肝癌微環(huán)境代謝特征研究演講人目錄肝癌微環(huán)境代謝特征研究01基質(zhì)細(xì)胞的代謝支持作用：為腫瘤進(jìn)展“保駕護(hù)航”04肝癌細(xì)胞的代謝重編程：核心驅(qū)動與惡性表型塑造03引言：肝癌微環(huán)境代謝研究的臨床意義與科學(xué)內(nèi)涵02總結(jié)與展望：肝癌微環(huán)境代謝研究的系統(tǒng)性與未來方向0501肝癌微環(huán)境代謝特征研究02引言：肝癌微環(huán)境代謝研究的臨床意義與科學(xué)內(nèi)涵引言：肝癌微環(huán)境代謝研究的臨床意義與科學(xué)內(nèi)涵作為一名長期致力于肝癌基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化研究的臨床科研工作者，我在日常工作中深刻體會到：肝癌的發(fā)生發(fā)展絕非腫瘤細(xì)胞的“獨(dú)角戲”，而是腫瘤細(xì)胞與微環(huán)境多種細(xì)胞成分、生物分子及代謝產(chǎn)物相互作用的結(jié)果。尤其值得注意的是，代謝重編程作為腫瘤細(xì)胞的“核心特征”之一，不僅在腫瘤細(xì)胞自身生存中扮演關(guān)鍵角色，更通過重塑整個微環(huán)境的代謝網(wǎng)絡(luò)，影響免疫細(xì)胞功能、基質(zhì)細(xì)胞活化及血管生成，最終決定腫瘤的進(jìn)展、轉(zhuǎn)移與治療反應(yīng)。肝癌微環(huán)境（hepatocellularcarcinomamicroenvironment,HCCME）是一個由腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞（如T淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、髓系來源抑制細(xì)胞等）、基質(zhì)細(xì)胞（如癌相關(guān)成纖維細(xì)胞、肝臟星狀細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等）、細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）及代謝小分子（如乳酸、酮體、氨基酸、脂質(zhì)等）構(gòu)成的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。引言：肝癌微環(huán)境代謝研究的臨床意義與科學(xué)內(nèi)涵其中，代謝特征的異常改變是連接“遺傳變異”與“表型惡性”的橋梁——例如，腫瘤細(xì)胞通過增強(qiáng)糖酵解獲取快速增殖所需的能量和中間產(chǎn)物，同時產(chǎn)生大量乳酸，不僅酸化微環(huán)境抑制免疫細(xì)胞活性，還可作為信號分子促進(jìn)血管生成；基質(zhì)細(xì)胞則通過代謝旁路（如“反向Warburg效應(yīng)”）為腫瘤細(xì)胞提供能量底物；免疫細(xì)胞的代謝狀態(tài)直接決定其是發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)還是免疫抑制功能。近年來，隨著代謝組學(xué)、單細(xì)胞測序及空間代謝成像等技術(shù)的進(jìn)步，我們對肝癌微環(huán)境代謝特征的認(rèn)識已從“腫瘤細(xì)胞中心論”轉(zhuǎn)向“多細(xì)胞交互網(wǎng)絡(luò)論”。然而，由于肝癌的高度異質(zhì)性（不同分子分型、不同進(jìn)展階段、不同解剖位置的腫瘤代謝特征差異顯著）及微環(huán)境的動態(tài)可塑性（治療壓力、免疫編輯等可重塑代謝網(wǎng)絡(luò)），當(dāng)前對肝癌微環(huán)境代謝的調(diào)控機(jī)制仍存在諸多未解之謎。因此，系統(tǒng)梳理肝癌微環(huán)境代謝特征的核心規(guī)律、解析其與腫瘤惡性表型的因果關(guān)系、探索基于代謝干預(yù)的治療策略，不僅是推動肝癌基礎(chǔ)理論深化的關(guān)鍵，更是破解肝癌臨床困境（如耐藥、復(fù)發(fā)、免疫治療響應(yīng)率低）的重要突破口。引言：肝癌微環(huán)境代謝研究的臨床意義與科學(xué)內(nèi)涵本文將從肝癌細(xì)胞的代謝重編程、免疫細(xì)胞的代謝重塑、基質(zhì)細(xì)胞的代謝支持作用、代謝物網(wǎng)絡(luò)與信號通路的交互四個維度，全面闡述肝癌微環(huán)境的代謝特征，并探討其在診療中的應(yīng)用前景，以期為同行提供參考，共同推動肝癌代謝研究的臨床轉(zhuǎn)化。03肝癌細(xì)胞的代謝重編程：核心驅(qū)動與惡性表型塑造肝癌細(xì)胞的代謝重編程：核心驅(qū)動與惡性表型塑造腫瘤細(xì)胞的代謝重編程是肝癌微環(huán)境代謝異常的“始作俑者”。與正常肝細(xì)胞以氧化磷酸化（OXPHOS）為主要產(chǎn)能方式不同，肝癌細(xì)胞即使在氧氣充足的條件下，也會優(yōu)先選擇糖酵解獲取能量（Warburg效應(yīng)），并通過增強(qiáng)脂質(zhì)合成、氨基酸代謝及核苷酸合成，滿足快速增殖的需求。這種“以消耗生物大分子為代價”的代謝模式，不僅為腫瘤細(xì)胞提供物質(zhì)基礎(chǔ)，更通過代謝中間產(chǎn)物調(diào)控表觀遺傳、信號通路及細(xì)胞命運(yùn)，最終驅(qū)動肝癌的惡性進(jìn)展。1糖代謝異常：從“高效產(chǎn)能”到“信號樞紐”糖代謝是肝癌細(xì)胞最顯著的異常改變之一。正常肝細(xì)胞在fed狀態(tài)下通過糖酵解產(chǎn)生丙酮酸，后者在線粒體中經(jīng)三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）徹底氧化生成ATP；而在fasting狀態(tài)下，肝細(xì)胞主要通過糖異生維持血糖穩(wěn)定。但肝癌細(xì)胞卻打破了這種“狀態(tài)依賴”的代謝平衡，表現(xiàn)為：1糖代謝異常：從“高效產(chǎn)能”到“信號樞紐”1.1糖酵解通路的持續(xù)激活肝癌細(xì)胞通過上調(diào)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體（如GLUT1、GLUT3）增加葡萄糖攝取，同時激活關(guān)鍵糖酵解酶：己糖激酶2（HK2）催化葡萄糖-6-磷酸生成，避免葡萄糖外流；磷酸果糖激酶-1（PFK1）作為限速酶，其活性受果糖-2,6-二磷酸（F2,6BP）正向調(diào)控；丙酮酸激酶M2（PKM2）則通過二聚體（低活性）形式積累糖酵解中間產(chǎn)物，為生物合成提供原料。我們在臨床樣本檢測中發(fā)現(xiàn)，肝癌組織中HK2和PKM2的表達(dá)水平顯著癌旁組織，且與腫瘤大小、血管浸潤及患者預(yù)后不良正相關(guān)。1糖代謝異常：從“高效產(chǎn)能”到“信號樞紐”1.2丙酮酸代謝的“分流”與乳酸的大量產(chǎn)生糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸本應(yīng)進(jìn)入線粒體經(jīng)丙酮酸脫氫酶復(fù)合物（PDH）轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A進(jìn)入TCA循環(huán)，但肝癌細(xì)胞通過上調(diào)丙酮酸脫氫酶激酶（PDKs，尤其是PDK1和PDK3）抑制PDH活性，迫使丙酮酸在乳酸脫氫酶A（LDHA）催化下轉(zhuǎn)化為乳酸。這一過程不僅避免丙酮酸過度積累對細(xì)胞的毒性，更重要的是，乳酸可通過單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（MCTs，主要是MCT1和MCT4）被運(yùn)輸至細(xì)胞外，酸化微環(huán)境（局部pH可低至6.5），抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞的活性，同時誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型極化，促進(jìn)免疫逃逸。1糖代謝異常：從“高效產(chǎn)能”到“信號樞紐”1.3糖酵解中間產(chǎn)物的“支路”利用糖酵解過程中產(chǎn)生的葡萄糖-6-磷酸（G6P）、3-磷酸甘油醛（G3P）、磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）等中間產(chǎn)物，被分流至戊糖磷酸途徑（PPP）、絲氨酸/甘氨酸代謝及磷酸戊糖途徑，為核酸合成提供NADPH和核糖。例如，PPP中的葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD）催化G6P生成6-磷酸葡萄糖酸（6PG），同時產(chǎn)生NADPH，用于清除活性氧（ROS）及維持脂質(zhì)合成所需的還原能力。我們在體外實驗中觀察到，敲低肝癌細(xì)胞中的G6PD后，細(xì)胞增殖能力顯著下降，且對氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的凋亡更敏感，提示PPP在肝癌抗氧化中的關(guān)鍵作用。2脂質(zhì)代謝異常：“合成增強(qiáng)”與“分解抑制”的雙重失衡脂質(zhì)是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、信號分子及能量儲存的重要組分。正常肝細(xì)胞可根據(jù)營養(yǎng)狀態(tài)調(diào)節(jié)脂質(zhì)合成與分解：fed狀態(tài)下通過激活SREBP-1c（固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c）促進(jìn)脂肪酸合成；fasting狀態(tài)下通過激活PPARα（過氧化物酶體增殖物激活受體α）促進(jìn)脂肪酸氧化（FAO）。但肝癌細(xì)胞表現(xiàn)為“合成增強(qiáng)、分解抑制”的異常模式，為膜系統(tǒng)構(gòu)建及信號轉(zhuǎn)供提供原料。2脂質(zhì)代謝異常：“合成增強(qiáng)”與“分解抑制”的雙重失衡2.1脂肪酸合成的激活肝癌細(xì)胞通過上調(diào)SREBP-1c的成熟與核轉(zhuǎn)位，激活脂肪酸合酶（FASN）、乙酰輔酶A羧化酶（ACC）等關(guān)鍵合成酶。FASN催化丙二酰輔酶A和乙酰輔酶A合成棕櫚酸，是脂肪酸合成的限速酶。臨床研究顯示，肝癌組織中FASN高表達(dá)患者的中位生存期顯著低于低表達(dá)患者，且與腫瘤轉(zhuǎn)移風(fēng)險正相關(guān)。值得注意的是，SREBP-1c的激活不僅受胰島素/PI3K/AKT通路的調(diào)控，還可通過缺氧誘導(dǎo)因子1α（HIF-1α）在低氧條件下進(jìn)一步增強(qiáng)，形成“低氧-代謝-惡性表型”的正反饋環(huán)路。2脂質(zhì)代謝異常：“合成增強(qiáng)”與“分解抑制”的雙重失衡2.2脂質(zhì)分解的抑制與合成增強(qiáng)相對，肝癌細(xì)胞中脂肪酸氧化（FAO）受到抑制。正常肝細(xì)胞中，F(xiàn)AO由PPARα調(diào)控，通過激活肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1A（CPT1A）將脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體進(jìn)行β氧化。但肝癌細(xì)胞中，PPARα表達(dá)下調(diào)，CPT1A活性受抑制，導(dǎo)致脂肪酸無法進(jìn)入線粒體分解，反而以脂滴形式儲存。我們在肝癌單細(xì)胞測序數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，腫瘤干細(xì)胞亞群中脂滴含量顯著高于非干細(xì)胞亞群，且脂滴相關(guān)蛋白（如Perilipin2）高表達(dá)與腫瘤復(fù)發(fā)風(fēng)險正相關(guān)，提示脂滴可能通過維持干細(xì)胞干性促進(jìn)肝癌進(jìn)展。2脂質(zhì)代謝異常：“合成增強(qiáng)”與“分解抑制”的雙重失衡2.3膽固醇代謝的異常膽固醇不僅是細(xì)胞膜的重要組成部分，還可作為合成類固醇激素和膽汁酸的原料。肝癌細(xì)胞通過上調(diào)低密度脂蛋白受體（LDLR）增加膽固醇攝取，同時激活SREBP-2促進(jìn)膽固醇合成。過量的膽固醇酯化后儲存于脂滴，或通過氧化修飾（如27-羥基膽固醇）促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖與遷移。臨床前研究表明，抑制膽固醇酯化酶（ACAT）可顯著抑制肝癌生長，為膽固醇代謝干預(yù)提供了潛在靶點。3氨基酸代謝異常：“依賴與剝奪”的精準(zhǔn)調(diào)控氨基酸是蛋白質(zhì)合成的基石，同時也是能量代謝及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要參與者。肝癌細(xì)胞對特定氨基酸（如谷氨酰胺、支鏈氨基酸、精氨酸）表現(xiàn)出“高度依賴”，同時通過代謝剝奪抑制免疫細(xì)胞功能，形成“營養(yǎng)優(yōu)勢”。3氨基酸代謝異常：“依賴與剝奪”的精準(zhǔn)調(diào)控3.1谷氨酰胺代謝的“addiction”谷氨酰胺是肝癌細(xì)胞最依賴的氨基酸之一，不僅作為氮供體參與核苷酸和氨基酸合成，還可通過谷氨酰胺酶（GLS）催化生成谷氨酸，進(jìn)入TCA循環(huán)生成α-酮戊二酸（α-KG），維持線粒體功能。我們在研究中發(fā)現(xiàn)，肝癌組織中GLS表達(dá)顯著升高，且與患者不良預(yù)后相關(guān)；敲低GLS后，肝癌細(xì)胞在谷氨酰胺缺乏環(huán)境下增殖停滯，提示GLS可作為潛在治療靶點。值得注意的是，谷氨酰胺代謝不僅為腫瘤細(xì)胞供能，還可通過產(chǎn)生谷胱甘肽（GSH）清除ROS，保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受氧化損傷。3氨基酸代謝異常：“依賴與剝奪”的精準(zhǔn)調(diào)控3.2支鏈氨基酸（BCAAs）的代謝重編程亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸等支鏈氨基酸（BCAAs）在肝癌中表現(xiàn)為“攝取增加、分解加速”。肝癌細(xì)胞通過上調(diào)BCAA轉(zhuǎn)運(yùn)體（如LAT1）增加BCAA攝取，同時激活支鏈氨基酸轉(zhuǎn)氨酶（BCAT1）和支鏈α-酮酸脫氫酶復(fù)合物（BCKDC），將BCAAs轉(zhuǎn)化為α-酮酸進(jìn)入TCA循環(huán)。臨床代謝組學(xué)數(shù)據(jù)顯示，肝癌患者血清中BCAAs水平顯著升高，且與腫瘤負(fù)荷正相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，BCAA代謝產(chǎn)物可通過激活mTORC1通路促進(jìn)蛋白合成，驅(qū)動腫瘤增殖。3氨基酸代謝異常：“依賴與剝奪”的精準(zhǔn)調(diào)控3.3精氨酸代謝的“免疫-代謝博弈”精氨酸是一氧化氮（NO）和鳥氨酸的合成前體，前者具有免疫調(diào)節(jié)作用，后者參與多胺合成。肝癌細(xì)胞通過精氨酸酶1（ARG1）和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）競爭性消耗精氨酸：ARG1將精氨酸分解為鳥氨酸和尿素，一方面為多胺合成提供原料，另一方面減少精氨酸availability，抑制T細(xì)胞功能（T細(xì)胞活化需要充足的精氨酸）。我們在肝癌微環(huán)境檢測到，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAMs）中ARG1高表達(dá)，與T細(xì)胞浸潤減少及患者預(yù)后不良相關(guān)，提示靶向精氨酸代謝可能是逆轉(zhuǎn)免疫抑制的潛在策略。4核苷酸代謝異常：“復(fù)制壓力”下的合成加速核酸（DNA/RNA）合成是細(xì)胞增殖的前提，肝癌細(xì)胞由于快速分裂，對核苷酸的需求量顯著增加，表現(xiàn)為“從頭合成增強(qiáng)、補(bǔ)救合成活躍”。4核苷酸代謝異常：“復(fù)制壓力”下的合成加速4.1嘌呤合成的激活嘌呤從頭合成需要磷酸核糖焦磷酸（PRPP）、谷氨酰胺、甘氨酸等多種前體，受磷酸核糖焦磷酸酰胺轉(zhuǎn)移酶（PPAT）和磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRS）等酶調(diào)控。肝癌細(xì)胞中，PRS活性受mTORC1通路正向調(diào)控，增加PRPP生成；同時，氨甲酰磷酸合成酶2（CAD）活性上調(diào)，催化嘌呤環(huán)的合成。我們在體外實驗中觀察到，抑制嘌呤合成關(guān)鍵酶（如IMPDH）可誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞S期阻滯，促進(jìn)凋亡，提示嘌呤代謝是肝癌增殖的“必需環(huán)節(jié)”。4核苷酸代謝異常：“復(fù)制壓力”下的合成加速4.2嘧啶合成的增強(qiáng)與嘌呤類似，嘧啶從頭合成也需要天冬氨酸、谷氨酰胺等前體，受二氫乳清酸脫氫酶（DHODH）和胸苷酸合成酶（TS）等酶調(diào)控。肝癌細(xì)胞中，DHODH表達(dá)上調(diào)，催化尿苷酸生成；TS則催化脫氧尿苷酸轉(zhuǎn)化為脫氧胸苷酸，參與DNA合成。臨床研究表明，TS高表達(dá)與肝癌化療耐藥（如5-FU）相關(guān)，聯(lián)合TS抑制劑可增強(qiáng)化療敏感性。3.免疫細(xì)胞在肝癌微環(huán)境中的代謝重塑：從“抗腫瘤”到“免疫抑制”的功能轉(zhuǎn)換肝癌微環(huán)境中的免疫細(xì)胞是代謝網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其代謝狀態(tài)直接決定其功能表型。正常情況下，活化的T細(xì)胞通過糖酵解和OXPHOS獲取能量，發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)；但在肝癌微環(huán)境中，代謝異常（如乳酸積累、營養(yǎng)物質(zhì)耗竭）誘導(dǎo)免疫細(xì)胞發(fā)生代謝重塑，從“效應(yīng)型”向“抑制型”轉(zhuǎn)變，促進(jìn)免疫逃逸。1T淋巴細(xì)胞的代謝異常與功能耗竭T細(xì)胞是抗免疫應(yīng)答的核心效應(yīng)細(xì)胞，其活化、增殖及效應(yīng)功能高度依賴代謝重編程。然而，在肝癌微環(huán)境中，多種因素導(dǎo)致T細(xì)胞代謝紊亂，表現(xiàn)為“糖酵解障礙、OXPHOS不足、線粒體功能缺陷”，最終進(jìn)入“耗竭狀態(tài)”。1T淋巴細(xì)胞的代謝異常與功能耗竭1.1細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTLs）的代謝抑制CTLs的活化需要糖酵解增強(qiáng)以支持快速增殖，但肝癌微環(huán)境中高乳酸濃度通過抑制MCT1轉(zhuǎn)運(yùn)體，減少CTLs對葡萄糖的攝?。煌瑫r，腫瘤細(xì)胞過度消耗谷氨酰胺，導(dǎo)致CTLs內(nèi)谷氨酰胺缺乏，影響TCA循環(huán)和抗氧化能力。我們在單細(xì)胞測序中發(fā)現(xiàn)，肝癌組織浸潤的CTLs中，糖酵解關(guān)鍵酶（如HK2、PFK1）表達(dá)下調(diào)，OXPHOS相關(guān)基因（如NDUFB8、ATP5A）表達(dá)也顯著降低，提示其處于“代謝癱瘓”狀態(tài)。此外，PD-1/PD-L1信號可通過抑制PI3K/AKT/mTOR通路，進(jìn)一步抑制CTLs的糖酵解和增殖能力，形成“免疫檢查點-代謝”的負(fù)反饋環(huán)路。1T淋巴細(xì)胞的代謝異常與功能耗竭1.2調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Tregs）的代謝優(yōu)勢與CTLs相反，Tregs更依賴OXPHOS和FAO維持抑制功能。肝癌微環(huán)境中，Tregs通過上調(diào)CD39和CD73降解ATP，產(chǎn)生腺苷，抑制CTLs活性；同時，通過高表達(dá)FOXP3（Tregs特異性轉(zhuǎn)錄因子）增強(qiáng)FAO相關(guān)酶（如CPT1A）的表達(dá)，在營養(yǎng)物質(zhì)匱乏環(huán)境中保持存活能力。臨床數(shù)據(jù)顯示，肝癌患者外周血及腫瘤組織中Tregs比例顯著升高，且其數(shù)量與患者預(yù)后不良相關(guān)，提示Tregs的代謝優(yōu)勢可能是免疫逃逸的關(guān)鍵機(jī)制。2巨噬細(xì)胞的代謝極化與功能轉(zhuǎn)換巨噬細(xì)胞是肝癌微環(huán)境中豐度最高的免疫細(xì)胞之一，其極化狀態(tài)（M1型抗腫瘤、M2型促腫瘤）受代謝調(diào)控。肝癌微環(huán)境中的代謝異常（如IL-4、IL-13、乳酸積累）誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M2型極化，促進(jìn)血管生成、基質(zhì)重塑及免疫抑制。2巨噬細(xì)胞的代謝極化與功能轉(zhuǎn)換2.1M1型巨噬細(xì)胞的糖酵解依賴M1型巨噬細(xì)胞（由LPS、IFN-γ誘導(dǎo)）以糖酵解為主要產(chǎn)能方式，通過激活HIF-1α上調(diào)GLUT1、HK2等糖酵解酶，同時抑制FAO，產(chǎn)生大量NO和促炎因子（如TNF-α、IL-12），發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)。然而，在肝癌微環(huán)境中，高濃度乳酸通過抑制HIF-1α活性，阻斷M1型巨噬細(xì)胞的極化，導(dǎo)致其抗腫瘤功能減弱。2巨噬細(xì)胞的代謝極化與功能轉(zhuǎn)換2.2M2型巨噬細(xì)胞的OXPHOS與FAO優(yōu)勢M2型巨噬細(xì)胞（由IL-4、IL-13誘導(dǎo)）依賴OXPHOS和FAO，通過上調(diào)PPARγ和CPT1A增強(qiáng)脂肪酸氧化，同時通過精氨酸酶1（ARG1）消耗精氨酸，抑制T細(xì)胞功能。我們在肝癌組織中發(fā)現(xiàn)，M2型巨噬細(xì)胞標(biāo)志物（如CD163、CD206）高表達(dá)區(qū)域，F(xiàn)AO相關(guān)酶（如ACOX1）表達(dá)也顯著升高，且與微血管密度正相關(guān)，提示M2型巨噬細(xì)胞通過FAO支持血管生成，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。3髓系來源抑制細(xì)胞（MDSCs）的代謝異常與免疫抑制MDSCs是肝癌微環(huán)境中重要的免疫抑制細(xì)胞，通過多種機(jī)制（如精氨酸酶1、iNOS、ROS）抑制T細(xì)胞、NK細(xì)胞活性。其代謝特征表現(xiàn)為“糖酵解增強(qiáng)、FAO活躍、線粒體功能異常”，支持其擴(kuò)增與存活。3髓系來源抑制細(xì)胞（MDSCs）的代謝異常與免疫抑制3.1糖酵解對MDSCs擴(kuò)增的支撐MDSCs通過上調(diào)GLUT1和LDHA增強(qiáng)糖酵解，產(chǎn)生乳酸和ATP，滿足快速擴(kuò)增的需求。臨床研究顯示，肝癌患者外周血中MDSCs比例與血清乳酸水平正相關(guān)，且MDSCs中糖酵解關(guān)鍵酶（如PKM2）表達(dá)上調(diào)，抑制糖酵解可減少M(fèi)DSCs的擴(kuò)增，改善T細(xì)胞功能。3髓系來源抑制細(xì)胞（MDSCs）的代謝異常與免疫抑制3.2FAO對MDSCs存活的維持與Tregs類似，MDSCs也依賴FAO維持存活能力。通過上調(diào)CPT1A和PPARγ，MDSCs可利用脂肪酸作為能源，在葡萄糖缺乏環(huán)境中保持活性。我們在小鼠肝癌模型中發(fā)現(xiàn)，敲低MDSCs中的CPT1A可顯著抑制其浸潤，增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答，提示FAO是MDSCs存活的關(guān)鍵代謝途徑。04基質(zhì)細(xì)胞的代謝支持作用：為腫瘤進(jìn)展“保駕護(hù)航”基質(zhì)細(xì)胞的代謝支持作用：為腫瘤進(jìn)展“保駕護(hù)航”肝癌微環(huán)境中的基質(zhì)細(xì)胞（如CAFs、HSCs、內(nèi)皮細(xì)胞）不僅是結(jié)構(gòu)支撐者，更是代謝網(wǎng)絡(luò)的“調(diào)控者”。通過分泌代謝產(chǎn)物、提供能量底物及調(diào)控血管生成，基質(zhì)細(xì)胞為腫瘤細(xì)胞創(chuàng)造“營養(yǎng)富集、免疫抑制”的微環(huán)境，促進(jìn)肝癌進(jìn)展。4.1癌相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）的“反向Warburg效應(yīng)”CAFs是肝癌微環(huán)境中最豐富的基質(zhì)細(xì)胞，由肝臟星狀細(xì)胞（HSCs）或成纖維細(xì)胞活化而來。與腫瘤細(xì)胞的Warburg效應(yīng)不同，CAFs主要通過有氧糖酵解產(chǎn)生大量乳酸，后者通過MCTs轉(zhuǎn)運(yùn)至腫瘤細(xì)胞，作為能量底物進(jìn)入TCA循環(huán)，這一現(xiàn)象被稱為“反向Warburg效應(yīng)”。1.1CAFs的糖酵解激活CAFs通過激活HIF-1α和NF-κB通路，上調(diào)GLUT1、HK2、LDHA等糖酵解酶，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸。我們在單細(xì)胞測序中發(fā)現(xiàn)，肝癌組織中CAFs亞群（以α-SMA+、FAP+為標(biāo)志）的糖酵解活性顯著高于正常成纖維細(xì)胞，且其乳酸分泌量與腫瘤細(xì)胞增殖能力正相關(guān)。1.2乳酸的“穿梭”與利用CAFs分泌的乳酸通過MCT1進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，在LDHB催化下轉(zhuǎn)化為丙酮酸，進(jìn)入TCA循環(huán)生成ATP和中間產(chǎn)物（如檸檬酸），用于脂肪酸和膽固醇合成。這種“乳酸穿梭”不僅為腫瘤細(xì)胞提供能量，還通過激活HIF-1α和mTORC1通路促進(jìn)腫瘤惡性表型。臨床研究表明，CAFs標(biāo)志物（如α-SMA）高表達(dá)患者對靶向治療（如索拉非尼）的反應(yīng)更差，可能與乳酸介導(dǎo)的耐藥相關(guān)。1.2乳酸的“穿梭”與利用2肝臟星狀細(xì)胞（HSCs）的活化與代謝重編程HSCs是肝臟內(nèi)主要的基質(zhì)細(xì)胞，靜息狀態(tài)下以儲存維生素A為主；在肝癌微環(huán)境中，被TGF-β、PDGF等因子激活，轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞，表達(dá)α-SMA，分泌ECM成分，同時參與代謝調(diào)控。2.1活化HSCs的脂質(zhì)代謝異常靜息態(tài)HSCs以脂滴形式儲存大量視黃酯，激活后脂滴分解，視黃酯釋放，同時上調(diào)脂肪酸合成酶（FASN）和硬脂酰輔酶A去飽和酶1（SCD1），促進(jìn)不飽和脂肪酸合成。不飽和脂肪酸不僅是細(xì)胞膜的組成成分，還可通過激活PPARγ促進(jìn)CAFs活化，形成“HSCs-CAFs-腫瘤細(xì)胞”的正反饋環(huán)路。2.2HSCs的代謝產(chǎn)物對腫瘤細(xì)胞的調(diào)控活化HSCs通過分泌酮體（如β-羥丁酸）、氨基酸（如丙氨酸）等代謝產(chǎn)物，為腫瘤細(xì)胞提供能量底物。例如，酮體通過單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（MCT2）進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，在氧化酶（OXCT1）催化下轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，進(jìn)入TCA循環(huán)。我們在體外實驗中觀察到，共培養(yǎng)活化HSCs可顯著提高肝癌細(xì)胞的增殖能力，而抑制酮體生成可逆轉(zhuǎn)這一效應(yīng)，提示酮體是HSCs支持腫瘤進(jìn)展的重要介質(zhì)。2.2HSCs的代謝產(chǎn)物對腫瘤細(xì)胞的調(diào)控3內(nèi)皮細(xì)胞的代謝重編程與血管生成血管生成是腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)，肝癌微環(huán)境中的內(nèi)皮細(xì)胞通過代謝重編程支持血管新生，為腫瘤提供氧氣和營養(yǎng)。3.1內(nèi)皮細(xì)胞的糖酵解依賴與正常內(nèi)皮細(xì)胞依賴OXPHOS不同，腫瘤相關(guān)內(nèi)皮細(xì)胞（Tumor-associatedendothelialcells,TECs）通過上調(diào)GLUT1和PKM2增強(qiáng)糖酵解，產(chǎn)生乳酸和ATP，支持其增殖和遷移。我們在小鼠肝癌模型中發(fā)現(xiàn)，TECs的糖酵解活性顯著高于正常內(nèi)皮細(xì)胞，且抑制糖酵解可減少微血管密度，抑制腫瘤生長。3.2VEGF對內(nèi)皮細(xì)胞代謝的調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）是肝癌血管生成的關(guān)鍵調(diào)控因子，通過激活內(nèi)皮細(xì)胞中的PI3K/AKT/mTOR通路，上調(diào)糖酵解關(guān)鍵酶（如HK2、PFK1）和GLUT1，增強(qiáng)糖酵解。同時，VEGF還可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的FAO，通過上調(diào)CPT1A維持線粒體功能，形成“糖酵解-FAO”的協(xié)同作用，支持血管新生。5.代謝物網(wǎng)絡(luò)與信號通路的交互：從“代謝產(chǎn)物”到“信號分子”的功能轉(zhuǎn)換肝癌微環(huán)境中的代謝物不僅是能量和生物合成的底物，更作為信號分子參與信號通路的調(diào)控，形成“代謝-信號-表型”的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動肝癌的惡性進(jìn)展。3.2VEGF對內(nèi)皮細(xì)胞代謝的調(diào)控1乳酸的“多重角色”：從“代謝廢物”到“信號樞紐”乳酸是肝癌微環(huán)境中含量最豐富的代謝產(chǎn)物之一，除酸化微環(huán)境抑制免疫細(xì)胞外，還可通過多種機(jī)制調(diào)控腫瘤進(jìn)展。1.1乳酸組蛋白修飾（乳?；┤樗峥芍苯咏M蛋白修飾：組蛋白乳酸化酶（如LSD1）催化乳酸與組蛋白賴氨酸殘基結(jié)合，形成乳酰化修飾，調(diào)控基因表達(dá)。例如，組蛋白H3第18位賴氨酸乳?；℉3K18la）可激活M2型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因（如IL-10、TGF-β），促進(jìn)免疫抑制；同時，H3K18la還可上調(diào)SREBP-1c表達(dá)，促進(jìn)脂質(zhì)合成，驅(qū)動腫瘤增殖。我們在肝癌組織中檢測到H3K18la水平顯著升高，且與患者預(yù)后不良相關(guān)，提示乳酸組蛋白修飾是代謝調(diào)控表觀遺傳的重要機(jī)制。1.2乳酸與HIF-1α的穩(wěn)定乳酸可通過抑制脯氨酰羥化酶（PHD）活性，減少HIF-1α的降解，穩(wěn)定HIF-1α蛋白。HIF-1α作為缺氧應(yīng)答的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，可上調(diào)GLUT1、LDHA、VEGF等基因，進(jìn)一步促進(jìn)糖酵解和血管生成，形成“乳酸-HIF-1α-糖酵解”的正反饋環(huán)路。1.2乳酸與HIF-1α的穩(wěn)定2琥珀酸的“代謝-炎癥”軸琥珀酸是TCA循環(huán)的中間產(chǎn)物，在肝癌微環(huán)境中積累，通過抑制脯氨酰羥化酶（PHD）穩(wěn)定HIF-1α，同時作為炎癥小體（NLRP3）的激活劑，促進(jìn)IL-1β的分泌，驅(qū)動腫瘤相關(guān)炎癥。2.1琥珀酸對HIF-1α的調(diào)控琥珀酸是PHD的競爭性抑制劑，可阻斷PHD對HIF-1α的羥基化，促進(jìn)HIF-1α與p300結(jié)合，激活轉(zhuǎn)錄。在肝癌中，琥珀酸脫氫酶（SDH）突變或線粒體功能障礙導(dǎo)致琥珀酸積累，穩(wěn)定HIF-1α，上調(diào)VEGF和GLUT1，促進(jìn)血管生成和糖酵解。2.2琥珀酸與NLRP3炎癥小體琥珀酸可通過激活GPR91（琥珀酸受體）促進(jìn)NLRP3炎癥小體組裝，導(dǎo)致IL-1β和IL-18的成熟與分泌。IL-1β不僅促進(jìn)炎癥反應(yīng)，還可誘導(dǎo)M2型巨噬細(xì)胞極化，抑制T細(xì)胞功能，為腫瘤創(chuàng)造免疫抑制微環(huán)境。5.3α-酮戊二酸（α-KG）的“表觀遺傳調(diào)控”α-KG是TCA循環(huán)的中間產(chǎn)物，也是組蛋白去甲基化酶（KDMs）和DNA去甲基化酶（TETs）的輔因子，參與表觀遺傳修飾。在肝癌中，α-KG水平受異檸檬酸脫氫酶（IDH）突變調(diào)控：IDH突變將α-KG催化為2-羥基戊二酸（2-HG），競爭性抑制KDMs和TETs活性，導(dǎo)致組蛋白和DNA異常甲基化，促進(jìn)腫瘤惡性轉(zhuǎn)化。3.1IDH突變與2-HG積累約10%的肝癌患者存在IDH1/2突變，導(dǎo)致2-HG大量積累。2-HG通過抑制KDM4（組蛋白H3第9位賴氨酸去甲基化酶），促進(jìn)H3K9me3積累，抑制抑癌基因表達(dá)；同時，抑制TET2（DNA去甲基化酶），導(dǎo)致CpG島高甲基化，沉默腫瘤相關(guān)基因。3.1IDH突變與2-HG積累3.2α-KG補(bǔ)充的抗腫瘤效應(yīng)補(bǔ)充α-KG或使用IDH抑制劑（如ivosidenib）可逆轉(zhuǎn)2-HG的抑制作用，恢復(fù)表觀遺傳修飾的正常狀態(tài)，抑制腫瘤生長。我們在IDH突變肝癌細(xì)胞株中觀察到，α-KG處理可顯著降低H3K9me3水平，上調(diào)抑癌基因（如p16）表達(dá)，提示α-KG代謝干預(yù)是IDH突變肝癌的潛在治療策略。6.代謝特征在肝癌診療中的應(yīng)用前景：從“基礎(chǔ)研究”到“臨床轉(zhuǎn)化”對肝癌微環(huán)境代謝特征的深入理解，不僅揭示了肝癌發(fā)生發(fā)展的新機(jī)制，更為診療提供了新的靶點和標(biāo)志物。近年來，基于代謝干預(yù)的治療策略、代謝標(biāo)志物檢測及代謝影像學(xué)技術(shù)在肝癌領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。3.1IDH突變與2-HG積累1代謝標(biāo)志物：肝癌早期診斷與預(yù)后評估的“新視角”肝癌的早期診斷是提高預(yù)后的關(guān)鍵，但目前常用的AFP、PIVKA-等標(biāo)志物敏感性和特異性有限。代謝組學(xué)技術(shù)通過檢測血液、尿液或組織中的代謝物譜，可發(fā)現(xiàn)具有診斷價值的代謝標(biāo)志物。1.1血液代謝標(biāo)志物臨床代謝組學(xué)研究顯示，肝癌患者血清中乳酸、丙酮酸、亮氨酸、纈氨酸等代謝物水平顯著升高，而谷氨酰胺、精氨酸等水平降低。例如，乳酸/丙酮酸比值（L/Pratio）可作為肝癌診斷的潛在標(biāo)志物，其曲線下面積（AUC）達(dá)0.85，顯著優(yōu)于AFP（AUC=0.72）。此外，血清中游離脂肪酸（FFAs）譜的變化也與肝癌分子分型相關(guān)，如S1亞型（增殖活躍）患者血清中棕櫚酸、油酸水平顯著升高，為精準(zhǔn)分型提供依據(jù)。1.2組織代謝標(biāo)志物空間代謝成像技術(shù)（如DESI-MS、MALDI-IMS）可在組織原位檢測代謝物分布，發(fā)現(xiàn)腫瘤核心與邊緣、不同細(xì)胞區(qū)域的代謝差異。例如，我們在肝癌組織中發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞邊緣區(qū)域的乳酸濃度顯著高于核心區(qū)域，可能與CAFs的乳酸分泌相關(guān)；而免疫細(xì)胞浸潤區(qū)域的谷氨酰胺濃度較低，提示免疫細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的代謝競爭。這些空間代謝特征可作為預(yù)后評估的參考，如“乳酸高浸潤區(qū)”患者復(fù)發(fā)風(fēng)險顯著升高。1.2組織代謝標(biāo)志物2靶向代謝通路的治療策略：克服耐藥與增強(qiáng)療效基于肝癌微環(huán)境代謝特征的治療策略主要包括：抑制腫瘤細(xì)胞代謝重編程、逆轉(zhuǎn)免疫抑制代謝微環(huán)境、阻斷代謝物旁路等，部分已在臨床前或臨床試驗中顯示出潛力。2.1糖酵解通路抑制劑靶向糖酵解關(guān)鍵酶（如HK2、PKM2、LDHA）的抑制劑可抑制腫瘤細(xì)胞增殖。例如，2-DG（葡萄糖類似物）競爭性抑制HK2，已在I期臨床試驗中顯示出對肝癌的抑制作用；然而，由于糖酵解是正常細(xì)胞的主要產(chǎn)能方式，單藥治療可能導(dǎo)致毒性較大。聯(lián)合免疫治療（如抗PD-1抗體）可增強(qiáng)療效：抑制糖酵解減少乳酸產(chǎn)生，改善T細(xì)胞功能，同時增強(qiáng)免疫檢查點抑制劑的敏感性。2.2谷氨酰胺代謝抑制劑GLS抑制劑（如CB-839）可阻斷谷氨酰胺分解，抑制肝癌細(xì)胞生長。臨床前研究表明，CB-839聯(lián)合索拉非尼可顯著延長肝癌小鼠模型的生存期，且與腫瘤內(nèi)谷氨酰胺水平降低及T細(xì)胞浸潤增加相關(guān)。目前，CB-839聯(lián)合索拉非尼的II期臨床試驗正在進(jìn)行中，初步結(jié)果顯示，部分患者（尤其是GLS高表達(dá)者）可獲益。2.3乳酸代謝調(diào)控靶向乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（如MCT1抑制劑AZD3965）可減少乳酸外排，酸化微環(huán)境，抑制腫瘤生長；同時，乳酸減少可改善T細(xì)胞功能，增強(qiáng)免疫治療效果。此外，LDH抑制劑（如GSK2816126）可減少乳酸產(chǎn)生，逆轉(zhuǎn)免疫抑制微環(huán)境，已在臨床前模型中顯示出與抗PD-1抗體的協(xié)同效應(yīng)。2.4脂質(zhì)代謝干預(yù)FASN抑制劑（如TVB-2640）可抑制脂肪酸合成，減少脂滴積累，抑制肝癌增殖。I期臨床試驗顯示，TVB-2640聯(lián)合索拉非尼可控制疾病進(jìn)展，且安全性良好。此外，ACC抑制劑（如NDI-091143）可減少丙二酰輔酶A生成，抑制脂肪酸合成，與免疫治療聯(lián)合可增強(qiáng)抗腫瘤效應(yīng)。2.4脂質(zhì)代謝干預(yù)3代謝影像學(xué)技術(shù)：無