編輯丨王多魚
排版丨水成文
放療(Radiotherapy)可降低癌癥復(fù)發(fā)和死亡的風(fēng)險,但其伴隨的包括肌肉纖維化和無力在內(nèi)的多種副作用,嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量。然而,其潛在機制尚不明確。
2025 年 6 月 19 日, 武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院閆衛(wèi)教授、華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院趙艷霞醫(yī)生作為共同通訊作者(武漢大學(xué)博士生張曉輝和碩士生聶忠良為共同第一作者), 在 Cell 子刊Cell Metabolism上發(fā)表了題為:Arachidonic acid triggers spermidine synthase secretion from primary tumor to induce skeletal muscle weakness upon irradiation 的研究論文。
該研究表明,放療通過激活花生四烯酸代謝通路誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分泌富含亞精胺合酶的小細(xì)胞外囊泡(sEV),被骨骼肌吸收后引起多胺代謝通路的變化,進而促進骨骼肌肌力減退。
在這項最新研究中,研究團隊發(fā)現(xiàn),癌細(xì)胞通過小細(xì)胞外囊泡(sEV)分泌更多的亞精胺合酶(SRM),從而在放療后引發(fā)骨骼肌無力。
從機制上來說,放療應(yīng)激可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞膜上的磷脂被磷脂酶代謝生成較多游離的花生四烯酸(ArA),ArA 的積累會提高亞精胺合酶(SRM)的類泛素化修飾(ISGylation),從而促進 SRM 從原發(fā)腫瘤中被封裝到腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的小細(xì)胞外囊泡(sEV)中,進而特異性誘導(dǎo)亞精胺在骨骼肌中合成并積累。亞精胺作為修飾底物,通過羥腐胺賴氨酸化真核翻譯起始因子5A(eIF5A),進一步促進了 I 型膠原纖維的積累。而 I 型膠原纖維過度積累(纖維化)改變了骨骼肌的力學(xué)特性,干擾了肌原纖維的收縮效率,從而影響肌力傳輸導(dǎo)致肌力減退。
此外,研究團隊進一步發(fā)現(xiàn),SRM 蛋白的內(nèi)體分選以及通過 sEV 分泌依賴類泛素化修飾(ISGylation),而放療應(yīng)激和 ArA 積累恰恰促進了 SRM 蛋白的 ISGylation 修飾,使其經(jīng)細(xì)胞外囊泡分泌導(dǎo)致下游骨骼肌的功能障礙。
在這些發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,研究團隊提出,一種臨床上用于降血壓的藥物氯沙坦(Losartan)處理腫瘤原發(fā)灶,與放療聯(lián)合應(yīng)用,能夠有效抑制 SRM 的 ISGylation 修飾,通過阻斷 SRM 分泌,顯著改善放療后骨骼肌的病理變化,為開發(fā)新型放射防護劑、緩解放療引發(fā)的毒副作用提供了重要的理論依據(jù)和潛在干預(yù)靶點。
該研究的核心發(fā)現(xiàn):
輻射通過誘導(dǎo)腫瘤分泌亞精胺合酶,引發(fā)肌肉無力;
循環(huán)的亞精胺合酶誘導(dǎo)骨骼肌中膠原纖維沉積;
放療引起的花生四烯酸積累誘導(dǎo)亞精胺合酶分泌;
氯沙坦通過阻斷亞精胺合酶的類泛素化修飾(ISGylation)來緩解肌肉無力。
放療刺激腫瘤分泌胞外囊泡,誘使骨骼肌無力(城門失火,殃及池魚)
總的來說,這些研究結(jié)果表明,花生四烯酸(ArA)在放療后協(xié)同促進循環(huán)系統(tǒng)中的亞精胺合酶(SRM)釋放,通過重塑多胺代謝加劇骨骼肌纖維化,這為放療引起的肌肉無力以及聯(lián)合氯沙坦治療提供了新思路。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell-metabolism/abstract/S1550-4131(25)00269-4
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