PDHK

导读前几节我们介绍了RTKs（第一、二期）、MAPK通路（第三期），今天我们介绍另一个在RTKs下游、与MAPK平行的另一个重要通路—PI3K通路。01PI3K的组成与激活方式磷脂酰肌醇3-激酶（Phosphatidylinositide 3-kinases，PI3K）是一种胞内磷脂酰肌醇激酶，具有磷脂酰肌醇激酶活性的同时，也具有丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)激酶活性。PI3K可分为3类，其中研究最广泛的为I类PI3K, 此类PI3K为异源二聚体，由一个调节亚基p85（由PIK3R1基因编码）和一个催化亚基p110（由PIK3CA基因编码）组成。催化亚基共有α、β、δ、γ四种类型，其中，α、β、δ类对应p85α, p85β或p55调节亚基；而γ类对应p101和p84/87调节亚基。调节亚基具有SH2结构域，能够识别RTKs的胞内激酶结构域（TK），并引发催化亚基p110的激活。图 1. PI3K的激活方式PI3K的激活方式一共有4种。如上图所示，当胰岛素家族生长因子激活相应的RTKs时，p85可以通过IRS1等接头蛋白（Adapter Protein）间接被接活（a）；此外，其他家族生长因子及RTKs结合时，p85也可以直接识别TK结构域（b）；上一期中我们提到的RAS蛋白在RAS-GTP的形式下，也可以直接活化PI3K 的催化亚基p110（c）。Raf和PI3K均可被RAS调节是MAPK通路与PI3K通路存在交叉的主要原因；此外，γ型PI3K催化亚基还可以被某些G蛋白偶联受体激活（d）。02P13K催化功能图 2. PI3K催化的反应PI3K激活后能够催化PIP2的3位羟基磷酸化生成PIP3，从而进一步促进下游通路；恰恰相反，细胞中另一种酶PTEN则能催化这个反应的逆过程，并对PI3K下游的通路产生抑制作用。PIP3生成后，可以充当第二信使，同时招募PDK1和AKT蛋白到质膜上，使PDK1磷酸化AKT蛋白的308号位的苏氨酸（T308），导致AKT部分活化。被活化的AKT将进一步激活下游调控通路。03PI3k-AKT 通路图 3. PI3K-AKT及下游蛋白AKT 是一类 AGC 家族的丝氨酸/苏氨酸激酶，主要包含3 个结构域：PH 结构域（对 PIP3 有亲和力，对与胞膜的结合至关重要）、催化结构域、调节结构域。AKT作为一种原癌基因，在多种细胞过程中发挥关键作用，如葡萄糖代谢，细胞凋亡，细胞增殖，转录和细胞迁移；PI3K/AKT 信号通路失调见于多种人类疾病，包括癌症、糖尿病、心血管疾病和神经疾病。 AKT下游作用的底物分类繁多，结合上图我们对主要的底物进行概述：1、TSC2TSC复合体（结节性硬化症复合体）包含三个亚基：TSC1，TSC2以及TBC1D7，能够负调控mTORC1复合体的活性，起到肿瘤抑制的作用。产生这种作用的主要原理是：TSC2包含的GTP酶活化蛋白（GTPase activating protein，简称GAP）结构域，将GTP形式的RHEB（RAS家族的一种小G蛋白）水解为GDP形式的RHEB，导致RHEB失活，不能激活mTORC1的激酶活性，从而抑制细胞生长。而AKT诱导TSC2蛋白(tuberin) 的939位Ser和 1462位Thr磷酸化后，活性抑制，导致mTOR通路反而被激活；2、BADBAD（Bcl2相关的细胞死亡激动剂）能够正向调节线粒体的凋亡，AKT磷酸化该蛋白后，BAD活性抑制；3、MDM2AKT能够通过磷酸化p53的泛素连接酶—MDM2而使其激活，从而抑制p53产生的细胞周期阻滞与凋亡。4、p21 和 p27    CDK抑制因子p21和p27是两个重要的细胞周期调节因子，在正常细胞 DNA受损伤时 , 被P53诱导产生，抑制DNA复制，增强DNA修复，起到抑癌作用。而AKT磷酸化抑制这些CDK抑制因子后能够抑制其活性。5、GSK3βGSK3β（糖原合成酶激酶3β）是一种在进化上非常保守的丝氨酸/苏氨酸激酶，参与肝糖代谢，在Wnt 通路中扮演重要的角色。正常情况下GSK3β可以磷酸化β-catenin使其经蛋白酶体降解， AKT磷酸化GSK3β后，导致GSK3β失活，不能再磷酸化β-catenin，致使β-Catenin在胞浆内大量聚集，从而进入细胞核并激活与细胞分裂和生长调控相关的基因（如c-myc和Cyclin D1等）。6、IKK ( IκB kinase )IKK ( IκB kinase ) 被AKT磷酸化激活，IKK 进一步磷酸化抑制能够抑制NF-kβ途径的转录因子IκB（注意断句....），最终结果是：AKT正向调控了NF-kβ途径，从而对细胞生存、增殖、侵袭、血管生成和化疗耐药产生影响。 7、WEE1    CDK1抑制激酶—WEE1能够被磷酸化抑制，对有丝分裂产生影响。8、ASK1ASK1 （凋亡信号调节激酶1）是一种能够激活JNK信号通路（MAPK通路的一种，详情见第二期）的MAPKKK，与凋亡诱导，促凋亡和内皮网应激(ERS)有关，AKT磷酸化ASK1后，导致其活性抑制。9、FOXOFOXO是一种凋亡诱导转录因子，AKT磷酸化FOXO后导致其在细胞内重新定位并失去转录活性。综上所述，我们可以看出：AKT所产生的效应最终结果大多引起细胞增殖及避免凋亡。04PI3K-AKT-mTOR 通路及TORC复合物前面我们已经说过了，AKT能够通过抑制TSC2，间接导致RHEB激活mTOR增强。mTOR全称叫做哺乳动物雷帕霉素靶点（mammalian target of rapamycin， mTOR）。mTOR是一类丝/苏氨酸激酶，C端与磷脂酰肌醇激酶（PI3K）催化域同源，但是却不具备酯酶激酶的活性，而具有Ser/Thr蛋白激酶活性。mTOR 能够形成两种复合物：TORC1和TORC2。图 4. PI3K-AKT-mTOR通路除了能被AKT激活外，mTOR还能根据细胞环境的能量与营养情况被激活或抑制。如上图所示，当能量不足（AMP/ATP 比例增高）、缺氧时， TSC2、TSC1形成复合体增强，抑制mTOR复合物形成。当溶酶体氨基酸过量时，H+-vATP酶能够激活带有鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEFs)的蛋白复合物Ragulator，从而促进TORC1的形成。图 5. TORC1与TORC2前面已经提到，mTOR有两种复合物：mTORC1 和mTORC2。mTORC1 由 mTOR、mTOR 调节相关蛋白 Raptor、MLST8 和非核心组分 PRAS40、DEPTOR 组成。mTORC2 由 mTOR、mTOR 帕霉素不敏感伴侣 RICTOR、MLST8 和 mSIN1 组成。这两种复合物的主要区别就在于：结合蛋白是Raptor还是Rictor以及相关蛋白是PRAS40还是mSIN1。其中，前者的区别主要决定TORC1对雷帕霉素敏感，而TORC2对雷帕霉素不敏感；而后者的区别则在于：PRAS40是AKT的底物，而mSIN1是MAPK的底物。从功能上来说，TORC2功能较为简单，它能够磷酸化AKT从而对mTOR产生正反馈，促进mTOR进一步活化（与前面PDK1的部分活化呼应）。TORC1则不同，能够继续磷酸化下游多种底物，调控细胞生存、增殖、蛋白质合成、脂质生成、血管生成和自噬等生物过程。05TORC1 下游底物与效应图 6. TORC1下游底物及效应TORC1 与蛋白质合成真核起始因子4E（eIF4E） 是一种帽结合蛋白，可以特异性地识别mRNA的5'端的帽子结构，在真核翻译的起始过程中发挥重要作用。其阻遏蛋白4EBP1磷酸化缺失时，eIF4E 不能被释放出来用于招募核糖体用于激活翻译过程。mTOR通过磷酸化4EBP1，解除其对EIF4E的抑制作用，从而促进翻译和蛋白质的合成。TORC1还可以先磷酸化激活下游AGC家族核糖体S6激酶（S6K1），S6K1可以磷酸化激活核糖体S6蛋白（RPS6）、PDK1（AKT上游激动蛋白）、MDM2（p53抑制因子）、转录调节因子EEF2、接头蛋白IRS等，磷酸化抑制促凋亡蛋白BAD。最终的效应就是：避免细胞凋亡、促进蛋白质合成。TORC1 与脂质合成TORC1除了促进蛋白质合成外，还可以磷酸化激活STAT3 (信号转导与转录激活因子3)促进细胞增殖；激活SREBPs(固醇调节元件结合蛋白)和PPARα和γ(过氧化物酶体增殖物激活受体) 促进脂质合成。TORC1 与血管生成TORC1能够通过激活HIF1α促进血管生成，而HIF1α也可以间接地激活TSC2，从而对TORC产生负调控作用。TORC1与自噬TORC1通过磷酸化抑制下游底物ULK1等自噬相关蛋白，抑制自噬过程。综上所述，TORC1通过磷酸化激活/抑制一系列底物，直接/间接提高了蛋白质和脂质的合成、促进细胞增殖，引起细胞和组织的生长。06PI3K-AKT-mTOR 与肿瘤从上文我们可知，PI3K 通路可以通过多种途径避免细胞凋亡，促进其存活及增殖。PI3K/AKT信号通路在肿瘤发生中广泛的激活，尤其是PIK3CA，PIK3R1，PTEN，AKT等基因存在高频突变（其中PIK3CA基因在大约36%的乳腺癌中存在突变），与肿瘤发生、发展以及耐药密切相关。目前该通路的主要涉及的突变有：1、PIK3CA突变PIK3CA是肿瘤中编码 PI3K 蛋白 P110 亚基的基因，具有较高的突变比例。在前列腺癌、乳腺癌等多种癌症中，超过 10%以上的病例存在PIK3CA 突变。其中，激活型突变占80%以上。激活点突变可以让 PI3K 蛋白不依赖上游信号，而持续保持激活状态。PIK3CA 突变被认为是 EGFR-TKI 治疗产生耐药的潜在原因之一。2、PTEN突变前文我们提到， 抑癌基因PTEN能够产生与PI3K相反的效应，因此其突变也导致癌症发展。在子宫内膜癌、脑癌、皮肤癌和前列腺癌中， 10%以上的病例存在 PTEN 基因突变。3、AKT突变AKT基因家族包括：AKT1，AKT2，AKT3。AKT 在肿瘤中最常见的突变形式，是激活点突变和基因拷贝数异常增加。在乳腺癌、结直肠癌、卵巢癌和膀胱癌中，有相当高比例的病例。图 7. 针对PI3K-AKT-mTOR通路设计的药物如上图所示，目前针对PI3K、AKT以及mTORC靶点的药物研发均有一些进展。参考文献：[1] Robert, Jacques. Textbook of Cell Signalling in Cancer [M]. Springer International Publishing, 2015.[2]  Wagener C , Stocking C , O. Müller. Cancer Signaling - From Molecular Biology to Targeted Therapy[M]. 2017.[3] Amanda H . Cancer cell signalling[M]. Wiley Blackwell, 2014.部分素材来源于网络，侵删。预告第五期：细胞因子通路；第六期：TGFβ通路；原创不易，欢迎发现“分享”和“点赞”

-01-引言信号转导和转录激活物（STAT）蛋白家族包括STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5（STAT5A和STAT5B）和STAT6。在癌症中，STAT蛋白，特别是STAT3和STAT5，作为细胞因子、生长因子及其受体和肿瘤细胞中过表达的其他分子转导信号，同时在转录水平和表观遗传水平上调节大量基因的表达。这些基因参与肿瘤细胞增殖、抑制细胞凋亡、促进癌细胞干化和耐药性。STAT蛋白（尤其是STAT3）直接和间接调节癌细胞中的各种代谢相关过程，包括有氧糖酵解、氧化磷酸化、活性氧（ROS）产生、线粒体能量生成、线粒体膜完整性调节、谷氨酰胺代谢、脂质合成和脂质分解代谢。STAT蛋白还调节肿瘤微环境中免疫细胞的代谢，以诱导免疫抑制和肿瘤细胞侵袭。因此，STAT蛋白的代谢重编程作用对肿瘤生长、抗癌免疫和疾病进展具有深远影响。STAT蛋白已成为逆转多种癌症类型代谢失调的潜在有价值的靶点。-02-一、糖酵解和氧化磷酸化在正常细胞中，ATP和生物合成前体通过糖酵解和氧化代谢途径产生。以往研究发现，即使在氧气存在的情况下，癌细胞也会转向有氧糖酵解，而不是呼吸氧化磷酸化，以支持其快速增殖，这一现象被称为“Warburg效应”。癌细胞还可以利用氧化代谢通过线粒体中脂肪酸和氨基酸的氧化产生ATP。STAT蛋白在癌细胞中的氧糖酵解和呼吸氧化代谢中发挥重要作用。STAT3、STAT5和STAT6调节葡萄糖转运蛋白和一些酶类，如葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）和GLUT3、己糖激酶2（HK2）、烯醇化酶1（ENO1）、丙酮酸激酶M2（PKM2）和乳酸脱氢酶A（LDHA）的表达和活性，它们对癌细胞的葡萄糖代谢至关重要。反过来，PKM2也促进STAT3和STAT5信号传导，STAT5激活缺氧诱导因子1α（HIF1α），导致癌细胞糖酵解的进一步上调。磷酸戊糖代谢途径是糖酵解途径的一个分支，产生NADPH和5-磷酸核糖。NADPH氧化酶（NOX）将电子从NADPH转移到氧，从而产生ROS。免疫调节细胞因子促进双氧化酶2（DUOX2）的上调，通过STAT1和STAT6信号通路导致ROS和DNA损伤的积累。ROS激活Janus激酶2（JAK2–STAT3）信号和STAT5，STAT5上调NOX4和NOX5L以产生更多ROS，增加肿瘤细胞的生长和增殖。除了调节Warburg效应外，线粒体STAT3还促进氧化磷酸化和线粒体电子运输链（ETC）活性。STAT3与细胞死亡调节蛋白GRIM19的相互作用可能促进STAT3向线粒体的易位。一旦进入线粒体，STAT3与ETC复合物I和II相互作用，导致ROS水平降低。STAT3的乙酰化也可能通过STAT3与丙酮酸脱氢酶复合物（PDC）亚基E1（PDC-E1）的相互作用促进线粒体能量调节。PDC是一种连接糖酵解和三羧酸（TCA）循环的线粒体酶，STAT3与PDC的结合加速丙酮酸进入TCA循环，并进一步增加癌细胞中ATP的合成。此外，STAT5还通过增加HIF1α的水平来促进Warburg效应，HIF1α驱动丙酮酸脱氢酶激酶亚型1（PDK1）的产生，从而阻止丙酮酸进入TCA循环，并将代谢转移到乳酸产生。此外，磷酸化的STAT5与线粒体中的PDC-E2相互作用，激活STAT5介导的转录，并促进代谢从氧化磷酸化转变为有氧糖酵解。-03- 二、能量代谢烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）是氧化磷酸化氧化还原反应中的一种辅酶，对能量代谢至关重要。NAD+水平随着人类年龄的增长而降低，其与癌症发病率的增加有关。NAD+水平降低会触发IL-6分泌，从而激活STAT3信号，促进致癌转化和癌细胞干性化。在一些癌细胞中，线粒体受损，ATP生产受损。为了弥补能量不足，STAT3诱导产生氢化物转移复合物（HTC），该复合物催化代谢循环，将氢化物阴离子从NADH转移到NADP+，从而再生NAD+并供应NADPH。在携带BRAFV600E突变的黑色素瘤细胞中，STAT5诱导NAMPT（烟酰胺磷酸核糖转移酶）的表达，这有助于维持NAD+水平。同时，STAT5诱导的NAMPT将黑色素瘤细胞转向与靶向治疗耐药相关的侵袭表型。除了促进NAD+生物发生外，癌细胞中NAMPT的表达增加了α-酮戊二酸（α-KG）水平，导致程序性细胞死亡配体1（PD-L1）通过STAT1依赖性IFN-γ途径上调。因此，癌细胞中NAMPT表达的升高和NAD+代谢的上调抑制了CD8+T细胞依赖性细胞毒性。-04-三、脂质代谢改变脂质合成和脂质分解代谢都在肿瘤发生和治疗抵抗中起着至关重要的作用。癌细胞有效地合成脂质并从肿瘤微环境中输入脂质，并对脂肪组织分泌的脂肪因子、细胞因子和生长因子做出反应。STAT蛋白不仅增加脂质合成和分解代谢，还增加肿瘤细胞的脂质输入，STAT蛋白在多个水平上调节癌症促进脂质代谢。STAT3和STAT5上调脂肪酸结合蛋白（FABPs）和CD36（脂质转运蛋白），导致脂质积聚增加，这支持肿瘤细胞的转移潜力。HER2介导的STAT3激活转录上调脂肪酸合成酶（FASN），这导致从头脂肪酸合成增加。STAT5还上调对脂肪生成重要的其他酶，包括乙酰辅酶A羧化酶1（ACC1）和甾醇调节元件结合蛋白1（SREBP1）。癌细胞的转移潜能与磷脂水平升高和三酰甘油水平降低相关。肿瘤坏死因子诱导蛋白8样蛋白3（TIPE3）也通过激活STAT3促进肺癌的发生，STAT3激活也与磷脂酰胆碱水平升高和三酰甘油水平降低有关。STAT6通过miR-197–叉头盒蛋白J2（FOXJ2）轴抑制胆固醇合成，从而减少内质网（ER）应激和肺癌进展。脂肪酸β-氧化（FAO）等脂质分解代谢途径对于将脂肪酸转化为肿瘤细胞生长和进展的能量来源是不可或缺的。FAO因其在癌症进展、化疗耐药性和癌症干细胞（CSC）维持方面的新作用而备受关注。FAO活性在许多类型的CSC中，以及在化疗耐药和放疗耐药的癌细胞中上调，STAT3介导的FAO限速酶肉碱O-棕榈酰转移酶1，肌肉亚型（CPT1-M）的转录上调对乳腺癌干细胞和化疗耐药细胞中的FAO上调至关重要。一项研究调查了FAO介导的乳腺癌细胞化疗耐药性的潜在机制，结果表明，FAO通过乙酰化激活STAT3，激活的STAT3转录上调ACSL4（长链酰基CoA合成酶4）的表达。这种酶增强磷脂合成，导致线粒体膜中磷脂含量增加，从而提高线粒体完整性。因此，线粒体凋亡途径变得无效，从而阻止化疗诱导的肿瘤细胞凋亡。此外，STAT3还直接调节LPL（脂蛋白脂酶）的表达，从而促进慢性淋巴细胞白血病细胞的存活。肿瘤细胞周围的脂肪组织还分泌脂肪酸、脂肪因子、细胞因子和/或激素（包括leptin、IL-6、VEGF和IL-8）。白色脂肪组织和肿瘤相关脂肪细胞释放的IL-6和leptin水平与STAT3的旁分泌激活相关，STAT3驱动乳腺癌转移、癌细胞干化和化疗耐药性。-05-四、谷氨酰胺代谢的调节除了代谢葡萄糖和脂质外，癌细胞还表现出对谷氨酰胺代谢的依赖，以促进增殖、存活和侵袭。这种谷氨酰胺依赖型癌细胞经历代谢重编程，通过TCA循环驱动谷氨酰胺的利用。STAT蛋白除了通过转录调节促进谷氨酰胺代谢外，参与谷氨酰胺代谢途径的多种酶和受体还通过STAT信号的作用促进细胞增殖、细胞周期进展、上皮间质转化，在癌症进展中发挥重要作用。许多癌细胞（包括非小细胞肺癌、乳腺癌和头颈癌细胞）高度依赖谷氨酰胺以促进其生长和生存，并表现出谷氨酰胺转运体的上调。STAT蛋白转录调控癌细胞中参与谷氨酰胺代谢的几种分子：STAT3通过MYC上调ATB（0），ATB（0）介导的谷氨酰胺摄取维持癌细胞中谷氨酰胺、谷胱甘肽和多种三羧酸循环代谢产物的高细胞内水平。谷氨酰胺一旦进入肿瘤细胞，就会转化为谷氨酸并激活谷氨酰胺酶，谷氨酰胺酶是谷氨酰胺分解的限速酶，在某些癌症中被上调。激活的STAT3直接增加编码谷氨酰胺酶的GLS1的表达。有趣的是，STAT3还上调了关键的ROS清除剂谷胱甘肽，从而保持ROS水平。阻断STAT3抑制谷胱甘肽的产生，导致ROS介导的肿瘤细胞凋亡。此外，MYC和STAT5上调谷氨酰胺合成酶，后者催化谷氨酸转化为谷氨酰胺。这种代谢改变导致核苷酸的产生增加，这与肿瘤细胞的放射治疗耐药性有关。此外，谷氨酰胺和谷氨酰胺代谢酶也通过增加STAT3活性或水平促进癌症进展。谷氨酸通过谷氨酸脱氢酶1（GDH1）或各种氨基转移酶脱氨基为α-酮戊二酸（α-KG），产生L-氨基酸。GDH1活性在结直肠癌及其转移性病变中升高，这与STAT3介导的上皮间质转化（EMT）相关。最后，STAT3信号可以通过上调线粒体中的α-KG来控制细胞核中的DNA甲基化，由此产生的DNA甲基化异常提供了对核基因表达的表观遗传控制。-06-五、肿瘤免疫代谢越来越多的证据证明STAT蛋白在调节肿瘤相关免疫细胞中的糖酵解、氧化磷酸化、ROS产生、脂质代谢、FAO和谷氨酰胺解中发挥重要作用，这些变化也影响抗肿瘤免疫反应。STAT3、STAT5和STAT6介导肿瘤微环境中免疫细胞的代谢重编程，这增加了免疫抑制细胞类型的积累，特别是髓源性抑制细胞（MDSCs）和肿瘤相关巨噬细胞（TAMs），STAT蛋白还重编程肿瘤微环境中效应T细胞和自然杀伤（NK）细胞的代谢，这些变化以不同方式对其抗肿瘤功能产生积极和消极影响。STAT蛋白诱导代谢重组，这对MDSCs和TAMs的免疫抑制功能很重要。STAT蛋白有助于产生多种免疫抑制因子，包括PD-L1、IL-10、IL-6、IDO1。此外，STAT3、STAT5和STAT1调节ROS水平，ROS可诱导T细胞凋亡和/或铁死亡，并抑制T细胞功能。粒细胞集落刺激因子（G-CSF）和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因素（GM-CSF）分别激活STAT3和STAT5，以上调长链脂肪酸转运蛋白2（FATP2）、FATP4和FATP5。这些FATPs和CD36的上调增强了脂质摄取，这促进了MDSCs和TAM的免疫抑制作用。MDSCs中增强的谷氨酰胺裂解对癌症免疫抑制也很重要。事实上，阻断MDSC中的谷氨酰胺代谢会下调pSTAT3和pSTAT1，从而减少STAT3调控的下游基因的表达，包括IL-10和IDO1。尽管STAT蛋白介导的MDSCs和TAMs中ROS、脂质摄取、脂肪酸氧化和谷氨酰胺代谢的上调通常促进免疫抑制，但CD8+T细胞中STAT蛋白同样介导的代谢变化可具有抑癌和促癌作用。例如，STAT3通过增强FAO活性来抑制CD8+T细胞效应器功能。然而，IL-9诱导的STAT3活性增加和FAO保护Tc9 T细胞免受ROS诱导的铁死亡，并增强其抗肿瘤作用。此外，FAO对于记忆T细胞的形成始终是必要的，这在抗肿瘤免疫中很重要。然而，STAT介导的糖酵解上调在T细胞抗肿瘤功能中具有相反的作用。此外，尽管需要更多的研究来解决这些明显的矛盾，但STAT3介导的NK细胞的Warburg效应可能对NK细胞的抗肿瘤功能至关重要。-07-结语代谢的重编程是公认的癌症进展、治疗抵抗和免疫抑制的驱动因素。大量证据表明，STAT蛋白——尤其是STAT3、STAT5和STAT6，以及STAT1——在协调癌细胞代谢的多个方面发挥着重要作用。STAT蛋白介导的代谢改变影响癌细胞和多种肿瘤相关免疫细胞。引人注目的是，肿瘤微环境中肿瘤细胞或免疫细胞的相同代谢变化可能对癌症进展产生类似或相反的影响。例如STAT3在肿瘤微环境中的阻断部分通过促进糖酵解的增加而增强了T细胞的扩增和肿瘤的浸润，但通过STAT3介导的糖酵解增加以及氧化磷酸化的减少，NK细胞的增殖能力及其抗肿瘤作用都大大增加。因此，由于其在通过多种机制促进癌细胞存活、侵袭、治疗抵抗和免疫抑制方面的重要作用，以STAT3或STAT5为靶点的抗癌治疗有望产生有益的临床效果。参考资料：1.STAT proteins in cancer: orchestration of metabolism. Nat Rev Cancer.2023 Jan 3.公众号内回复“ADC”或扫描下方图片中的二维码免费下载《抗体偶联药物：从基础到临床》的PDF格式电子书！公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。

撰文丨王聪 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 众所周知，多细胞生物在发育过程中，存在着多种预定的、受到精确控制的细胞程序性死亡，例如细胞凋亡（Apoptosis）、坏死性凋亡（Necroptosis）、细胞焦亡（Pyroptosis），以及铁死亡（Ferroptosis）等。 2012年，哥伦比亚大学的 Brent Stockwell 团队在 Cell 期刊发表论文，发现并定义了一种铁依赖性的新型细胞程序性死亡方式——铁死亡（Ferroptosis），由过度堆积的过氧化脂质（peroxidized lipids）诱导发生。 和铁一样，铜也是从细菌和真菌到植物、动物以及人类生命活动的基本元素，作为必须酶的辅助因子，在生命活动中发挥着必不可少的作用。铜在人体中是一种微量元素，细胞内铜离子的浓度通过主动稳态机制保持在非常低的水平，一旦超过阈值，铜就会变得有毒，导致细胞死亡。 2022年，哈佛-MIT博德研究所 Todd Golub 教授在 Science 期刊发表论文。发现并证实铜依赖性受控细胞死亡方式是一种不同于已知细胞死亡机制的新型细胞死亡方式——铜死亡（Cuprotosis）。 2025年3月6日，南京医科大学基础医学院姚兵、复旦大学附属肿瘤医院向俊、复旦大学上海医学院周祥、复旦大学附属肿瘤医院王宇、南京医科大学第一附属医院（江苏省人民医院）秦超、南京明基医院/南京医科大学基础医学院陈云等人作为共同通讯作者，在 Cancer Cell 期刊发表了题为：Hypoxia inducible factor-1α drives cancer resistance to cuproptosis 的研究论文。 该研究发现，缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）驱动了癌症的铜死亡抵抗，而 HIF-1α 抑制剂可使实体瘤细胞对铜死亡敏感，这也揭示了缺氧促进癌症发生的分子机制。 铜死亡（Cuproptosis）是一种新近发现的细胞死亡方式，其发生机制与细胞内铜离子稳态失衡及蛋白质脂酰化过程的异常调控密切相关。具体而言，铜离子过载可导致线粒体三羧酸循环的关键酶（例如DLAT）的脂酰化修饰紊乱，引发线粒体功能障碍和蛋白质毒性应激，最终触发独特的细胞死亡通路。 之前的研究显示，在缺氧的肿瘤微环境（TME）中，铜死亡会被抑制，但具体机制尚不清楚。 在这项最新研究中，研究团队揭示了缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）是实体瘤中铜死亡抵抗的驱动因子。 该研究发现，在缺氧条件下，缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）会激活丙酮酸脱氢酶激酶 1 和 3（PDK1/3），从而导致二氢硫辛酰胺 S-乙酰转移酶（DLAT，铜的靶点）表达降低，并促进金属硫蛋白2A（MT2A）的积累，金属硫蛋白会螯合线粒体中的铜，从而产生对铜死亡的抗性。 此外，该研究还发现，高水平的铜在不影响 HIF-1α 的 mRNA 水平的情况下降低了 HIF-1α 蛋白的泛素化并增加了其稳定性，而抑制 HIF-1α 可增加体内肿瘤对铜死亡的易感性。 该研究的核心发现： 缺氧的肿瘤微环境中，HIF-1α 驱动铜死亡抵抗； HIF-1α 通过 PDK1/PDK3 抑制 DLAT； HIF-1α 促进 MT2A 的积累以隔离线粒体铜； HIF-1α 抑制剂使实体瘤细胞对铜死亡敏感。 总的来说，该研究揭示了 HIF-1α 在铜死亡发生中的多方面作用，并阐明了缺氧促进癌症发生的分子机制。 论文链接： https://www.cell.com/cancer-cell/abstract/S1535-6108(25)00067-4 设置星标，不错过精彩推文 开放转载 欢迎转发到朋友圈和微信群  微信加群  为促进前沿研究的传播和交流，我们组建了多个专业交流群，长按下方二维码，即可添加小编微信进群，由于申请人数较多，添加微信时请备注：学校/专业/姓名，如果是PI/教授，还请注明。 点在看，传递你的品味