2026年05月13日发布 | 1374阅读

十年追踪PTRF/Cavin1: 天津医科大学康春生教授团队绘制胶质母细胞瘤致命弱点的完整路线图

康春生

天津医科大学总医院

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胶质母细胞瘤是成人中枢神经系统中最具侵袭性的原发性脑肿瘤,中位生存期不足15个月。过去十年间,大量靶向药物在临床试验的终点线前折戟,其根源在于肿瘤细胞具备高度的代谢可塑性与多重耐药机制[1]天津医科大学总医院康春生教授团队历经近十年研究,从识别一个名为PTRF/Cavin1的蛋白入手,依次围绕分子标志物、小细胞外囊泡(small extracellular vesicles, sEVs)通讯、脂代谢重塑及蛋白质翻译后修饰等方向展开系统探索,最终揭示了一种全新的细胞器介导的“自杀式对话”死亡模式,绘制出从致病机制到临床干预的完整路线图。该系列研究成果于2018年至2026年间陆续发表于《Theranostics》及神经肿瘤学权威期刊《Neuro-Oncology》,为攻克“脑癌之王”提供了从机制阐释到候选药物开发的完整转化链条。


起点:2018

锁定PTRF——一个被忽视的代谢枢纽


2018年,康春生教授团队在《Theranostics》上首次系统报道了PTRF在胶质瘤中的临床意义及功能。研究显示,PTRF的表达水平不仅与胶质瘤的恶性级别呈正相关,且在胶质母细胞瘤患者的血清外泌体中大量存在,其含量在手术切除后显著下降,提示PTRF具有作为液体活检无创诊断标志物的潜力。机制上,突变的EGFRvIII可通过PI3K/AKT轴上调PTRF,阻断该通路则可显著降低其表达。此外,过表达PTRF的细胞不仅分泌更多外泌体,还可通过外泌体通讯将致癌信号传递至邻近正常细胞,诱导后者发生恶性转化。PTRF由此从一类结构蛋白跃升为胶质瘤诊断与干预的潜在靶点[2]


2020

破解PTRF-Caveolin1互作——细胞外囊泡的核心开关


2020年,该团队在《Theranostics》上揭示了PTRF促进胶质瘤进展的关键分子开关,即PTRF与Caveolin1的物理结合。研究者设计了无法与Caveolin1结合的变体vCavin1,发现野生型PTRF过表达可显著提升胶质瘤细胞外囊泡的分泌量、摄取效率及组织归巢能力,这些囊泡能够促进肿瘤生长并“策反”微环境中的小胶质细胞。相比之下,vCavin1既无法被装载至细胞外囊泡,亦不能增强囊泡的致病功能,从而确证PTRF-Caveolin1互作为胶质瘤细胞外囊泡发挥促癌作用的核心环节。该发现为此后靶向蛋白互作抑制剂(EPIC-1042)的开发奠定了基础[3]


2021-2025

脂代谢重塑——PTRF-cPLA2轴介导的磷脂重组驱动增殖与免疫抑制


2021年,团队在《Neuro-Oncology》上发表研究,阐明了一条关键的代谢重编程通路。PTRF通过阻止cPLA2经泛素-蛋白酶体途径降解,显著提升其蛋白稳定性。活性增强的cPLA2将膜磷脂酰胆碱水解为溶血磷脂酰胆碱与游离脂肪酸,产生三重效应:溶血磷脂掺入细胞膜,增加膜流动性并强化肿瘤细胞的内吞营养摄取能力;游离脂肪酸进入线粒体进行β-氧化,显著提高ATP产能;胞外ATP经CD39/CD73级联水解为腺苷,构筑强效免疫抑制屏障,导致CD8⁺ T细胞瘤内浸润锐减。研究进一步发现,cPLA2抑制剂AACOCF3与二甲双胍(抑制线粒体ATP合成)联用,可协同逆转PTRF过表达诱导的恶性表型,并延长荷瘤小鼠生存期,为后续靶向策略提供了重要药理学先导[4]


从胶质瘤跨界到脑卒中:PTRF-cPLA2轴加重缺血再灌注损伤


2022年,团队在《Theranostics》上阐明了神经元中STAT3/HIF-1α/PTRF轴通过调控cPLA2加剧脑缺血再灌注损伤的关键机制。研究发现,脑I/R损伤后,转录因子STAT3和HIF-1α共同结合于PTRF启动子并上调其表达。升高的PTRF通过与cPLA2相互作用,抑制其泛素化降解,增强其稳定性。PTRF-cPLA2轴驱动磷脂代谢重编程(促进磷脂酰胆碱向溶血磷脂酰胆碱转化),促进线粒体呼吸和ROS爆发,诱发自噬、脂质过氧化和铁死亡。在MCAO小鼠中,神经元特异性敲低PTRF或使用cPLA2抑制剂AACOCF3,可显著减少梗死面积,改善神经功能并延长生存期。该研究为缺血性卒中提供了以PTRF-cPLA2为靶点的代谢干预新策略[5]


利格列汀破坏EGFR稳定,逆转PTRF-cPLA2轴抑制耐药


2025年,团队在《Acta Pharmaceutica Sinica B》上揭示了胶质瘤中PTRF-cPLA2脂质代谢通路抑制后产生的耐药新机制。研究发现,AACOCF3长期抑制cPLA2会导致磷脂酰胆碱(PC)累积,激活膜受体EGFR,并通过p65上调DPP4表达。DPP4通过与EGFR结合竞争性抑制c-Cbl与EGFR结合,从而稳定EGFR并激活下游信号,由此形成正反馈环路。降糖药利拉利汀(Linagliptin)可阻断DPP4-EGFR相互作用,促进EGFR经蛋白酶体降解,逆转上述过程。利拉利汀联合AACOCF3可协同抑制线粒体呼吸、降低ATP产量,并显著增强TMZ疗效。基于PTRF、DPP4、PLA2G4A构建的PDP风险评分模型可精准预测患者预后,为胶质瘤的联合靶向治疗提供了全新策略[6]


2022

外泌体靶向递送——从机制走向治疗转化


2022年,团队在《Neuro-Oncology》上迈出了转化医学的关键一步。研究利用血液外泌体作为天然载体,首次实现cPLA2 siRNA与二甲双胍的共递送,精准打击胶质母细胞瘤的能量代谢。结果揭示,PTRF是肿瘤细胞摄取外泌体的正向调节因子,PTRF高表达者对外泌体载体具有更强的天然亲和力,为个性化靶向递送提供了理论依据。该外泌体载体借助表面天然存在的转铁蛋白受体高效穿越血脑屏障,并在PTRF高表达肿瘤区优先富集。共递送的siPLA2与二甲双胍协同抑制线粒体氧化呼吸,显著降低肿瘤细胞ATP产量与增殖能力。在患者来源的颅内异种移植模型中,治疗组中位生存期由21天延长至40天。该工作不仅验证了cPLA2代谢通路作为治疗靶点的可行性,还构建了具有临床转化潜力的外泌体药物递送平台[7]


2022(同年)

TMZ耐药的外泌体机制——PTRF如何“吐出”化疗药


同年,团队在《Theranostics》上将PTRF的功能链条延伸至替莫唑胺(TMZ)耐药领域。研究发现,PTRF通过促进胶质瘤细胞的外分泌、导致细胞囊泡系统直接将TMZ原药外排出肿瘤细胞是胶质瘤对TMZ原发性耐药的重要因素。敲低PTRF则可显著增强TMZ抑瘤作用。更为重要的是,TMZ与氯喹的序贯联合应用可通过升高胞内TMZ浓度逆转耐药。该研究为靶向PTRF的联合用药策略提供了直接理论依据,进一步巩固了PTRF作为预测TMZ疗效独立标志物的临床价值[8]


2023-2025

从靶向PTRF的小分子抑制剂EPIC-1042到PROTAC EPIC-0726


基于清晰的致病与耐药机制,团队以PTRF为靶点逐步推进药物开发。首先是小分子抑制剂EPIC-1042,通过计算机辅助设计精准靶向PTRF-Caveolin1互作界面的关键残基(PTRF的Glu10与Arg11)。EPIC-1042不仅能抑制小细胞外囊泡分泌以减少TMZ外排,还可在早期诱导PARP1(poly ADP-ribose polymerase 1)自噬性降解,削弱DNA损伤修复能力,使TMZ药效倍增(2024年《Neuro-Oncology》[9]。进一步以EPIC-1042为基础,再次通过计算机辅助药物设计,开发出靶向PTRF的蛋白降解靶向嵌合体(Proteolysis Targeting Chimera,PROTAC)EPIC-0726。该分子通过事件驱动的催化机制实现PTRF的彻底降解,经由下调RBX1、抑制ERK/AKT信号(减少K63泛素化)及稳定p21蛋白(阻断K48泛素化降解),发挥所谓的“PEAKS”多重抗肿瘤机制,其抗肿瘤效力显著优于第一代抑制剂,并能强效克服TMZ耐药(2025年《Neuro-Oncology》[10](推荐阅读:【中国声音】Neuro-Oncology|GBM治疗新策略——通过PROTAC靶向PTRF/Cavin1从而克服替莫唑胺耐药性)。


EPIC-1042:唤醒线粒体自噬,为缺血性脑卒中打开新窗


2025年,团队在《Free Radical Biology and Medicine》上报道了新型小分子EPIC-1042通过调控TAX1BP1介导的线粒体自噬减轻脑缺血再灌注损伤。研究发现,脑I/R损伤后PTRF表达升高,而EPIC-1042可抑制PTRF功能。机制上,EPIC-1042阻止了TAX1BP1的泛素-蛋白酶体降解,维持TAX1BP1蛋白水平,进而促进受损线粒体的自噬清除,减少ROS产生和细胞凋亡。在MCAO小鼠模型中,EPIC-1042治疗极大地提高了中位生存率,并显著改善神经功能缺损。进一步将EPIC-1042与依达拉奉共包载于脂质体中,可在减半剂量下达到更优的脑保护效果,展现了良好的临床转化潜力[11]


2024-2025

琥珀酰化与双药增敏——HIF1α-P4HA1-PGK1轴的平行突破


同一时期,团队在另一条代谢通路上取得了重要进展。研究发现,在缺氧环境下,HIF1α与ATF3分别上调和下调脯氨酰羟化酶P4HA1的表达。P4HA1催化反应产生的琥珀酸可诱导糖酵解关键酶PGK1的K191/K192位点发生琥珀酰化修饰,阻碍其经泛素-蛋白酶体途径降解,从而使PGK1蛋白稳定并过度激活有氧糖酵解[12]。针对该机制设计的小分子拮抗剂EPIC-0502,不仅能够阻断PGK1琥珀酰化、抑制糖酵解,还可通过促进HIF1α的脯氨酰羟基化依赖性降解,同时增敏TMZ(抑制E2F1介导的DNA损伤修复)和抗血管生成药物贝伐珠单抗(抑制VEGFA转录),形成所谓“VITA-GBM”三联疗法[13](推荐阅读:【中国声音】Neuro-Oncology|康春生教授团队首创“VITA-GBM”联合治疗新方案——新型抑制剂靶向缺氧信号通路,突破胶质母细胞瘤耐药困境)。


至此,以PTRF为核心的复杂网络——涵盖细胞外囊泡通讯、脂代谢、能量代谢、蛋白翻译后修饰、化疗耐药与免疫抑制——已基本阐明。然而,一个根本性问题仍有待回答:这些分子事件最终如何引向肿瘤细胞的彻底死亡?


终点:2026

NeuLysis——细胞器间的“致命拥抱”


2026年4月,答案揭晓。团队在《Neuro-Oncology》上鉴定了一种此前未见报道的全新细胞死亡通路,命名为NeuLysis(NEU1-induced Lysosomal Escape leading to Mitochondrial Lysis)[14](推荐阅读:【中国声音】Neuro-Oncology|癌细胞的“自杀开关”:天津科学家发现全新死亡通路NeuLysis)。该通路的关键分子NEU1是一种神经氨酸酶1,其稳定性由PTRF维持。当使用EPIC-1042或通过基因手段抑制PTRF时,NEU1失稳并经溶酶体途径降解。出乎意料的是,这一变化反而异常增强了溶酶体的水解能力,并显著延长了线粒体与溶酶体之间的物理接触时间。处于持久接触状态的溶酶体向线粒体定向输送两类“致命货物”:其一为铜离子(Cu²⁺),过量铜涌入线粒体导致三羧酸循环中的二氢硫辛酸转乙酰基酶(DLAT)蛋白异常聚集,诱发铜死亡;其二为组织蛋白酶B(Cathepsin B),其直接泄漏进入线粒体,降解蛋白组分,造成线粒体结构与功能双重破坏。在这双重打击之下,胶质母细胞瘤的线粒体发生崩解,细胞以一种前所未有的方式走向死亡。尤为值得关注的是,临床常用抗流感药物奥司他韦(“达菲”)可有效抑制NEU1活性,模拟基因敲除表型。当奥司他韦与铜离子载体伊利司莫(Elesclomol,已进入临床试验的抗癌药物)联合应用时,在颅内原位移植瘤模型中产生了显著的协同效应:肿瘤生长被明显抑制,荷瘤小鼠生存期大幅延长。鉴于上述两种药物均已具备成熟的药理学与安全性数据,这一“老药新用”策略有望绕过漫长的早期研发阶段,快速推进至临床试验。


一条完整的转化医学链条

回顾近十年研究,一条清晰的转化医学链条已然浮现。康春生教授团队不仅系统回答了“胶质母细胞瘤何以如此凶险”的基础科学问题,更给出了多个具有即期临床应用价值的治疗策略。NeuLysis的发现揭示了PTRF-NEU1轴通过调控细胞器接触时长决定肿瘤细胞生死的关键开关;而抑制NEU1(奥司他韦)联合铜离子载体伊利司莫以激活铜死亡,构成了一套逻辑严密、即刻可验证的临床治疗组合。这一组合或许正是打开胶质母细胞瘤致命死穴的那把钥匙。


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[1]JIANG T, NAM D H, RAM Z, et al. Updated clinical practice guidelines for the management of adult diffuse gliomas [J]. Cancer Lett, 2026, 640: 218185.

[2]HUANG K, FANG C, YI K, et al. The role of PTRF/Cavin1 as a biomarker in both glioma and serum exosomes [J]. Theranostics, 2018, 8(6): 1540-57.

[3]WANG L, YANG C, WANG Q, et al. Homotrimer cavin1 interacts with caveolin1 to facilitate tumor growth and activate microglia through extracellular vesicles in glioma [J]. Theranostics, 2020, 10(15): 6674-94.

[4]YI K, ZHAN Q, WANG Q, et al. PTRF/cavin-1 remodels phospholipid metabolism to promote tumor proliferation and suppress immune responses in glioblastoma by stabilizing cPLA2 [J]. Neuro Oncol, 2021, 23(3): 387-99.

[5]Jin W, Zhao J, Yang E, et al. Neuronal STAT3/HIF-1α/PTRF axis-mediated bioenergetic disturbance exacerbates cerebral ischemia-reperfusion injury via PLA2G4A. Theranostics. 2022;12(7):3196-3216.

[6]Su D, Hong B, Yang S, et al. Linagliptin synergizes with cPLA2 inhibition to enhance temozolomide efficacy by interrupting DPP4-mediated EGFR stabilization in glioma. Acta Pharm Sin B. 2025;15(7):3632-3645.

[7]ZHAN Q, YI K, CUI X, et al. Blood exosomes-based targeted delivery of cPLA2 siRNA and metformin to modulate glioblastoma energy metabolism for tailoring personalized therapy [J]. Neuro Oncol, 2022, 24(11): 1871-83.

[8]YANG E, WANG L, JIN W, et al. PTRF/Cavin-1 enhances chemo-resistance and promotes temozolomide efflux through extracellular vesicles in glioblastoma [J]. Theranostics, 2022, 12(9): 4330-47.

[9]HONG B, YANG E, SU D, et al. EPIC-1042 as a potent PTRF/Cavin1-caveolin-1 interaction inhibitor to induce PARP1 autophagic degradation and suppress temozolomide efflux for glioblastoma [J]. Neuro Oncol, 2024, 26(1): 100-14.

[10]HONG B, SU D, CUI X, et al. PEAKS activation by PROTAC EPIC-0726 potentiates temozolomide in glioblastoma via K63/K48 ubiquitination-dependent ERK/AKT suppression and p21 stabilization [J]. Neuro Oncol, 2025.

[11]Ju J, Cheng C, Cui L, et al. EPIC-1042 alleviates cerebral ischemic/reperfusion injury through TAX1BP1-induced mitophagy. Free Radic Biol Med. 2025;232:367-381.

[12]YANG S, ZHAN Q, SU D, et al. HIF1α/ATF3 partake in PGK1 K191/K192 succinylation by modulating P4HA1/succinate signaling in glioblastoma [J]. Neuro Oncol, 2024, 26(8): 1405-20.

[13]DING Y, ZHAN Q, CUI L, et al. VITA-GBM: EPIC-0502-Driven HIF1α Degradation Overcomes Bevacizumab Resistance and Synergizes with TMZ in Glioblastoma [J]. Neuro Oncol, 2025.

[14]HUANG Y, SU D, CUI X, et al. NEU1 Sustains Mitochondria-Lysosome Contacts to Trigger Lysosomal Cu²⁺/Cathepsin Escape and Mitochondrial lysis in Glioblastoma (NeuLysis) [J]. Neuro Oncol, 2026.


专家简介




康春生 教授

天津医科大学总医院

天津医科大学总医院神经病学研究所副所长、神经肿瘤实验室主任,教授、博士生导师

兼任中国医师协会脑胶质瘤专业委员会副主任委员,中国神经科学学会神经肿瘤分会副主任委员,中国抗癌学会脑胶质瘤专业委员会副主任委员

先后获得天津市特聘教授、天津市教委领军人才和天津市卫健委海河英才计划、入选人事部百千万人才工程第一二层次并被授予“中青年突贡专家”、国务院特殊津贴专家(2020),连续五年入选爱思唯尔高被引学者(2020-2024)

研究领域聚焦在胶质瘤代谢、新型小分子先导化合物研发与跨血脑屏障纳米递送系统开发

共发表通讯作者SCI论文150余篇,获国家科技进步二等奖1项、教育部科技进步一等奖1项、省部级科技进步一等奖4项,获得国家授权发明专利11项、美国授权发明专利1项,实现科技转化3项



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