综述:棕榈酸与蛋白质棕榈酰化在癌症中的作用:认知、见解与挑战

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:The Innovation 33.2

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  这篇综述系统阐述了棕榈酸(PA)代谢稳态及其介导的蛋白质棕榈酰化(PTM)在肿瘤发生中的关键作用,重点探讨了棕榈酰化对致癌信号通路(如PI3K-AKT/mTOR)、细胞死亡机制(凋亡/坏死性凋亡)、先天免疫应答(cGAS-STING)及肿瘤微环境(TME)的调控,并提出了靶向ZDHHCs/APT酶和棕榈酰化蛋白的癌症治疗策略。

  

高脂饮食与癌症

高脂饮食(HFD)通过改变脂质代谢和促炎微环境促进多种癌症进展。棕榈酸作为HFD主要成分,通过CD36依赖性机制增强口腔癌和黑色素瘤转移,并激活β-肾上腺素受体通路加速结直肠癌细胞增殖。临床研究显示,HFD通过重塑肠道菌群、增加胆固醇代谢和细胞因子释放,驱动胰腺癌和乳腺癌转移。

棕榈酸代谢与肿瘤发生

棕榈酸通过de novo脂质合成(DNL)途径由乙酰辅酶A羧化酶(ACC)和脂肪酸合酶(FASN)催化生成,其代谢关键酶如硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD1)通过调节单不饱和脂肪酸(MUFA)比例促进EGFR/HER2信号激活。CD36和FABP4介导的棕榈酸摄取增强肿瘤细胞侵袭性,而CPT1A介导的线粒体β-氧化(FAO)为肿瘤提供能量支持。

蛋白质棕榈酰化的分子机制

棕榈酰化由23种ZDHHC酶催化,动态调控蛋白质膜定位与功能。例如:

  • 抑癌型ZDHHCs:ZDHHC1通过棕榈酰化p53促进其核转位,抑制肿瘤;ZDHHC22通过降低mTOR稳定性抑制乳腺癌生长。

  • 促癌型ZDHHCs:ZDHHC5通过棕榈酰化EZH2激活H3K27me3,驱动胶质瘤干细胞自我更新;ZDHHC17/24通过棕榈酰化AKTC344促进肝癌发生。

  • 去棕榈酰化酶:PPT1和APT2通过调控PD-L1/STING稳定性影响免疫应答。

棕榈酰化与细胞死亡调控

  • 凋亡:BAX棕榈酰化促进线粒体膜通透性,而ZDHHC5介导的FAS棕榈酰化增强死亡受体聚集。

  • 坏死性凋亡:ZDHHC5棕榈酰化RIPK1激酶域,促进MLKL膜穿孔。

  • 铁死亡:SLC7A11棕榈酰化抑制其溶酶体降解,抵抗脂质过氧化。

  • 焦亡:GSDMDC191棕榈酰化促进膜孔形成,ZDHHC12通过CMA途径降解NLRP3抑制炎症小体过度激活。

免疫调控与肿瘤微环境

棕榈酰化通过以下途径塑造免疫抑制性TME:

  • 免疫检查点:ZDHHC9介导PD-L1/TIM-3棕榈酰化,阻断其溶酶体降解;

  • T细胞功能:ZDHHC21调控TCR信号启动,而ZDHHC7通过Foxp3棕榈酰化维持Treg抑制功能;

  • 先天免疫:STING棕榈酰化促进TBK1-IRF3-IFNβ通路激活,cGAS棕榈酰化则抑制dsDNA识别。

治疗策略与挑战

靶向棕榈酰化的临床转化面临以下挑战:

  • 代谢干预:FASN抑制剂TVB-2640和ACLY抑制剂SB-204990在临床前模型中显示抗肿瘤效果,但可能引起全身代谢紊乱。

  • 酶靶向药物:2-溴棕榈酸(2-BP)缺乏特异性,而PPT1抑制剂DC661通过激活cGAS-STING增强免疫治疗响应。

  • 动态检测技术:现有方法(如生物素切换法)难以捕捉内源性棕榈酰化动态变化,亟需开发特异性抗体。

未来研究需聚焦组织特异性ZDHHCs调控网络,并探索棕榈酰化与其他PTM(如泛素化/磷酸化)的交互作用,为精准抗癌提供新靶点。

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