氧化氮合酶（NOS）产生的一氧化氮（NO）可通过上调卵巢癌细胞中己糖激酶2（HK2）的表达来增强沃伯格效应。叉头框蛋白O3a（FOXO3a）可抑制胶质母细胞瘤细胞的沃伯格效应，而沉默FOXO3a可逆转这种抑制作用。缺氧诱导因子1α（HIF-1α）会在肺癌细胞中诱导缺氧反应和血管内皮生长因子（VEGF）的表达，其中VEGF可调控沃伯格效应。在肝癌细胞中，热休克蛋白90（HSP90）能激活丙酮酸激酶肌型同工酶2（PKM2），而PKM2是癌细胞中沃伯格代谢的激活剂。这些研究证实了AKT信号通路有助于调控沃伯格效应这一基本原理。缺氧诱导因子1α（HIF-1α）可诱导肺癌细胞中的缺氧反应和血管内皮生长因子（VEGF）表达，而VEGF会调节沃伯格效应。在肝癌细胞中，热休克蛋白90（HSP90）能激活丙酮酸激酶肌型同工酶2（PKM2），后者是癌细胞中沃伯格代谢的激活剂。这些研究证实了AKT信号通路有助于调节沃伯格效应这一基本原理。 因此，AKT可能通过调节其网络信号来调控迁移和血管生成（图2，表1）。 所选醉茄内酯在氧化应激、AKT、AKT信号传导和血管生成方面的当前研究进展概述 茄科植物含有丰富的醉茄内酯，这是一类含甾体的C28化合物，其侧链的C-20位有一个δ-内酯基团。从天然来源中已发现300多种醉茄内酯。在本综述中，我们重点关注具有生物活性的化合物（图3），如醉茄素A、醉茄酮、醉茄内酯WS-1（脂肪族酮）、醉茄内酯WS-2（脂肪族酯）、醉茄皂苷IV和V、醉茄内酯A-C、E-M、Q以及4β-羟基醉茄内酯E。此外，还纳入了其他具有抗氧化或促氧化作用（表2）、AKT灭活与激活作用（表3）以及AKT信号通路调节作用（表4）的醉茄内酯（图3），并将在下文进行描述。一般来说，含有酚基的化合物（如黄酮类和木脂素）可能具有自由基。氧原子上的自由基可与苯环共振，使其稳定并发挥抗氧化作用。醉茄内酯（图3）不具有酚基，因此部分这类化合物的抗氧化潜力仍不明确。 图3. 本综述中提及的部分醉茄内酯的结构。图3. 本综述中提及的部分醉茄内酯的结构。 一般来说，含有酚类基团的化合物，如黄酮类和木脂素类，可能具有自由基。氧原子上的自由基可以与苯环共振，使其稳定并发挥抗氧化作用。醉茄内酯（图3）不具有酚类基团，因此，这类化合物中部分物质的抗氧化潜力仍不明确。 醉茄内酯在调节氧化应激中可能具有双重作用 茄科植物的多种粗提物富含抗氧化剂。睡茄提取物具有清除自由基的能力。水提物睡茄根具有抗氧化特性，可保护肾上腺嗜铬细胞瘤细胞（PC12）免受过氧化氢诱导的抗增殖作用。此外，从茄科植物提取物中可分离出多种醉茄内酯，基于生化分析，它们具有抗氧化能力。醉茄素A和醉茄内酯A具有抗氧化特性。醉茄酮、醉茄内酯B和醉茄皂苷V具有二苯基（2,4,6-三硝基苯基）亚氨基叠氮鎓（DPPH）抗氧化能力。因此，某些茄科植物提取物和醉茄内酯具有抗氧化潜力。值得注意的是，抗氧化剂对氧化应激稳态具有双重功能作用。生理浓度的抗氧化剂具有减少活性氧（ROS）的作用，但在较高的致死浓度下则具有诱导活性氧（ROS）的作用。因此，下面将讨论具有抗氧化剂的醉茄内酯可能具有的双重功能作用，即抗氧化或促氧化作用（表2）。 表2. 醉茄内酯具有抗氧化和/或促氧化作用。 尽管在生化检测中，几种醉茄内酯的DPPH抗氧化能力很少被研究，但在细胞模型中，不同的醉茄内酯可能表现出抗氧化或促氧化特性（表2）。研究报道，Coagulin-L、酸浆苦素B和coagulansin-A具有抗氧化作用。Coagulin-L通过抑制巨噬细胞线粒体中活性氧（ROS）的产生，对 Toll 样受体4诱导的DNA、蛋白质和脂质过氧化具有抗氧化和免疫抑制作用。酸浆苦素B可激活与NRF2靶基因表达相关的抗氧化信号，从而抑制肝损伤诱导的氧化应激。Coagulansin-A可抑制胚胎发育中的氧化应激、炎症和DNA损伤。醉茄酮能抑制N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）诱导的类神经细胞中活性氧（ROS）的产生、细胞凋亡和DNA损伤。因此，一些醉茄内酯在正常细胞和癌细胞的治疗中发挥抗氧化作用。相反，一些醉茄内酯具有促氧化特性，能诱导氧化应激并产生抗癌效果（表2）。Tubocapsenolide A可诱导活性氧（ROS）产生，抑制谷胱甘肽生成，从而触发乳腺癌细胞凋亡。Physapubenolide可抑制线粒体膜电位并诱导活性氧（ROS）产生，进而导致乳腺癌细胞凋亡和自噬。醉茄内酯C和physapruin A[105]可诱导乳腺癌细胞增殖抑制和活性氧（ROS）产生。4β-羟基醉茄内酯E对口腔癌细胞具有选择性抗增殖作用，并能促进其氧化应激和DNA损伤。因此，一些醉茄内酯在癌细胞治疗中具有促氧化作用。相反，一些醉茄内酯，如酸浆苦素A和醉茄素A，在调节氧化应激方面具有双重功能（表2），即在不同的研究中它们既表现出抗氧化特性，又表现出促氧化特性。酸浆苦素A可能具有细胞抗氧化作用。酸浆苦素A通过上调超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶1等抗氧化信号基因的表达，抑制脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞RAW 264.7的炎症反应。相反，酸浆苦素A可能具有细胞促氧化作用。酸浆苦素A可诱导增殖抑制和活性氧（ROS）产生。在黑色素瘤=和肺癌=细胞的生成中也是如此。同样，醉茄内酯A通过在神经细胞中诱导细胞抗氧化剂谷胱甘肽来发挥抗氧化作用，从而预防神经退行性变。相比之下，醉茄素A通过在白血病、口腔和膀胱癌细胞中产生活性氧和凋亡来显示促氧化作用，而这种作用可被抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸逆转。因此，一些醉茄内酯在不同的细胞处理中同时具有抗氧化和促氧化作用。 醉茄内酯的AKT调节作用 多项关于醉茄内酯的研究报道称，其通过调控AKT信号通路对癌细胞具有抗增殖和诱导凋亡的作用（表3）。管花醉茄内酯A通过使HSP90–HSP70和AKT失活，抑制乳腺癌细胞的增殖并诱导其G1期阻滞和凋亡。醉茄素A在头颈部、卵巢、肺以及黑色素瘤癌细胞中可诱导凋亡和抗增殖，同时会使AKT失活。因此，一些醉茄内酯能够通过使AKT失活来诱导癌细胞凋亡。此外，从毛曼陀罗和凝乳茄中分离出的醉茄内酯代谢物（表3），如withametelin和coagulansinA，通过使PI3K/AKT失活，诱导急性髓系白血病（AML）细胞的抗增殖和凋亡。曼陀罗中的一种醉茄内酯——蔓陀罗素A，通过抑制PI3K–AKT–mTOR信号通路，诱导角质形成细胞HaCaT的自噬和衰老，但抑制白细胞介素-17诱导的迁移。另外， physapubenolide通过抑制AKT来抑制肝癌细胞的沃伯格效应并诱导其凋亡，而AKT的过表达会逆转这一过程。因此，一些醉茄内酯代谢物也能通过使AKT失活，对癌细胞产生诱导凋亡和非凋亡的作用（表3）。 表3. 醉茄内酯具有AKT失活和细胞激活作用。 一些醉茄内酯可能具有双重功能，既能抑制AKT，也能激活AKT（表3）。在乳腺癌细胞中，醉茄素A对AKT产生不同的剂量依赖性反应，即低剂量和高剂量的醉茄素A分别会激活和抑制AKT。醉茄素A可抑制模拟缺血/再灌注诱导的活性氧（ROS），而AKT抑制剂会逆转这种抑制作用。因此，不同的醉茄内酯可能对不同的细胞反应产生不同的AKT激活或抑制效果（表3）。然而，醉茄内酯的血管生成作用很少被研究，未来值得进行详细验证。 氧化应激和AKT在醉茄内酯调控血管生成中的作用仍需进一步研究 如上所述，醉茄内酯可能具有调节活性氧（ROS）和蛋白激酶B（AKT）的作用（第10节和第11节），这有助于血管生成（第5节和第8节）。醉茄素A是一种强效血管生成抑制剂，它可以靶向波形蛋白等上皮间质转化（EMT）蛋白，在角膜新生血管试验中显示出抗血管生成作用。醉茄内酯D可抑制内皮细胞的血管生成芽生。然而，关于醉茄内酯的氧化应激和AKT相关研究，很少探讨其对血管生成的潜在影响。 AKT抑制剂具有抗迁移和抗血管生成的潜力，但这些作用在醉茄内酯中鲜有报道 源自醉茄内酯的AKT抑制剂研究较少。为阐明AKT抑制剂的抗迁移和抗血管生成功能，我们首先以几种非醉茄内酯为例进行说明。AKT是迁移和血管生成的调节剂，因此，抑制AKT可能会下调癌细胞的迁移和血管生成。山奈酚通过抑制AKT来抑制肾癌细胞的迁移/侵袭。斑蝥素通过抑制AKT信号传导来下调胃癌细胞的迁移/侵袭。同样，多项研究表明，AKT与癌细胞迁移相关，且会被AKT抑制剂下调。来自癌症相关成纤维细胞的条件培养基会刺激癌细胞的扩散和侵袭，并诱导此前被AKT抑制剂抑制的AKT磷酸化。神经生长因子可诱导口腔癌细胞中的AKT磷酸化，以AKT依赖的方式促进细胞迁移，而这种作用会被AKT抑制剂（MK2206）阻断。硒二唑衍生物通过下调AKT信号传导，对乳腺癌异种移植小鼠表现出抗血管生成作用。在视网膜病变模型中，AKT会促进病理性血管生成。相反，AKT抑制剂1L-6-羟甲基-手性肌醇2(R)-2-O-甲基-3-O-十八烷基碳酸酯可抑制视网膜新生血管形成。因此，这些AKT抑制药物对癌细胞的迁移和血管生成具有抑制作用。值得注意的是，一些醉茄内酯是潜在的AKT抑制剂，但其对血管生成的影响尚不清楚。有报道称，醉茄素A可抑制AKT和上皮间质转化（EMT）信号传导，但尚未研究其对血管生成的影响。然而，大多数血管生成研究仍很少报道醉茄内酯对AKT的调节作用。未来有必要深入研究AKT在醉茄内酯调节血管生成中的作用。此外，强烈建议对具有AKT抑制能力的醉茄内酯进行抗血管生成验证，对具有AKT激活能力的醉茄内酯的血管生成作用也应如此。或者，具有AKT激活能力的醉茄内酯可能对血管生成产生相反的作用，不过这还需要详细研究。因此，如第11节所述，一些具有AKT抑制作用的醉茄内酯具有抗迁移和抗血管生成的潜力，但仍需进一步研究。 AKT信号抑制剂具有抗迁移和抗血管生成的潜力，但这些作用在醉茄内酯中鲜有报道 如上所述，AKT可以控制迁移和血管生成；因此，AKT的下游应答通路（AKT信号通路）有可能表现出类似的作用。因此，AKT信号通路可能在调控迁移和血管生成中发挥重要作用，例如MAPK、PDGF、VEGF、NOS、EGFR、FOXO和HSP90（图2）。这些AKT信号通路的抑制剂可能也会表现出抗迁移和抗血管生成的效果；然而，用醉茄内酯对AKT信号通路的调控作用仍鲜有研究。值得注意的是，一些醉茄内酯被证实与AKT信号通路（MAPK、PDGF、VEGF、NOS、EGFR、FOXO和HSP90）存在关联，尽管其血管生成相关作用还很少被研究（表4）。例如，醉茄内酯中的withametelin和coagulansin-A可在急性髓系白血病细胞中下调MAPK（ERK1/2），从而引起抗增殖和凋亡。Withaferin A通过抑制JS1细胞中PDGF诱导的肝纤维化而发挥抗纤维化作用。Withaferin A可在艾氏腹水肿瘤细胞中下调VEGF。Peruvianolide B、peruvianolide C和peruvianolide D对NO有抑制作用，有证据表明它们能减少NO的释放，且与诱导型NOS（iNOS）的分子对接效果良好。S5是来自毛酸浆中一种无法分离的差向异构醉茄内酯，它通过上调EGFR来抑制黑色素瘤细胞的增殖。Withaferin A可激活FOXO3a诱导前列腺癌细胞死亡，其中FOXO3a可能通过抑制Warburg效应来阻断血管生成。因此，一些醉茄内酯可能会调控AKT信号通路，其在血管生成中的调控潜力值得未来进行详细研究。 表4. 可调节AKT信号通路的醉茄内酯。 基于构效关系，醉茄素A、3-氮丙啶基醉茄素A、醉茄内酯E和4-羟基醉茄内酯E可直接与HSP90结合，并通过抑制HSP90的活性来阻止其使胰腺癌细胞中的AKT失活。多种醉茄内酯诱导的乳腺癌和胰腺癌细胞死亡与其抑制HSP90的能力相关。针对多种醉茄内酯类似物的分子对接研究发现，HSP90是它们的潜在靶点。HSP90可促进血管生成和肿瘤生长。相反，HSP90抑制剂会使AKT失活，表现出抗血管生成作用。然而，血管生成对AKT信号通路的调节作用（如HSP90与醉茄内酯之间的作用）仍鲜有研究。因此，强烈建议对具有AKT信号抑制能力的醉茄内酯进行进一步的抗血管生成验证（表4）。 结论 氧化应激和AKT信号通路是众所周知的血管生成调节剂。尽管在茄科植物中发现了300多种醉茄内酯，但它们在血管生成、氧化应激方面的作用，以及在抗癌和毒理学效应中对AKT及AKT信号通路的影响却鲜有研究。如上所述，氧化应激、AKT及AKT信号通路的影响与疾病和肿瘤发展过程中的血管生成有着紧密且有序的联系。醉茄内酯具有多种促氧化和抗氧化作用，能通过差异性调节来保护细胞或产生氧化应激。因此，未来有必要深入研究醉茄内酯这种调节氧化应激以调控血管生成的功能。除了调节AKT的能力外，我们还总结发现，醉茄内酯对AKT信号通路相关分子如MAPK、PDGF、VEGF、NOS、EGFR、FOXO和HSP90等具有调节作用，但它们在血管生成方面的影响却很少被研究。因此，具有AKT信号通路调节能力的醉茄内酯有望对血管生成表现出潜在的调控作用。基于此，我们提出一个假设：在醉茄内酯的研究中，氧化应激、AKT及AKT信号通路的功能可能通过抑制AKT及AKT信号通路，为调控血管生成效应（图4）提供潜在的抗癌应用。斑马鱼模型有助于研究发育性和肿瘤异种移植血管生成，以及与多种疾病和癌症发展相关的异种移植肿瘤形成。本综述的贡献在于提出了一个新的思路，即利用斑马鱼模型研究醉茄内酯的血管生成调控能力，并探索氧化应激、AKT及AKT信号通路在体内的作用。这种策略可借助斑马鱼模型，使醉茄内酯的抗血管生成功能在癌症和疾病治疗中发挥作用。 未来有必要研究醉茄内酯的氧化应激调节功能对血管生成的调控作用。除了AKT调节能力外，我们还总结出醉茄内酯对AKT信号通路具有调节作用，包括对MAPK、PDGF、VEGF、NOS、EGFR、FOXO和HSP90的调节，但它们对血管生成的影响却鲜有研究。因此，具有AKT信号通路调节能力的醉茄内酯有望对血管生成发挥潜在的调控作用。基于此，我们提出一个假设：在醉茄内酯的研究中，氧化应激、AKT及AKT信号通路的功能，或许还能通过抑制AKT和AKT信号通路，为调控血管生成效应提供潜在的抗癌应用（图4）。斑马鱼模型有助于研究发育性和肿瘤异种移植血管生成，以及与多种疾病和癌症发展相关的异种移植肿瘤形成。本综述的贡献在于提出了一个新观点，即应用斑马鱼模型研究醉茄内酯的血管生成调控能力，并探索氧化应激、AKT及AKT信号通路在体内的作用。这一策略可借助斑马鱼模型，使醉茄内酯的抗血管生成功能在癌症和疾病治疗中发挥作用。 图4. 假设：虽然鲜有报道，但影响氧化应激和AKT信号通路的醉茄内酯可能会调节血管生成。未来有必要进行详细研究，以探究醉茄内酯潜在的血管生成调节作用。 如有实验需求，可扫描下方二维码或后台 私信客服~

引言：TP53的核心地位与研究背景 ◆ 发现历程：1979年首次被鉴定为与SV40大T抗原结合的细胞因子，初期被误认为癌蛋白，后证实为关键抑癌基因。 ◆ 核心功能：调控细胞周期、DNA修复、凋亡、自噬、代谢及免疫应答等多种细胞过程，参与癌症所有特征的调控。 ◆ 基因别称：因功能重要性获“基因组守护者”“死亡之星”等多个称号，研究热度极高(超12万篇论文、25万个突变记录)。 ◆ 突变频率：人类癌症中最常突变的基因，约50%的恶性肿瘤(如结直肠癌、卵巢癌、食管癌、肺癌等)存在改变，包括编码区基因突变、病毒介导的功能抑制(如HPV的E6蛋白)、MDM2扩增导致的蛋白不稳定，热点突变包括R175H、R248Q、R273H等，可导致功能丧失(LOF)或功能获得(GOF)。 ◆ 突变特征：部分突变与致癌物暴露相关(如黄曲霉毒素B1导致肝癌codon249的G→T转换)，CpG位点的G:C→A:T转换为常见自发突变类型。 ◆ 突变异质性：不同癌症类型的突变频率差异显著，甲状腺癌仅5%-10%，高级别浆液性卵巢癌、小细胞肺癌接近100%；部分癌症(如前列腺癌、白血病)的突变率随疾病进展或治疗升高。 ◆ 核心功能：作为转录因子，调控细胞周期阻滞(CDKN1A/p21)、DNA修复(GADD45家族)、凋亡(BAX、PUMA)、衰老等通路；同时具备非转录功能，参与线粒体介导的细胞死亡。 TP53基因突变的分子特征 TP53基因与蛋白结构 ◆TP53基因结构：长约20kb，含11个外显子，编码393个氨基酸组成的锌配位蛋白。 ◆p53蛋白：p53蛋白是一种转录因子，包含五个核心的结构域： ①转录激活域(TAD1：aa21-28；TAD2：aa47-55)：激活细胞周期阻滞(如CDKN1A)和凋亡相关基因(如BAX、PUMA)转录，结合MDM2。 ②脯氨酸富集域(PRD：aa62-94)：参与肿瘤抑制相关信号传递，调控细胞凋亡。 ③DNA结合域(DBD：aa94-292)：与靶基因的p53响应元件(5'-RRRCWWGYYY-3')直接结合。因结构脆弱，单个氨基酸替换即影响功能，是突变高发区(>90%突变集中于此)。 ④四聚化域(TET：aa318-355)：促进p53单体形成四聚体，增强DNA结合活性，依赖反平行β-折叠和α-螺旋稳定结构。 ⑤C端调控域(RD：aa363-393)：含核定位/输出信号及翻译后修饰位点，可折叠至DBD抑制DNA结合，调控DBD与DNA的结合效率，维持蛋白静息状态。 图1 p53和MDM2功能域的示意图 p53蛋白的功能调控机制 ◆静息状态：正常细胞中p53通过MDM2/MDMX复合物介导的泛素化降解，维持低表达水平，以细胞质二聚体形式存在(DNA结合效率低)。 ◆转录调控机制 ①正负反馈网络：MDM2-MDM4异二聚体是主要负调控因子，MDM2通过泛素化降解p53；ARF蛋白可隔离MDM2，促进p53核积累；PI3K-AKT通路通过磷酸化MDM2增强其活性，同时促进p53乙酰化激活。 ②应激激活：DNA损伤通过ATM/ATR-CHK1/2激酶磷酸化p53，代谢应激通过AMPK激活p53，病毒感染、癌基因激活等也可通过不同通路触发p53活化。 ◆翻译后修饰(PTMs)：磷酸化(ATM/ATR激酶)抑制降解、乙酰化(p300/CBP)增强DNA结合，泛素化(MDM2)调控降解，甲基化、糖基化等进一步拓展功能多样性。 ①磷酸化：ATM/ATR介导S15、S37磷酸化，阻断MDM2结合并稳定p53；TAF1磷酸化Thr55可促进p53降解。 ②乙酰化：p300/CBP催化K382乙酰化，增强p53-DNA结合能力；SIRT1介导的去乙酰化可抑制p53凋亡功能。 ③泛素化：MDM2介导的K48泛素化促进p53降解，是核心调控轴。 ◆非转录功能 ①线粒体通路：p53定位于线粒体，与BAX/BAK相互作用促进外膜通透化，释放细胞色素c启动凋亡；竞争结合抗凋亡蛋白MCL1，解放BIM等促凋亡因子。 ②交叉调控：参与铁死亡、坏死性凋亡，通过释放损伤相关分子模式(DAMPs)激活炎症小体。 图2 p53的信号通路 突变类型与作用机制 ◆ 主要突变类型：错义突变占比最高(涉及>190个密码子)，另有截短突变、剪接位点突变、框内插入/缺失等。 ◆突变体的三大作用机制 ①功能丧失(LOF)：丧失对p53靶基因的转录调控能力，导致细胞周期失控、DNA损伤无法修复。 ②显性负效应(DNE)：突变体与野生型p53形成异源四聚体，抑制野生型蛋白功能(需保留野生型等位基因)。 ③功能获得(GOF)：部分突变体获得新致癌活性，如促进细胞增殖、转移、代谢重编程及治疗抵抗，但近年研究对GOF的普遍性提出质疑，认为LOF和DNE是主要特征。 ◆热点突变：约30%错义突变集中于6个热点密码子，产生8种高频突变体(R175H、G245S、R248Q/W、R249S、R273C/H、R282W)，分为两类： ①接触突变(R248Q/W、R273C/H)：破坏与靶基因DNA的结合，部分或完全丧失功能。 ②构象突变(R175H、G245S、R249S、R282W)：导致蛋白折叠异常，丧失锌配位功能。 图3 TP32突变的频率和位置 突变体的功能影响 ◆细胞定位相关功能：核定位突变体(如P151H、R282W)可抑制自噬，细胞质定位突变体(如E258K、R273H)无此作用。 ◆相互作用网络：突变体可结合NF-Y、YAP等转录因子，异常激活细胞周期基因(如cyclinA/B、CDK1)；拮抗p63/p73的抑癌功能。 ◆临床关联：与肿瘤侵袭性增强、放化疗抵抗(如上调MDR1基因导致药物外排)、患者预后不良密切相关，生殖系突变(如Li-Fraumeni综合征)导致早发癌症风险升高。 癌症中的TP53突变 ◆突变特征：多为错义突变(分散于蛋白序列)，经典失活模式为“单等位基因突变+17号染色体短臂缺失”，部分存在拷贝中性杂合性丢失(CN-LOH)。 图4 癌细胞中p53网络的失调 ◆临床意义 ①预后价值：突变与肿瘤遗传不稳定性、治疗抵抗、患者短生存期相关。 ②临床应用：仅少数癌症(慢性淋巴细胞白血病CLL、急性髓系白血病AML、套细胞淋巴瘤MCL)将TP53突变作为常规诊断指标，指导治疗决策(如CLL中del(17p)提示化疗耐药)。 ③特殊场景：健康人群中TP53突变可导致克隆性造血(CH)，是白血病的前驱状态；治疗相关髓系肿瘤(tMNs)中TP53突变率高，与不良预后相关。 表1 一些常见癌症中的Tp53突变及其引起的影响 生殖系突变与多态性 ◆生殖系突变：与Li-Fraumeni综合征(LFS)相关，常染色体显性遗传，表现为早发癌症(肾上腺皮质癌、肉瘤、乳腺癌等)，penetrance高且女性风险更高。 ◆创始人突变：巴西人群的p.R337H、德系犹太人的p.G334R、中东人群的p.R181C，功能影响各异(如p.R337H仅在低pH下表现弱LOF)。 ◆多态性：非致病性SNPs广泛存在，最常见的p.P72R(rs1042522)影响蛋白折叠和凋亡活性，部分罕见SNPs(如rs78378222)与癌症风险升高相关，但目前均未用于临床。 TP53相关信号通路 p53的激活与调控机制 ◆应激信号激活途径 ①DNA损伤：通过ATM/ATR/CHK1/CHK2激酶磷酸化p53，阻断MDM2结合，促进p53积累。 ②癌基因激活：依赖ARF蛋白结合MDM2，抑制p53降解。 ③营养缺乏/缺氧：通过AMPK/mTOR通路、IKKβ磷酸化等机制激活p53，缺氧环境下MDM2抑制剂仍保持活性。 ④病毒感染：部分病毒蛋白(如HPVE6)抑制p53，部分(如西尼罗河病毒衣壳蛋白)可诱导p53激活。 ◆负反馈调控网络 ①MDM2-p53环路：p53转录激活MDM2，MDM2通过泛素化降解p53，形成核心负反馈。 ②PPM1D-p53环路：p53诱导PPM1D磷酸酶表达，去磷酸化p53上游激酶，抑制p53激活。 ③其他调控：MDM4(无E3连接酶活性)抑制p53转录功能，cyclinG、PTEN/AKT等参与辅助调控。 图5 在生理条件下，细胞应激通过翻译后修饰促进p53的激活和稳定 TP53相关信号通路 ◆促肿瘤抑制通路 ①细胞周期阻滞：激活靶基因CDKN1A(编码p21)，抑制cyclin/CDK复合物，阻止RB磷酸化，阻断G1/S期转换，避免损伤DNA复制。 ②凋亡通路：直接转录激活BAX、PUMA、NOXA(内在通路)和FAS、DR5(外在通路)，介导应激细胞凋亡。 ③其他通路：调控DNA修复(Gadd45a、XPC)、自噬、衰老、免疫应答等，覆盖多维度细胞应激反应。 ◆转录抑制通路(p53-p21-DREAM通路)：p53激活p21后，通过hypophosphorylatedRB维持DREAM复合物稳定性，抑制细胞周期相关基因(如DNA复制、修复基因)表达，增强细胞周期阻滞效果。 图6 p21在响应p53活化时的双重功能 p53在肿瘤微环境与免疫调节中的作用 图7 诱导p53的刺激及受p53激活影响的细胞程序 ◆血管生成调控 ①抑制机制：wtp53直接结合HIF-1α并促进其降解，抑制VEGF、bFGF等促血管生成因子转录；激活TSP-1、BAI1等血管抑制基因表达。 ②突变体效应：mutp53可上调VEGF表达，增强胰腺癌、卵巢癌的血管生成与转移能力。 ◆免疫监视调控 ①免疫激活：wtp53上调MHC-I分子和抗原加工相关基因(TAP1、ERAP1)，增强肿瘤抗原呈递；诱导IFN-β分泌，促进树突状细胞成熟和NK细胞cytotoxicity；下调CD47、IDO1等免疫检查点分子。 ②免疫逃逸：mutp53可结合PD-L1启动子，上调其表达；通过增强MDSCs的ARG1、IDO2表达，构建immunosuppressive微环境，降低免疫治疗响应。 图8 p53调节免疫系统的反应 ◆肿瘤微环境炎症调节 ①wtp53：抑制NF-κB通路，减少IL-6、IL-8等促炎细胞因子分泌，阻断MDSCs招募和M2巨噬细胞极化。 ②mutp53：与HIF1α形成复合物，激活COX-2/mPGES-1通路，通过PGE2维持NF-κB活化，形成慢性炎症回路，促进EMT和转移。 图9 p53的异常会影响其免疫环境 p53与癌症代谢重编程 ◆葡萄糖代谢 ①抑制Warburg效应：wtp53下调GLUT1/3等葡萄糖转运体，通过TIGAR降低果糖-2,6-二磷酸水平，抑制糖酵解；促进丙酮酸脱氢酶(PDH)活性，增强三羧酸循环(TCA)和氧化磷酸化(OXPHOS)。 ②糖异生调控：p53可诱导G6PC、PCK2等糖异生相关基因，也可通过SIRT6抑制G6PC和PCK1，调控具有组织特异性。 图10 p53调控糖酵解和线粒体的功能 ◆脂质与氨基酸代谢 ①脂质代谢：wtp53通过上调CROT、CPT1A促进脂肪酸β-氧化；抑制SREBP-2成熟，阻断甲羟戊酸(MVA)通路；mutp53则激活MVA通路，加速乳腺癌、肝癌进展。 ②氨基酸代谢：p53通过GLS2调控谷氨酰胺分解，维持ROS稳态；serine饥饿时，p53诱导p21介导细胞周期阻滞，优先保障谷胱甘肽(GSH)合成。 ◆其他代谢通路 ①核苷酸代谢：抑制IMPDH酶减少GTP合成，同时通过p53R2激活核糖核苷酸还原酶，保障DNA修复所需核苷酸供应。 ②铁代谢：调控HAMP、TFR1等基因，减少细胞铁吸收与储存，抑制铁依赖的肿瘤增殖和转移。 图11 p53通过调控中心碳、氨基酸和脂质代谢来协调代谢网络 p53与癌症干细胞(CSCs)及治疗抵抗 ◆CSCs干性调控 ①wtp53：抑制CSC标志物(CD44、CD133、ALDH1A1)表达，通过miR-34a靶向CD44，阻断前列腺癌、胰腺癌CSCs自我更新。 ②mutp53：上调CSCs相关基因(ALDH1A1、LGR5)，抑制miR-130b/194，通过Zeb1、Bmi1促进EMT和干细胞表型。 ◆治疗抵抗机制 ①药物外排：mutp53上调ABC转运体(MDR1)，增强化疗药物外排。 ②抗凋亡增强：mutp53升高Bcl-2、Bcl-xL表达，抑制Bax、Bid等促凋亡蛋白。 ③DNA修复增强：mutp53促进CSCs高表达DNA修复基因，抵消放化疗诱导的DNA损伤。 ④代谢适应：mutp53增强糖酵解和乳酸分泌，构建酸性微环境，削弱免疫细胞功能。 图13 CSCs与MUTP53的相互作用 TP53在非肿瘤性疾病中的作用 ◆骨髓衰竭综合征(如范可尼贫血、Diamond-Blackfan贫血)：慢性细胞应激(端粒损伤、核糖体功能异常、DNA修复缺陷)导致p53持续激活，引发造血干细胞凋亡或衰老，进而导致贫血和骨髓衰竭；部分患者通过somaticTP53突变获得“遗传拯救”，但增加白血病风险。 ◆ 发育障碍(如CHARGE综合征、TreacherCollins综合征)：p53过度激活导致组织特异性细胞死亡，与CDH7、TCOF1等基因突变相关，表现为先天性畸形。 图14 p53的激活增加可能导致骨髓衰竭综合征和白血病 TP53作为癌症治疗靶点的研究进展 图15 针对人类癌症中p53的靶向策略 降解突变体p53 ◆核心机制：通过破坏突变体与分子伴侣(如Hsp90)的结合，或激活泛素-蛋白酶体通路，促进突变体降解。 图16 MUTP53蛋白稳定性背后的机制及相关干预策略的发现 ◆关键途径与药物 ①分子伴侣干扰：HSP90抑制剂(如Ganetespib)、HDAC6抑制剂(如SAHA)破坏mutp53与分子伴侣的结合，促进泛素化降解。 ②甲羟戊酸通路抑制：他汀类药物通过减少甲羟戊酸-5-磷酸，破坏mutp53与DNAJA1的相互作用，增强其被MDM2/CHIP降解的敏感性。 ③谷胱甘肽(GSH)调控：2-AAPA通过抑制GSH还原酶，选择性促进mutp53谷胱甘肽化及泛素化降解，对wtp53无影响。 ④自噬诱导：藤黄酸、姜黄素锌复合物等通过自噬途径清除mutp53(如R175H、R280K突变)。 表2 靶向MUTP53蛋白稳定性分子总结 恢复野生型p53功能 ◆核心机制：通过小分子药物诱导突变体构象重构，恢复其转录调控活性。 图17 用于p53突变肿瘤的一些小分子化合物结构以及作用机制 ◆代表性药物及临床进展 ①APR-246(PRIMA-1Met)：通过代谢产物MQ结合mutp53半胱氨酸残基，修复构象，同时干扰细胞redox平衡。联合阿扎胞苷治疗TP53突变MDS/AML，Ⅲ期试验完全缓解率从22.4%提升至34.6%，但存在死亡率升高风险；在卵巢癌中可增强深度缓解，但毒性增加。 ②PEITC(十字花科植物提取物)：特异性靶向R175H、P223L突变体，同时降低突变体蛋白水平，处于Ⅰ-Ⅱ期临床试验。 ③PC14586：口服小分子，特异性修复Y220C突变体，获FDA快速通道资格，用于晚期实体瘤(客观缓解率38%)，处于Ⅰ期临床试验，安全性可控，但Y220C突变罕见限制适用范围。 ④三氧化二砷(ATO)：针对结构型mutp53，通过结合DBD域稳定构象，对390种常见结构突变有功能恢复作用，大多处于Ⅰ-Ⅱ期临床试验。但治疗窗窄，可靶向突变在泛癌中仅占0.48%。 ⑤葡萄糖酸锑钠(SSG)：重定位温度敏感型突变体，拯救65种非热点突变，处于Ⅱ期临床试验。 ⑥COTI-2(锌螯合剂)：抑制R175H、R273H等突变体错误折叠，处于Ⅰ期临床试验。 ◆其他潜在药物：RITA、CP-31398(均能恢复多种热点突变体功能，未进入临床)；PK7088(靶向Y220C)、ZMC1(靶向R175H)。 表3 临床试验中重新激活MUTP53分子的总结 其他治疗方向 ◆p53相关基因治疗 ①wtp53基因递送：Gendicine(重组人p53腺病毒)为首个获批基因治疗药物(中国2003年)，用于头颈部鳞癌，联合放化疗可提升疗效；SGT-53(阳离子脂质体负载wtp53DNA)在Ⅰ期试验中使7/11例晚期实体瘤患者疾病稳定。 ②RNA治疗：siRNA可特异性沉默mutp53mRNA(如针对R248W突变)，但存在稳定性差、细胞穿透难等问题，需依赖递送系统。 ③CRISPR-Cas9编辑：碱基编辑器可纠正TP53错义突变，但可能激活p53通路导致细胞周期arrest，且校正效率有待提升(如乳腺癌细胞中校正率仅7.6%)。 图18 基于p53的基因治疗 ◆ PROTAC降解策略 ①核心机制：双功能分子将mutp53与E3泛素连接酶偶联，诱导其蛋白酶体降解。 ②代表性药物：dp53m-RA(RNA适配体PROTAC)、dp53m(DNA适配体PROTAC)可特异性降解p53-R175H突变体，抑制肿瘤增殖且无系统性毒性。 ◆免疫治疗：靶向突变体新抗原的疫苗、双特异性抗体、工程化T细胞疗法。 ◆MDM2抑制剂：适用于野生型TP53肿瘤，通过阻断MDM2-p53相互作用升高p53水平(尚未获批)。 靶向mutp53的纳米治疗策略 递送mutp53激活剂 ◆核心优势：提升药物靶向性、保护药物稳定性、降低脱靶毒性。 ◆典型纳米载体与应用 ①Cer-RUB纳米胶束：递送C16-神经酰胺，恢复mutp53细胞中wtp53表达及p21水平。 ②MtrapNPs：模拟ARF蛋白螯合MDM2，同时递送ATO，拯救p53突变并增强肿瘤抑制。 ③CD19靶向聚合物囊泡：共递送p53激活肽ATSP-7041与BCL-2抑制剂ABT-263，降低DLBCL治疗毒性。 表4 用于递送MUTP53再活化剂的纳米制剂 触发mutp53清除 ◆锌离子递送系统：Zn²+可诱导mutp53构象转换并促进降解，锌负载纳米颗粒(如ZnFe-4、ZIF-8、Mn-ZnO₂)在酸性TME中释放Zn²+，同时通过ROS生成、GSH消耗增强抗肿瘤效应。 图19 ZIF-8@MnO2纳米颗粒合成过程及MUTP-53降解机制的示意图 ◆药物递送系统 ①黑磷纳米片(PEITC修饰)：整合PEITC降解mutp53，联合光热治疗逆转多药耐药。 ②氟铂-PEG-PE纳米颗粒：共载顺铂与瑞舒伐他汀，降解mutp53并激活wtp53，缓解顺铂耐药。 ◆ 固有清除活性纳米材料 ①PEGylated-CeO₂-NPs：通过ROS生成促进mutp53泛素化降解，选择性杀伤p53突变癌细胞。 ②线粒体靶向纳米制剂(如HA-TPP、AIE-Mit-TPP)：诱导线粒体损伤并降解mutp53，与KRAS抑制剂协同作用于KRAS/TP53共突变肿瘤。 ◆生物模拟纳米受体(NR)：通过mutp53结合肽(MBP)特异性识别mutp53，诱导自噬降解，联合顺铂前药可增强细胞毒性。 表5 用于触发MUTP53清除的纳米配方 靶向递送合成致死化合物 ◆ ADA@MOF-EPL纳米制剂：pH响应性金属有机框架，靶向递送adavosertib，超声照射可加速药物释放并生成ROS，增强WEE1抑制剂对p53突变细胞的合成致死效应，降低系统毒性。 图20 ADA@MOF-EPL合成及其处理机制的示意图 纳米介导的p53基因治疗 ◆基因递送载体：CS修饰硅纳米颗粒、Chol-5LD纳米脂质体等可高效递送p53质粒，提升肿瘤细胞转染效率，诱导凋亡。 表6 基于p53基因治疗的纳米策略 ◆mRNA递送：redox响应型纳米颗粒、PAL纳米颗粒(共载紫杉醇与p53mRNA)可实现靶向递送，联合mTOR抑制剂或免疫检查点抑制剂可增强疗效。 ◆基因编辑递送：金纳米颗粒(bPEI修饰)可增强mutp53靶向gapmers的递送效率，腺病毒载体递送碱基编辑器可同时校正TP53与EGFR突变，提升吉非替尼敏感性。 表7 通过基因方法消蚀p53表达的纳米策略，用于癌症治疗 递送wtp53蛋白 TPP修饰EVs、LHRH肽偶联纳米胶囊：可靶向递送重组wtp53蛋白至肿瘤细胞，激活Bcl-2/Bax凋亡通路，无明显全身毒性。 表8 用于癌症治疗的纳米策略，用于递送wtp53蛋白 MDM2抑制剂的联合治疗策略 MDM2抑制剂的现状与局限 ◆核心作用：通过阻断MDM2-p53结合激活p53，代表药物包括nutlin-3a、idasanutlin、sulanemadlin等，已完成Ⅲ期临床试验，但存在突变克隆选择导致的耐药问题。 ◆单药临床困境： ①疗效有限：仅对白血病、淋巴瘤、神经母细胞瘤等少数癌种敏感，多数肿瘤仅出现细胞周期阻滞，难以诱导凋亡。 ②毒性显著：血液毒性(中性粒细胞减少、血小板减少)为类效应，源于骨髓细胞中p53激活导致的增殖抑制。 ③临床失败案例：sulanemadlin因严重中性粒细胞减少和脱发终止临床试验(NCT05622058)。 ◆优化策略： ①给药方式：间歇给药可降低血液毒性，维持疗效。 ②药物形式：MDM2PROTAC降解剂(如MD-224)在小鼠模型中显示低毒性，仍需临床验证。 ③联合治疗：目前最核心的优化方向，通过协同激活p53网络或靶向肿瘤依赖通路提升疗效。 调控p53网络的协同药物 ◆染色质修饰剂：HDAC抑制剂(SAHA、entinostat)可增强p53靶基因表达，与MDM2抑制剂协同诱导凋亡，纳米共递送可降低血液毒性。 ◆翻译组调节剂：nelfinavir、guanabenz等抑制eIF2α去磷酸化，激活整合应激反应(ISR)，促进p53靶基因翻译，增强凋亡效应。 ◆蛋白酶体抑制剂：硼替佐米、卡非佐米通过稳定p53、激活ER应激，与MDM2抑制剂协同杀伤多发性骨髓瘤、套细胞淋巴瘤细胞，对p53突变细胞也有部分协同作用。 靶向下游通路的协同药物 ◆凋亡调节剂： ①BH3拟似物(venetoclax、navitoclax)：靶向Bcl-2家族，与MDM2抑制剂协同诱导AML、神经母细胞瘤凋亡，部分可克服venetoclax耐药。 ②TRAIL/Fas配体：MDM2抑制剂上调DR5/Fas表达，增强肿瘤细胞对凋亡配体的敏感性。 ◆CDK抑制剂： ①CDK4/6抑制剂(palbociclib、ribociclib)：与MDM2抑制剂协同抑制黑色素瘤、神经母细胞瘤生长，但需注意部分CDK抑制剂可能削弱p53转录活性。 ②CDK9抑制剂(atuveciclib)：下调MDM4表达，增强p53激活效果。 ◆代谢靶点药物： ①葡萄糖代谢：二甲双胍通过抑制mTOR通路，与MDM2抑制剂协同抑制卵巢癌、间皮瘤生长。 ②氨基酸代谢：谷氨酰胺酶抑制剂CB-839与MDM2抑制剂在乳腺癌模型中显示协同效应。 ◆生长信号通路抑制剂： ①mTOR/PI3K抑制剂(everolimus、idelalisib)：阻断癌性增殖信号，与MDM2抑制剂协同抑制前列腺癌、CLL生长。 ②MEK抑制剂(selumetinib、trametinib)：在AML、实体瘤中与MDM2抑制剂协同诱导凋亡，临床trial显示31%的复发/难治AML患者有响应。 ◆酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)： ①BCR-ABL抑制剂(imatinib、nilotinib)：与MDM2抑制剂协同清除CML干细胞，提升治疗-free缓解率。 ②FLT3抑制剂(quizartinib)：联合MDM2抑制剂治疗FLT3突变AML，完全缓解率达50%。 ◆其他通路： ①磷酸酶抑制剂(GSK2830371，靶向PPM1D)：阻断p53负反馈，增强MDM2抑制剂的凋亡诱导效果。 ②DNA损伤应答抑制剂(PARP抑制剂、ATM抑制剂)：利用p53激活后的DNA修复缺陷，实现合成致死。 ③铁死亡诱导剂(erastin)：通过下调SLC7A11，与MDM2抑制剂协同杀伤神经鞘瘤细胞。 ④免疫治疗：PD-1/PD-L1抑制剂与MDM2抑制剂联合，可增强肿瘤抗原呈递，提升免疫应答，临床中部分患者响应率翻倍。 参考文献 Wang X, Yang J, Yang W, Sheng H, Jia B, Cheng P, Xu S, Hong X, Jiang C, Yang Y, Wu Z, Wang J. Multiple roles of p53 in cancer development: Regulation of tumor microenvironment, m6A modification and diverse cell death mechanisms. J Adv Res. 2025 Sep;75:539-560.  Baliakas P, Soussi T. The TP53 tumor suppressor gene: From molecular biology to clinical investigations. J Intern Med. 2025 Aug;298(2):78-96.  Albakri MM. TP53-mutated MDS and AML: immune dysregulation, tumor microenvironment, and emerging therapeutic strategies. Front Oncol. 2025 Aug 20;15:1655486. Wen J, Fu L, Zhong H, Chen H. The Role of P53 in Immune Evasion and Therapeutic Strategies in Hematologic Malignancies. J Cancer. 2025 Aug 28;16(13):3899-3906.  Xu B, Maimaitijiang A, Nuerbiyamu D, Su Z, Li W. The Multifaceted Role of p53 in Cancer Molecular Biology: Insights for Precision Diagnosis and Therapeutic Breakthroughs. Biomolecules. 2025 Jul 27;15(8):1088. Bruzzese A, Vigna E, Martino EA, Labanca C, Caridà G, Mendicino F, Lucia E, Olivito V, Puccio N, Neri A, Morabito F, Gentile M. TP53-Mutated Acute Myeloid Leukemia: Unanswered Questions. Hematol Oncol. 2025 Jul;43(4):e70106.  Shim YJ. Therapeutic Targeting of DNA Damage Response Pathways in TP53- and ATM-Mutated Tumors. Brain Tumor Res Treat. 2025 Jul;13(3):73-80.  Toledo F. Mutant p53 as a Therapeutic Target: The Report of Its Death Was an Exaggeration. Int J Mol Sci. 2025 Jul 4;26(13):6446.  Shah MV, Arber DA, Hiwase DK. TP53 -Mutated Myeloid Neoplasms: 2024 Update on Diagnosis, Risk-Stratification, and Management. Am J Hematol. 2025 Jun;100 Suppl 4(Suppl 4):88-115.  Ghimire B, Zimmer M, Donthireddy V. TP53-Mutated Acute Myeloid Leukemia: Review of Treatment and Challenges. Eur J Haematol. 2025 Jun;114(6):924-937. Zhang N, Jing Z, Song J, Liang Q, Xu Y, Xu Z, Wen L, Wei P. Discovery of Drugs Targeting Mutant p53 and Progress in Nano-Enabled Therapeutic Strategy for p53-Mutated Cancers. Biomolecules. 2025 May 26;15(6):763. Koo KY, Moon K, Song HS, Lee MS. Metabolic regulation by p53: Implications for cancer therapy. Mol Cells. 2025 Apr;48(4):100198.  Andrysik Z, Espinosa JM. Harnessing p53 for targeted cancer therapy: new advances and future directions. Transcription. 2025 Feb;16(1):3-46. Tornesello ML. TP53 mutations in cancer: Molecular features and therapeutic opportunities (Review). Int J Mol Med. 2025 Jan;55(1):7. Mirgayazova R, Khadiullina R, Gilyazova E, Davletshin D, Ganeeva I, Zmievskaya E, Chasov V, Valiullina A, Bulatov E. The importance of TP53 status in cancer therapy: The example of chronic lymphocytic leukemia. Mol Biol Res Commun. 2025;14(3):179-198. Wong TN, Link DC. Are TP53 mutations all alike? Hematology Am Soc Hematol Educ Program. 2024 Dec 6;2024(1):321-325. Shahzad M, Amin MK, Daver NG, Shah MV, Hiwase D, Arber DA, Kharfan-Dabaja MA, Badar T. What have we learned about TP53-mutated acute myeloid leukemia? Blood Cancer J. 2024 Nov 19;14(1):202.