“烧不死的癌细胞”如何卷土重来?新研究揭开Gal-1助攻的秘密

肝癌,一种严重危害全球健康的恶性肿瘤。据世界卫生组织(WHO)统计,2022年全球新发肝癌病例达到86万例,死亡人数高达78万。在中国,肝癌始终位列癌症死因第二位,患者的五年生存率仅为14%。针对早期不可手术切除的肝癌患者,热消融治疗是临床常用手段,通过将肿瘤组织升温至60-100℃,直接“烧死”癌细胞。然而,即便在初期治疗效果良好的情况下,约40%的患者会经历术后复发,未被完全杀死的癌细胞仿佛披着“防火服”,在消融边缘的“亚致死高温区”卷土重来。
这种现象背后的机制一直是科学界的谜题。近日,发表在《Hepatology》的一项研究首次揭示,其中的“幕后推手”是一种名为Galectin-1(Gal-1)的蛋白。这一蛋白通过支持癌细胞的能量供应使其熬过消融产生的高温环境,该研究同时指出联合Gal-1抑制剂或许是破解肝癌复发困境的最佳策略。
Gal-1:癌细胞的“糖保镖”
热消融治疗为何难以彻底杀死癌细胞?
研究团队聚焦于热消融治疗后肝癌患者的“亚致死高温区”。重点分析了早期肝癌患者的58份穿刺标本,其中32例在热消融治疗后2年无进展(应答者),另有23例出现明显复发(非应答者)。通过蛋白质组学无偏分析发现,在非应答者样本中,Gal-1蛋白的表达显著高于应答者。免疫组化检测进一步证实,这种蛋白在复发患者的肿瘤组织中的阳性表达是健康肝组织的数倍,可见Gal-1或与肝癌复发密切相关。
解读Gal-1如何助力癌细胞“续命”
为了验证Gal-1的机制,研究团队对肝癌细胞(SNU449和SNU423)进行了一系列模拟实验。在将细胞置于47℃水浴中25分钟(模拟“亚致死高温”)后,结果显示:
高表达Gal-1的SNU449细胞死亡率显著低于Gal-1低表达的SNU423细胞。
Gal-1能通过调控“糖代谢供能链”,为细胞提供大量能量,使其具备更强的抗热性。
机制解析:Gal-1如何拆解“糖仓库”转化能量
研究发现,Gal-1通过以下机制帮助癌细胞在高温下维持生命:
糖代谢启动器:
Gal-1能够结合细胞膜上的GM1神经节苷脂,同时招募β-半乳糖苷酶(β-gal),将GM1水解为半乳糖。
转化能量加速器:
半乳糖经Leloir途径被转化为葡萄糖-6-磷酸,再进入糖酵解和三羧酸循环(TCA cycle),产生大量ATP(细胞能量)。利用U-¹³C₆标记半乳糖追踪发现,高表达Gal-1细胞中的糖酵解中间产物(如3-磷酸甘油酸)和TCA循环代谢物(如柠檬酸)显著更多。
分子调控桥梁:
Gal-1与P-糖蛋白(N端)形成复合物,并受到O-糖基化(O-GlcNAcylation)调控。令人意外的是,高温下降低了O-糖基化水平,却促进了复合物的生成,加速糖代谢链条。
这一能量供给机制正是癌细胞在热消融后“逆境生长”的关键。
联合Gal-1抑制剂:提高热消融疗效的新策略
既然Gal-1是癌细胞维持能量的核心开关,那么抑制Gal-1是否能阻断复发?研究团队进行了以下验证实验:
细胞实验:
在高温环境下,用Gal-1抑制剂OTX008(50μM)处理SNU449细胞,细胞死亡率从20%提升至60%,同时糖酵解活性(ECAR)和ATP生成均下降约50%。
动物实验:
对移植SNU449肿瘤的裸鼠,先注射OTX008(5mg/kg),再进行热消融,结果显示:
联合治疗组的肿瘤体积仅为单独热消融组的一半;
肿瘤内的半乳糖-1-磷酸和ATP水平大幅降低。
更值得注意的是,OTX008已在前期临床试验中展现出良好的安全性(如在晚期结直肠癌患者中的应用),为与热消融联合治疗铺平了转化研究的道路。
Gal-1抑制剂的多癌种潜力
研究还指出,Gal-1不仅在肝癌中充当“护癌使者”,其在胰腺癌、肺癌等多种癌症中的作用同样显著。例如,Gal-1可通过上调PD-1/PD-L1免疫通路导致免疫治疗耐药,而联合Gal-1抑制剂有望解锁免疫疗法的新潜力。因此,Gal-1甚至可能成为一类多癌种治疗的“通用靶点”。
总结:从物理压制到代谢断供,肝癌复发治疗迎来新突破
这项研究首次揭示了肝癌热消融后复发的核心机制——Gal-1通过调控糖代谢为癌细胞续命。未来,临床医生只需在热消融前增加一步“Gal-1抑制剂静滴”,或许就能显著降低肝癌复发率。这种从单纯“物理打击”到“代谢断供”的转变,正引领战胜肝癌的新方向。