重磅综述！华中科技大学同济医学院附属同济医院张伟/张必翔/陈孝平团队系统阐述蛋白质翻译后修饰对癌症代谢治疗和免疫治疗的启示

近日，华中科技大学同济医学院附属同济医院张伟/张必翔/陈孝平团队在国际知名期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》（IF：81.2）发表了一篇题为“Post-translational modifications in metabolic reprogramming: implications for metabolic therapy and immunotherapy in cancer”的重磅综述文章：系统阐述了蛋白质翻译后修饰（PTMs）在癌症代谢重编程中的核心调控作用，为理解肿瘤代谢的可塑性、异质性及免疫逃逸机制提供了系统的理论依据。

1906年至2025年PTM关键发现时间线

破解肿瘤代谢的“速度之谜”

PTMs及其相关代谢通路示意图

长期以来，科学家们一直困惑于一个核心悖论：癌细胞如何在营养波动、治疗打击和免疫压力构成的动态恶劣微环境中，实现快速、可逆且极其精准的代谢适应？传统的转录调控机制反应相对缓慢，无法完全解释这一现象。

文章提出，答案在于蛋白质翻译后修饰——这一更为敏捷、普适的细胞调控层。研究团队首次将PTMs定义为癌性代谢重编程的“中央处理单元”，并提出其通过保守的“三级调控逻辑”发挥作用：感知致癌与环境信号→指挥代谢通量决策→通过表观遗传与反馈机制巩固恶性表型。

文章回顾了PTM研究的百年历程——从1906年首个PTM磷酸化的发现，到2025年最新鉴定的维生素C介导的赖氨酸vitcylation修饰。这一历史演进深刻表明，PTMs已从孤立的化学修饰事件，发展为整合代谢信号的动态调控系统。

PTM网络：连接代谢状态与细胞命运的分子桥梁

PTMs对葡萄糖代谢的调控

文章系统揭示了PTMs如何掌控癌症代谢的四大支柱——葡萄糖、脂质、氨基酸和核苷酸的利用，并将其指挥权延伸至关键的细胞命运执行程序，包括线粒体动力学、自噬和铁死亡。尤为引人注目的是，研究发现PTMs充当着肿瘤微环境（TME）中免疫代谢重编程的“主调控因子”，直接将肿瘤代谢与T细胞耗竭、髓系细胞极化和免疫逃逸联系起来。

PTMs对脂质、氨基酸和核苷酸代谢的调控

“PTM地理学”：揭示肿瘤内代谢异质性的编码规则

免疫代谢中的PTMs

文章进一步整合了PTM网络的决定因素和交叉对话的最新进展，描述了代谢可塑性和异质性如何在PTM水平上被编码。研究指出，代谢梯度在肿瘤内部塑造了不同的“PTM地理学”——不同区域的癌细胞根据局部营养状况呈现出独特的修饰图谱，这为理解肿瘤异质性提供了全新的分子维度。

从基础到临床：PTM靶向治疗的新纪元

靶向癌症中PTM调控网络的治疗策略

在临床转化方面，该综述描绘了一幅令人振奋的治疗蓝图：

• PTM生物标志物：特定的修饰谱可作为诊断和预后标志物；

• 靶向蛋白降解技术：利用泛素-蛋白酶体系统精准清除关键致癌蛋白；

• PTM靶向疫苗：针对异常修饰肽段的免疫治疗新策略；

• 饮食干预：通过调节代谢底物供应影响全局PTM景观；

文章强调，破译PTM编码的程序揭示了新的治疗脆弱性，正在将范式转向理性靶向维持肿瘤生存的根本计算逻辑。

研究意义与未来展望

文章不仅整合了PTM生物学、癌症代谢和免疫代谢三个快速发展的领域，更建立了PTMs作为连接营养利用、恶性进展和免疫逃逸的“机制枢纽”的理论体系。随着单细胞分辨率和整合功能分析技术的突破，PTM研究正进入一个全新的时代，有望为癌症患者带来更多精准治疗选择。（转化医学网360zhyx.com）

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41392-026-02862-7

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