肿瘤代谢重编程与中性粒细胞胞外诱捕

肿瘤代谢重编程与中性粒细胞胞外诱捕演讲人CONTENTS引言：肿瘤微环境中的“代谢-免疫”对话新视角肿瘤代谢重编程：肿瘤细胞的“生存智慧”与代谢特征中性粒细胞胞外诱捕：天然免疫的“双刃剑”与肿瘤微环境靶向“肿瘤代谢重编程与中性粒细胞胞外诱捕”的治疗策略总结与展望目录肿瘤代谢重编程与中性粒细胞胞外诱捕01引言：肿瘤微环境中的“代谢-免疫”对话新视角引言：肿瘤微环境中的“代谢-免疫”对话新视角肿瘤的发生发展是一个多因素、多阶段、多步骤的复杂过程，其中肿瘤微环境（TumorMicroenvironment,TME）的动态重塑扮演了核心角色。近年来，随着对肿瘤生物学研究的深入，“代谢重编程”（MetabolicReprogramming）与“中性粒细胞胞外诱捕”（NeutrophilExtracellularTraps,NETs）逐渐成为肿瘤研究领域的热点。前者揭示了肿瘤细胞通过改变代谢途径以适应快速增殖、侵袭及免疫逃逸的生存策略；后者则揭示了中性粒细胞作为一种天然免疫细胞，通过释放胞外诱捕网参与肿瘤进展、转移及治疗抵抗的新机制。然而，长期以来，肿瘤代谢研究与免疫研究常被割裂讨论——代谢研究聚焦于肿瘤细胞自身的代谢表型，而免疫研究则关注免疫细胞的功能状态。事实上，肿瘤微环境中代谢与免疫存在深刻的“对话”关系：肿瘤细胞的代谢产物可直接影响免疫细胞的活化、引言：肿瘤微环境中的“代谢-免疫”对话新视角极化及功能；反之，免疫细胞也可通过分泌细胞因子、代谢酶等调控肿瘤细胞的代谢网络。在此背景下，肿瘤代谢重编程与中性粒细胞胞外诱捕的相互作用机制逐渐成为连接“代谢异常”与“免疫紊乱”的关键桥梁，为理解肿瘤进展提供了全新的视角。作为肿瘤微环境中重要的免疫细胞组分，中性粒细胞在肿瘤患者外周血及肿瘤组织中常呈现数量增多、活化异常的现象，其释放的NETs通过物理屏障、细胞毒性、信号传导等多种方式参与肿瘤转移前微环境形成、血管生成及免疫抑制。而肿瘤代谢重编程所产生的大量乳酸、reactiveoxygenspecies(ROS)、脂质代谢产物等，不仅为肿瘤细胞自身提供能量和生物合成前体，更可作为“信号分子”直接或间接诱导中性粒细胞活化与NETs形成。这种“代谢诱导NETs，NETs反馈调控代谢”的双向交互，构成了肿瘤微环境中一个复杂的正反馈环路，进一步驱动肿瘤的恶性进展。引言：肿瘤微环境中的“代谢-免疫”对话新视角本文旨在系统阐述肿瘤代谢重编程的核心特征及其对中性粒细胞功能的影响，深入分析中性粒细胞胞外诱捕的形成机制及其在肿瘤微环境中的生物学功能，重点探讨两者之间的相互作用网络，并基于此展望潜在的临床干预策略，以期为肿瘤的代谢-免疫联合治疗提供新的理论依据。02肿瘤代谢重编程：肿瘤细胞的“生存智慧”与代谢特征肿瘤代谢重编程：肿瘤细胞的“生存智慧”与代谢特征代谢重编程是肿瘤细胞区别于正常细胞的标志性特征之一，由德国科学家OttoWarburg于20世纪20年代首次提出，即即使在氧气充足的条件下，肿瘤细胞仍倾向于通过糖酵解途径而非氧化磷酸化（OXPHOS）产生能量，这一现象被称为“Warburg效应”或有氧糖酵解。随着研究的深入，人们发现肿瘤代谢重编程远不止糖酵解增强，而是涉及葡萄糖、氨基酸、脂质、核苷酸等多种代谢途径的系统性重塑，其核心目的是满足肿瘤细胞在快速增殖过程中对能量、生物合成前体及还原力（NADPH）的demand。1葡萄糖代谢重编程：从“高效产能”到“生物合成引擎”葡萄糖是肿瘤细胞最主要的能量来源和代谢底物，其代谢重编程以Warburg效应为核心，但内涵更为丰富。具体表现为：1葡萄糖代谢重编程：从“高效产能”到“生物合成引擎”1.1糖酵解途径的过度激活肿瘤细胞通过上调葡萄糖转运蛋白（如GLUT1、GLUT3）的表达，增加葡萄糖摄取；同时，关键糖酵解酶（如己糖激酶HK2、磷酸果糖激酶PFK1、丙酮酸激酶M2亚型PKM2）的表达或活性显著增强，推动葡萄糖向丙酮酸转化。值得注意的是，PKM2作为糖酵解的“限速酶”之一，在肿瘤细胞中常以低活性的二聚体形式存在，导致丙酮酸大量积累，而非进入线粒体参与三羧酸循环（TCA循环），这一“分流”为生物合成提供了更多前体。1葡萄糖代谢重编程：从“高效产能”到“生物合成引擎”1.2乳酸的“双重身份”：代谢废物与信号分子糖酵解产生的丙酮酸在乳酸脱氢酶A（LDHA）的作用下转化为乳酸，并分泌至细胞外。传统观点认为乳酸是代谢废物，但近年研究发现，乳酸在肿瘤微环境中具有多重功能：一方面，乳酸可通过酸化微环境抑制T细胞、NK细胞等免疫细胞的活性，促进免疫逃逸；另一方面，乳酸可作为“代谢燃料”被肿瘤细胞或邻近基质细胞（如成纤维细胞）通过单羧酸转运体（MCTs）摄取，进入TCA循环氧化供能；此外，乳酸还可通过组蛋白乳酸化修饰调控基因表达，或作为信号分子激活HIF-1α、NF-κB等通路，进一步促进肿瘤进展。1葡萄糖代谢重编程：从“高效产能”到“生物合成引擎”1.3戊糖磷酸途径（PPP）的增强PPP是葡萄糖代谢的分支途径，其主要功能是产生核糖-5-磷酸（用于核酸合成）和NADPH（用于维持还原平衡）。肿瘤细胞中，葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶（6PGD）等关键酶表达上调，PPP活性增强，以满足快速增殖对核酸合成前体及抗氧化还原力的需求。例如，NADPH可通过还原型谷胱甘肽（GSH）系统清除细胞内过量ROS，保护肿瘤细胞免受氧化应激损伤。2氨基酸代谢重编程：满足蛋白质合成与氮需求氨基酸不仅是蛋白质合成的原料，更是信号传导和表观遗传调控的关键分子。肿瘤细胞通过多种方式调控氨基酸代谢：2氨基酸代谢重编程：满足蛋白质合成与氮需求2.1谷氨酰胺代谢的“addiction”谷氨酰胺是肿瘤细胞最丰富的游离氨基酸，被称为“肿瘤细胞的必需氨基酸”。肿瘤细胞高表达谷氨酰胺转运体ASCT2/SLC1A5，大量摄取谷氨酰胺，随后在谷氨酰胺酶（GLS）作用下转化为谷氨酸，再通过谷氨酸脱氢酶（GDH）或转氨酶作用进入TCA循环，生成α-酮戊二酸（α-KG），为TCA循环提供“碳骨架”；同时，谷氨酰胺衍生的谷胱甘肽（GSH）可维持细胞氧化还原平衡，其衍生的天冬氨酸可用于嘧啶核苷酸合成，支持核酸复制。2氨基酸代谢重编程：满足蛋白质合成与氮需求2.2精氨酸代谢的“免疫争夺”精氨酸是一氧化氮（NO）和聚胺合成的前体，对肿瘤细胞增殖和免疫细胞功能至关重要。肿瘤细胞高表达精氨酸酶1（ARG1），分解微环境中的精氨酸，一方面减少NO合成（NO具有抗肿瘤活性），另一方面抑制T细胞增殖（T细胞活化需要精氨酸），从而实现免疫逃逸。此外，肿瘤细胞还可通过上调精氨酸琥珀酸合成酶（ASS1）的表达，抵抗精氨酸酶介导的精氨酸耗竭，形成“代谢适应性”。2氨基酸代谢重编程：满足蛋白质合成与氮需求2.3丝氨酸/甘氨酸代谢的“一碳单位”贡献丝氨酸和甘氨酸是“一碳单位”代谢的重要供体，参与核苷酸、谷胱甘肽和磷脂的合成。肿瘤细胞中，磷酸甘油酸脱氢酶（PHGDH）催化3-磷酸甘油酸转化为3-磷酸羟基丙酮酸，是丝氨酸合成的限速步骤；丝氨酸羟甲基转移酶（SHMT）催化丝氨酸与甘氨酸相互转化，提供一碳单位用于叶酸循环，支持胸苷酸等核苷酸的合成。在缺氧或营养缺乏条件下，丝氨酸/甘氨酸代谢对维持肿瘤细胞基因组稳定性和增殖能力尤为重要。3脂质代谢重编程：构建生物膜与信号枢纽脂质不仅是细胞膜的主要成分，也是脂质信号分子（如前列腺素、鞘脂）的前体。肿瘤细胞通过调控脂质摄取、合成与分解，满足生物膜合成和信号传导需求：3脂质代谢重编程：构建生物膜与信号枢纽3.1脂肪酸合成的增强肿瘤细胞高表达脂肪酸合成酶（FASN）和乙酰辅酶A羧化酶（ACC），将乙酰辅酶A（主要来源于葡萄糖或谷氨酰胺代谢）转化为脂肪酸，用于合成磷脂、胆固醇酯等。FASN的活性受SREBP-1c（固醇调节元件结合蛋白-1c）调控，该蛋白可被胰岛素、PI3K/Akt通路激活，促进脂肪酸合成酶基因转录。在乳腺癌、前列腺癌等肿瘤中，FASN高表达与不良预后密切相关。3脂质代谢重编程：构建生物膜与信号枢纽3.2脂质氧化的“能量补充”在营养缺乏或缺氧条件下，肿瘤细胞可通过激活脂质氧化（FAO）获取能量。肉碱棕榈酰转移酶1A（CPT1A）是长链脂肪酸进入线粒体氧化的限速酶，其表达上调可促进脂肪酸β-氧化，产生乙酰辅酶A进入TCA循环，生成ATP。此外，FAO还可提供NADPH和还原型辅酶Q（CoQ），支持细胞抗氧化和电子传递链功能。3脂质代谢重编程：构建生物膜与信号枢纽3.3胆固醇代谢的“膜重塑”与信号调控胆固醇是细胞膜的重要组分，其代谢失衡可影响细胞膜的流动性、通透性及信号分子（如Hedgehog、Wnt）的定位。肿瘤细胞通过上调低密度脂蛋白受体（LDLR）摄取外源性胆固醇，或通过HMG-CoA还原酶（HMGCR）合成内源性胆固醇，维持膜结构的稳定性。同时，胆固醇代谢中间体（如27-羟基胆固醇）可作为配体激活肝X受体（LXR），调控胆固醇外排转运体ABCA1/ABCG1的表达，参与免疫微环境调控。2.4肿瘤代谢重编程的调控网络：多信号通路协同肿瘤代谢重编程并非孤立事件，而是由癌基因（如Ras、Myc、PI3K）、抑癌基因（如p53、LKB1）及缺氧诱导因子（HIF-1α）等多种信号通路协同调控的结果。例如：3脂质代谢重编程：构建生物膜与信号枢纽3.3胆固醇代谢的“膜重塑”与信号调控-PI3K/Akt/mTOR通路：作为经典的促生存信号通路，PI3K/Akt/mTOR可通过激活转录因子SREBP、HIF-1α等，上调GLUT1、HK2、LDHA、FASN等代谢酶的表达，促进糖酵解、氨基酸和脂质合成。-Myc通路：Myc可直接结合糖酵解、PPP、谷氨酰胺代谢等关键酶的启动子区域，增强其转录，同时促进线粒体生物合成，支持OXPHOS与糖酵解的“并行”活化。-HIF-1α通路：在缺氧条件下，HIF-1α稳定并转位至细胞核，上调GLUT1、LDHA、VEGF等基因表达，促进糖酵解和血管生成；同时，HIF-1α还可通过抑制线粒体氧化磷酸化（如抑制PDH活性），进一步强化Warburg效应。1233脂质代谢重编程：构建生物膜与信号枢纽3.3胆固醇代谢的“膜重塑”与信号调控-p53通路：作为抑癌基因，p53可通过激活TIGAR（TP53诱导的糖酵解和凋亡调节因子）抑制糖酵解，促进PPP分流，增加NADPH生成；同时，p53还可上调SCO2（细胞色素c氧化物组装蛋白）促进OXPHOS，抑制无氧糖酵解，维持代谢平衡。03中性粒细胞胞外诱捕：天然免疫的“双刃剑”与肿瘤微环境中性粒细胞胞外诱捕：天然免疫的“双刃剑”与肿瘤微环境中性粒细胞是人体内数量最多的白细胞，作为固有免疫系统的“第一道防线”，其在抗感染、抗炎及组织修复中发挥关键作用。传统观点认为，中性粒细胞主要通过吞噬作用、脱颗粒（释放髓过氧化物酶MPO、弹性蛋白酶NE等）及产生ROS等机制清除病原体。然而，2004年Brinkmann等首次发现，在中性粒细胞受到病原体或炎症刺激时，可形成以染色质为骨架、镶嵌多种颗粒蛋白（如MPO、NE、组蛋白、防御素等）的网状结构，即“中性粒细胞胞外诱捕网”（NeutrophilExtracellularTraps,NETs）。NETs的形成过程被称为“NETosis”，是一种不同于凋亡和坏死的程序性死亡形式。近年来，越来越多的研究表明，NETs不仅参与感染性疾病和自身免疫病的病理过程，更在肿瘤微环境中扮演“双刃剑”角色——既可通过捕获肿瘤细胞抑制转移，也可通过促进血管生成、免疫抑制及转移前微环境形成驱动肿瘤进展。1NETs的形成机制：从“活化”到“诱捕”的动态过程NETs的形成是一个高度调控的动态过程，根据刺激类型和分子机制的不同，主要分为两类：NADPH氧化酶依赖性NETosis和NADPH氧化酶非依赖性NETosis。1NETs的形成机制：从“活化”到“诱捕”的动态过程1.1NADPH氧化酶依赖性NETosis（经典途径）该途径是NETs形成的主要方式，由病原体相关分子模式（PAMPs，如细菌LPS、鞭毛蛋白）或损伤相关分子模式（DAMPs，如IL-8、TNF-α、HMGB1、免疫复合物等）激活。具体过程如下：（1）刺激感知与信号激活：中性粒细胞表面模式识别受体（如TLR4、TLR5、TLR9）识别PAMPs/DAMPs，通过MyD88依赖性通路激活下游信号分子（如PI3K、Raf、MEK/ERK），最终激活NADPH氧化酶复合物（NOX2）。（2）ROS爆发与染色质解聚：NOX2催化分子氧还原为超阴离子自由基（O₂⁻），随后在超氧化物歧化酶（SOD）作用下转化为过氧化氢（H₂O₂），髓过氧化物酶（MPO）进一步将H₂O₂转化为次氯酸（HOCl）。高浓度ROS可通过激活中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）和蛋白酶3（PR3），促进组蛋白H3（尤其是H3Cit，瓜氨酸化H3）的修饰，导致染色质解聚。1NETs的形成机制：从“活化”到“诱捕”的动态过程1.1NADPH氧化酶依赖性NETosis（经典途径）（3）核膜破裂与颗粒蛋白释放：染色质解聚后，核膜破裂，细胞核内容物（包括解聚的染色质）与胞质内的嗜天青颗粒（富含NE、PR3、MPO等）和特异性颗粒（富含乳铁蛋白、胶原酶等）混合，最终通过细胞膜“出芽”释放至胞外，形成NETs。3.1.2NADPH氧化酶非依赖性NETosis（替代途径）在某些刺激条件下（如IL-8、GM-CSF、钙离子载体A23187等），中性粒细胞可通过NADPH氧化酶非依赖性途径形成NETs，其特征为：（1）钙离子内流与PKC激活：刺激因子诱导细胞外钙离子内流，激活蛋白激酶C（PKC）和钙调磷酸酶（Calcineurin），后者去磷酸化并激活转录因子NFAT，促进相关基因表达。1NETs的形成机制：从“活化”到“诱捕”的动态过程1.1NADPH氧化酶依赖性NETosis（经典途径）（2）线粒体ROS（mtROS）产生：钙离子过载可导致线粒体膜电位下降，促进mtROS产生，mtROS可直接激活NE和PAD4（肽酰精氨酸脱亚胺酶4），后者催化组蛋白H3、H4的精氨酸残基瓜氨酸化，导致染色质去致密化。（3）自噬与NETs形成：部分研究表明，自噬过程参与非依赖性NETosis，通过降解自噬抑制剂（如p62）促进染色质释放。1NETs的形成机制：从“活化”到“诱捕”的动态过程1.3NETs的组成与结构特征成熟的NETs以解聚的染色质（DNA+组蛋白）为骨架，镶嵌多种颗粒蛋白（如NE、MPO、PR3、乳铁蛋白、防御素等）及胞质蛋白（如组蛋白H1、高迁移率族蛋白HMGB1）。其中，组蛋白H3Cit是NETs形成的标志物之一，NE和MPO则可作为NETs的检测标志物。NETs的结构可分为“核心区”（致密染色质与颗粒蛋白）和“外周区”（松散的DNA纤维与蛋白），其三维结构可捕获循环中的肿瘤细胞、病原体或血小板，发挥局部“陷阱”作用。2NETs在生理与病理中的双重功能2.1生理功能：抗感染与免疫防御NETs的核心生理功能是捕获并清除病原体。其作用机制包括：-物理捕获：带负电荷的DNA纤维可通过静电作用捕获带正电荷的病原体（如细菌、真菌），限制其扩散。-直接杀伤：镶嵌在NETs中的MPO、NE、防御素等可直接破坏病原体细胞壁/膜，或抑制其蛋白质合成。-免疫激活：NETs释放的HMGB1、DNA等可作为DAMPs，激活树突状细胞（DCs）和巨噬细胞，促进促炎细胞因子（如IL-1β、IL-6、TNF-α）释放，增强适应性免疫应答。3.2.2病理功能：在肿瘤微环境中的“促瘤”与“抑瘤”双重角色在肿瘤微环境中，NETs的功能具有高度异质性，其作用取决于肿瘤类型、分期、微环境状态及NETs的形成程度，总体而言，以“促瘤”作用为主：2NETs在生理与病理中的双重功能促肿瘤转移NETs是肿瘤转移的关键“帮凶”，其通过多种机制促进肿瘤细胞侵袭和转移：-捕获循环肿瘤细胞（CTCs）：NETs的DNA纤维可捕获进入外周血的CTCs，形成“转移前微环境”，保护CTCs免受血流剪切力和免疫细胞的清除，促进其在远端器官（如肺、肝、脑）的定植。例如，在胰腺癌模型中，NETs可捕获CTCs，形成“癌栓”，增加肝转移风险。-降解细胞外基质（ECM）：NETs中的NE和MPO可降解ECM中的胶原蛋白、纤维连接蛋白等，破坏基底膜完整性，为肿瘤细胞侵袭提供“通道”。同时，NE可激活基质金属蛋白酶（MMPs），进一步促进ECM降解。-诱导上皮-间质转化（EMT）：NETs释放的HMGB1、IL-8等可激活肿瘤细胞表面的TLR4/MyD88通路，上调Snail、Twist等EMT转录因子，促进肿瘤细胞从上皮表型向间质表型转化，增强侵袭能力。2NETs在生理与病理中的双重功能促进血管生成肿瘤生长和转移依赖新生血管的形成，NETs可通过以下机制促进血管生成：-释放促血管生成因子：NETs中的VEGF、bFGF（碱性成纤维细胞生长因子）可直接激活内皮细胞，促进其增殖、迁移和管腔形成。-激活内皮细胞：NETs的DNA和组蛋白可激活内皮细胞中的TLR9，诱导IL-8、MCP-1等趋化因子释放，招募单核细胞和成纤维细胞，参与血管周细胞募集和血管成熟。-形成“血管支架”：NETs的纤维结构可作为内皮细胞黏附和生长的“支架”，促进血管网络的形成。2NETs在生理与病理中的双重功能抑制抗肿瘤免疫NETs可通过多种机制抑制T细胞、NK细胞等免疫细胞的功能，促进免疫逃逸：01-消耗精氨酸：NETs中的精氨酸酶1（ARG1）可分解微环境中的精氨酸，导致T细胞内精氨酸耗竭，抑制其增殖和IFN-γ产生，诱导T细胞“耗竭”。02-诱导Treg细胞分化：NETs释放的TGF-β、IL-10等可促进调节性T细胞（Treg）分化，抑制效应T细胞功能。03-直接杀伤免疫细胞：NETs中的NE和MPO可直接损伤T细胞和NK细胞的细胞膜，或诱导其凋亡。042NETs在生理与病理中的双重功能抵抗化疗NETs可形成物理屏障，包裹肿瘤细胞，减少化疗药物与肿瘤细胞的接触；同时，NETs中的NE可灭活化疗药物（如阿霉素、奥沙利铂），降低其疗效。例如，在乳腺癌模型中，NETs的形成与紫杉醇耐药密切相关。2NETs在生理与病理中的双重功能抑肿瘤作用的“例外”尽管NETs的促瘤作用占主导，但在某些情况下，NETs也可发挥抑肿瘤功能。例如，在早期肿瘤或某些免疫原性强的肿瘤中，NETs可通过捕获肿瘤细胞、激活DCs和NK细胞，促进抗肿瘤免疫应答。此外，NETs释放的DNA可激活cGAS-STING通路，诱导I型干扰素产生，抑制肿瘤生长。四、肿瘤代谢重编程与中性粒细胞胞外诱捕的相互作用：从“代谢诱导”到“免疫反馈”肿瘤代谢重编程与中性粒细胞胞外诱捕并非孤立存在，而是通过复杂的双向调控网络相互影响，形成“代谢-免疫”正反馈环路，共同驱动肿瘤的恶性进展。这一相互作用主要体现在两个方面：一是肿瘤代谢重编程通过产生特定代谢产物或调控信号通路，诱导中性粒细胞活化与NETs形成；二是NETs释放的颗粒蛋白和细胞因子反过来调控肿瘤细胞的代谢途径，进一步促进其恶性表型。1肿瘤代谢重编程诱导NETs形成的机制肿瘤细胞通过代谢重编程产生的大量乳酸、ROS、脂质代谢产物及腺苷等，可直接作用于中性粒细胞，激活NETosis；同时，代谢相关的信号通路（如HIF-1α、mTOR）也可通过调控中性粒细胞的基因表达，促进NETs形成。1肿瘤代谢重编程诱导NETs形成的机制1.1乳酸：酸性微环境的“NETs诱导剂”乳酸是肿瘤糖酵解代谢的主要产物，其在肿瘤微环境中的浓度可高达10-40mM（远高于正常组织的1-2mM），导致局部pH值下降（6.5-7.0）。乳酸可通过多种机制诱导NETs形成：12-酸化微环境促进NE释放：酸性环境（pH<7.0）可激活中性粒细胞表面的酸敏感离子通道（ASICs），导致钙离子内流，激活NE和PAD4，促进组蛋白H3瓜氨酸化和染色质解聚。3-直接激活中性粒细胞：乳酸可通过单羧酸转运体MCT1/2进入中性粒细胞，胞内乳酸积累可激活NLRP3炎症小体，促进caspase-1活化，导致IL-1β和IL-18成熟，后者可进一步激活中性粒细胞，诱导NETosis。1肿瘤代谢重编程诱导NETs形成的机制1.1乳酸：酸性微环境的“NETs诱导剂”-调控HIF-1α通路：乳酸可抑制脯氨酰羟化酶（PHD）活性，稳定HIF-1α，HIF-1α可上调中性粒细胞中NETs相关基因（如PAD4、MPO）的表达，促进NETs形成。临床研究显示，晚期肿瘤患者外周血乳酸水平与NETs标志物（如MPO-DNA复合物、NE-DNA复合物）呈正相关，且高乳酸水平患者转移风险显著增加，提示乳酸在“代谢诱导NETs”中的重要作用。1肿瘤代谢重编程诱导NETs形成的机制1.2ROS：氧化应激的“NETs触发器”ROS是肿瘤代谢重编程的重要副产物，主要来源于线粒体电子传递链（ETC）泄漏、NADPH氧化酶（NOX）及一氧化氮合酶（NOS）的激活。肿瘤细胞产生的ROS可扩散至中性粒细胞，通过以下机制诱导NETs形成：-氧化修饰细胞蛋白：高浓度ROS可氧化中性粒细胞中的组蛋白、肌动蛋白等结构蛋白，改变其构象和功能，促进染色质解聚和细胞骨架重组，为NETs释放提供结构基础。-直接激活NADPH氧化酶：ROS可作为第二信使，激活中性粒细胞中的Rac1-GTPase，促进NOX2组装和活化，导致ROS爆发级联反应，进一步激活NE和PAD4，促进NETosis。-激活MAPK通路：ROS可激活p38MAPK和ERK通路，促进中性粒细胞中炎症因子（如IL-8、TNF-α）的表达，形成“ROS-炎症-NETs”正反馈环路。1肿瘤代谢重编程诱导NETs形成的机制1.2ROS：氧化应激的“NETs触发器”值得注意的是，肿瘤细胞与中性粒细胞之间存在“ROS交叉对话”：肿瘤细胞产生的ROS可诱导中性粒细胞NETs形成，而NETs中的MPO和NE又可进一步产生ROS，加剧氧化应激，形成恶性循环。1肿瘤代谢重编程诱导NETs形成的机制1.3脂质代谢产物：膜重塑与信号传导的“调节器”肿瘤脂质代谢重编程产生的前列腺素E2（PGE2）、溶血磷脂酸（LPA）等脂质介质，可作用于中性粒细胞表面的G蛋白偶联受体（GPCRs），激活下游信号通路，促进NETs形成：-PGE2：由肿瘤细胞中的环氧合酶-2（COX-2）催化花生四烯酸生成，可通过EP2/EP4受体激活中性粒细胞中的cAMP/PKA通路，上调MMP-9表达，降解ECM，为NETs释放提供空间；同时，PGE2可促进中性粒细胞与肿瘤细胞的黏附，增强“代谢诱导NETs”的局部效应。-LPA：由自分泌运动因子（AMF）或血小板激活生成，可通过LPA1受体激活中性粒细胞中的RhoA/ROCK通路，促进肌动蛋白聚合和细胞骨架重组，诱导NETosis。1肿瘤代谢重编程诱导NETs形成的机制1.3脂质代谢产物：膜重塑与信号传导的“调节器”在前列腺癌模型中，肿瘤细胞高表达COX-2，产生大量PGE2，通过EP4受体诱导中性粒细胞NETs形成，促进骨转移；而COX-2抑制剂（如塞来昔布）可显著降低NETs水平，抑制转移。1肿瘤代谢重编程诱导NETs形成的机制1.4腺苷：免疫抑制的“NETs促进剂”腺苷是ATP代谢的终产物，在肿瘤微环境中浓度升高（可达μM级别），主要由肿瘤细胞或基质细胞表面的CD39/CD73催化生成。腺苷可通过A2A受体（A2AR）抑制中性粒细胞的吞噬和趋化功能，但高浓度腺苷反而可诱导NETs形成，其机制与：-激活cAMP/PKA通路：A2AR激活后升高胞内cAMP水平，激活PKA，促进PAD4磷酸化和活化，催化组蛋白H3瓜氨酸化。-抑制腺苷A2B受体：低浓度腺苷通过A2AR抑制NETs形成，而高浓度腺苷则可通过A2B受体激活NLRP3炎症小体，促进NETosis，提示腺苷对NETs的调控具有“浓度依赖性双相效应”。2中性粒细胞胞外诱捕对肿瘤代谢重编程的反馈调控NETs形成后，其释放的颗粒蛋白（如NE、MPO）、组蛋白及HMGB1等可通过直接作用于肿瘤细胞或调控微环境中的信号通路，反向影响肿瘤细胞的代谢重编程，进一步促进其恶性表型。2中性粒细胞胞外诱捕对肿瘤代谢重编程的反馈调控2.1NE和MPO：直接修饰代谢酶与信号分子中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）和髓过氧化物酶（MPO）是NETs中最主要的颗粒蛋白，可通过蛋白水解或氧化修饰作用，调控肿瘤细胞代谢相关酶和信号分子的活性：-NE降解代谢调控蛋白：NE可切割肿瘤细胞中的AMPKα（腺苷酸活化蛋白激酶α），抑制其活性，解除AMPK对mTOR通路的抑制，促进糖酵解和脂质合成；同时，NE可降解p53，削弱其抑制糖酵解和促进OXPHOS的功能，进一步强化Warburg效应。-MPO氧化修饰代谢酶：MPO产生的HOCl可氧化修饰糖酵解关键酶（如HK2、PKM2）和TCA循环酶（如IDH2），改变其构象和活性。例如，HOCl氧化PKM2可将其从四聚体（高活性）转变为二聚体（低活性），促进糖酵解中间产物积累，为生物合成提供前体。2中性粒细胞胞外诱捕对肿瘤代谢重编程的反馈调控2.1NE和MPO：直接修饰代谢酶与信号分子在胰腺癌模型中，NETs来源的NE可切割肿瘤细胞表面的EGFR，激活下游PI3K/Akt通路，上调GLUT1和HK2表达，增强葡萄糖摄取和糖酵解；而NE抑制剂（如sivelestat）可显著抑制肿瘤生长和转移。2中性粒细胞胞外诱捕对肿瘤代谢重编程的反馈调控2.2组蛋白与HMGB1：激活代谢相关信号通路NETs释放的组蛋白（尤其是H3Cit）和高迁移率族蛋白B1（HMGB1）可作为DAMPs，激活肿瘤细胞表面的模式识别受体（如TLR4、TLR9），调控代谢相关信号通路：-HMGB1-TLR4-MyD88通路：HMGB1与肿瘤细胞TLR4结合后，通过MyD88激活PI3K/Akt/mTOR通路，上调SREBP-1c和FASN表达，促进脂肪酸合成；同时，Akt可激活HIF-1α，上调GLUT1和LDHA表达，增强糖酵解。-组蛋白H3Cit-TLR9通路：组蛋白H3Cit可激活肿瘤细胞内TLR9，通过MyD88-NF-κB通路上调GLUT1、HK2和MCT4表达，促进葡萄糖摄取和乳酸分泌，形成“组蛋白-TLR9-代谢重编程”正反馈环路。2中性粒细胞胞外诱捕对肿瘤代谢重编程的反馈调控2.2组蛋白与HMGB1：激活代谢相关信号通路在肺癌模型中，NETs来源的HMGB1可促进肿瘤细胞GLUT1表达和葡萄糖摄取，增加乳酸产生；而HMGB1抑制剂（如抗HMGB1抗体）或TLR4抑制剂（如TAK-242）可逆转这一效应，抑制肿瘤进展。4.2.3NETs形成过程中的代谢重编程：中性粒细胞的“代谢适应”值得注意的是，中性粒细胞在形成NETs过程中自身也发生代谢重编程，以支持NETosis的能量和生物合成需求：-糖酵解增强：NETosis早期，中性粒细胞通过上调GLUT1和HK2表达，增强糖酵解，快速产生ATP和NADPH，满足染色质解聚和颗粒蛋白释放的能量需求；-PPP激活：PPP活性增强，产生NADPH和核糖-5-磷酸，前者用于维持MPO和NOX2的氧化还原平衡，后者用于DNA合成（支持染色质释放）；2中性粒细胞胞外诱捕对肿瘤代谢重编程的反馈调控2.2组蛋白与HMGB1：激活代谢相关信号通路-谷氨酰胺代谢依赖：NETosis过程中，中性粒细胞对谷氨酰胺的摄取和代谢增加，谷氨酰胺衍生的α-KG进入TCA循环，为OXPHOS提供底物，支持ATP持续产生。这种“中性粒细胞代谢适应”与肿瘤细胞代谢重编程相互促进，形成“肿瘤细胞-中性粒细胞”代谢共生网络，进一步驱动肿瘤进展。3“代谢-NETs”轴在肿瘤转移中的核心作用1肿瘤转移是导致患者死亡的主要原因，而“肿瘤代谢重编程-NETs形成”轴在转移的多个环节中发挥关键作用：2-原发部位：肿瘤细胞通过糖酵解产生大量乳酸，诱导中性粒细胞NETs形成，NETs中的NE降解ECM，促进肿瘤细胞侵袭；3-循环系统：NETs捕获CTCs，形成“癌栓”，保护CTCs免受免疫细胞清除；同时，NETs释放的IL-8等趋化因子招募更多中性粒细胞，形成“转移前微环境”；4-远端器官：NETs在远端器官（如肺）形成“转移巢”，通过释放VEGF促进血管生成，为CTCs定植提供营养支持；同时，NETs抑制T细胞功能，逃避免疫监视。3“代谢-NETs”轴在肿瘤转移中的核心作用临床研究显示，多种肿瘤（如胰腺癌、乳腺癌、肺癌）患者外周血和肿瘤组织中NETs标志物水平升高，且与转移负荷和不良预后相关；而靶向代谢产物（如乳酸）或NETs形成（如PAD4抑制剂、DNaseI）可显著抑制转移，提示“代谢-NETs”轴是肿瘤治疗的重要靶点。04靶向“肿瘤代谢重编程与中性粒细胞胞外诱捕”的治疗策略靶向“肿瘤代谢重编程与中性粒细胞胞外诱捕”的治疗策略基于肿瘤代谢重编程与中性粒细胞胞外诱捕的相互作用网络，开发“代谢-免疫”联合治疗策略已成为肿瘤治疗的新方向。目前，针对该轴的干预策略主要包括：靶向代谢产物、抑制NETs形成、阻断代谢-NETs信号传导等。1靶向肿瘤代谢重编程的药物1.1糖酵解抑制剂-2-脱氧-D-葡萄糖（2-DG）：竞争性抑制己糖激酶（HK），阻断糖酵解第一步，已在临床试验中与化疗联合使用，可降低肿瘤乳酸水平，抑制NETs形成；01-LDHA抑制剂（如GSK2837808A）：抑制LDHA活性，减少乳酸生成，逆转酸性微环境，降低NETs诱导能力；02-MCT抑制剂（如AZD3965）：抑制MCT1，阻断乳酸外排，增加肿瘤细胞内乳酸积累，抑制肿瘤生长和NETs形成。031靶向肿瘤代谢重编程的药物1.2谷氨酰胺代谢抑制剂-CB-839（Telaglenastat）：谷氨酰胺酶（GLS）抑制剂，阻断谷氨酰胺代谢，已在临床试验中显示与PD-1抑制剂联合应用的抗肿瘤活性，可减少中性粒细胞浸润和NETs形成。1靶向肿瘤代谢重编程的药物1.3脂质合成抑制剂-FASN抑制剂（如TVB-2640）：抑制脂肪酸合成酶，减少脂质合成，已在临床试验中用于治疗乳腺癌和前列腺癌，可降低肿瘤微环境中PGE2水平，抑制NETs形成。2抑制中性粒细胞胞外诱捕的策略2.1靶向NETs形成的关键酶-PAD4抑