热休克蛋白HSP90
2026-08-10
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Mabnus
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热休克蛋白(HSPs)根据其近似分子量和结构特征被分为六大主要家族:HSP100、HSP90、HSP70、HSP60、HSP40以及小热休克蛋白(sHSPs,例如HSP27/HSP20)。热休克蛋白90(HSP90)是一种具有进化保守性的分子伴侣,在细胞蛋白质稳态和应激适应中占据着核心地位。通过促进蛋白质折叠并促进广泛客户蛋白的功能激活,HSP90支撑着包括发育、增殖、分化和应激反应在内的基本细胞过程。HSP90作为中心节点,整合了致癌信号传导、缓冲了蛋白质毒性应激、维持了癌症干细胞的可塑性,并塑造了肿瘤-免疫相互作用,所有这些因素共同驱动了治疗耐药性和肿瘤复发。细胞内和细胞外的HSP90家族成员(HSP90α、HSP90β、GRP94和TRAP1)通过维持多种癌症特征来促进癌症,包括抵抗细胞死亡、复制永生、肿瘤免疫、血管生成、侵袭和转移。目前有许多抑制剂和基于HSP90的疫苗用于癌症治疗,HSP90是一种多功能的治疗节点。

热休克蛋白HSP90

(数据来源 Albakova Z. Front Immunol. 2024)

HSP90的结构和其受体

HSP90是一种跨膜蛋白,每个HSP90单体由氨基端结构域(NTD)与连接在中间结构域(MD)上的连接子以及羧基端结构域(CTD)组成。在缺乏ATP的情况下,HSP90主要呈现开放的V形构象。当结合ATP时,NTD发生构象变化,导致盖子闭合,随后NTD发生二聚化,并使HSP90单体发生扭转,从而高效地水解ATP(形成封闭构象)。在构象循环过程中,多种共伴侣可协助HSP90发挥作用。HSP70/HSP90组织蛋白(HOP),也称为应激诱导型磷酸蛋白1(STIP1)和细胞周期37同源蛋白(CDC37),可抑制HSP90的结构变化;而HSP90 ATP酶激活剂同源蛋白1(Aha1)则促进封闭态ATP结合构象的形成。前列腺素E合成酶3(PTGES3/p23)作为共伴侣,通过稳定已进入ATP水解状态的封闭构象,减缓ATP酶循环。

热休克蛋白HSP90

(数据来源 Monteleone G, et al. Eur Respir Rev. 2025)

热休克蛋白HSP90

(数据来源 Magwenyane AM, et al. Molecules. 2020)

热休克蛋白HSP90

(数据来源 Albakova Z. Front Immunol. 2024)

HSP90在癌症中的作用

HSP90在多种癌症中发挥作用,HSP90在恶性肿瘤中通常会上调,支持肿瘤的增殖、侵袭,以及通过稳定广泛的致癌蛋白而实现转移。

乳腺癌(BC)是一种高度异质性疾病,其特征是HSP90活性异常及过度表达,这有助于肿瘤的发生、进展和治疗耐药。

肺癌对HSP90的依赖性由EGFR等驱动突变所凸显,这些突变会产生需要HSP90维持稳定性和功能的易失性癌蛋白。HSP90稳定AKT,调节AKT/mTOR信号轴以影响自噬并支持肿瘤细胞生存。

HSP90在多种胃肠道癌症中起着至关重要的作用,通过稳定缺氧因子和代谢酶。在结直肠癌(CRC)中,它调节生存和耐药性,高水平的Hsp90α/β与不良预后相关,特别是伴有BRAF-V600E或HER2/neu。HSP90通过细胞骨架相互作用改变糖酵解酶的定位,从而促进胃癌的转移和癌症干细胞(CSC)特性,进而增强糖酵解和EMT。

在卵巢癌(OC)中,HSP90表达升高与疾病晚期和患者预后不良相关,表明其作为独立预后指标的潜在价值,OC细胞中混合谱系激酶4β的表达受HSP90抑制以及热和渗透压应激的调节,突显了其在细胞应激反应通路中的作用。

前列腺癌(PCa)的进展,特别是向去势抵抗性阶段的进展,通常由持续的雄激素受体(AR)信号传导维持,这依赖于HSP90介导的稳定作用。HSP90在PCa的细胞外微环境中也发挥作用,患者血浆中细胞外HSP90α(eHSP90α)水平显著高于对照组,转移性病例中观察到超过两倍的增加,且高T期病变中水平升高,这支持了其作为PCa进展的生物标志物和治疗靶点的潜力。

热休克蛋白HSP90

(数据来源 Zhang B, et al. Adv Sci (Weinh). 2026)

HSP90介导的肿瘤复发和耐药机制

HSP90通过多种相互关联的机制发挥着促进肿瘤复发的关键作用,尽管这种作用往往是间接的,主要通过促进癌症干细胞(CSC)的可塑性、支持休眠细胞的持续存在,以及调节肿瘤微环境。

HSP90可以通过多种方式调节肿瘤微环境;例如,细胞外HSP90可以促进巨噬细胞向M2型极化,从而形成一种免疫抑制、促肿瘤生长的环境,这有利于肿瘤生长和潜在的复发。此外,HSP90抑制剂会减弱调节性T细胞(Treg)的免疫抑制功能,而调节性T细胞是抗肿瘤免疫的关键抑制者,这表明HSP90抑制可能增强免疫反应并潜在地预防复发。肿瘤细胞与癌症相关成纤维细胞(CAFs)之间的相互作用,通常由HSP90稳定化的生长因子介导,也会创造有利于复发的条件。

热休克蛋白HSP90

(数据来源 Zhang B, et al. Adv Sci (Weinh). 2026)

HSP90在恶性肿瘤免疫调节和免疫治疗中的潜在作用

HSP90在免疫调节中的作用是多方面的。它通过调节肿瘤微环境(TME)内的关键因素(包括抗原呈递、信号通路、免疫检查点表达和T细胞功能)来调节抗肿瘤免疫,从而影响肿瘤被视为免疫学上“冷”还是“热”。

HSP90抑制可上调多种细胞类型中的促炎细胞因子(如IL-6、IL-1β)和趋化因子(如CCL2、CXCL1),而这些因子已知参与MDSC的招募与功能。尽管目前尚缺乏直接证据表明HSP90抑制会增加MDSC浸润,但STAT3、NF-κB以及HIF-1α通路的激活提示其可能具有情境依赖性的免疫调节作用。研究还表明,当HSP90抑制与免疫检查点阻断联合使用时,可减少MDSC的浸润,这凸显了其对肿瘤微环境(TME)影响的复杂性。HSP90抑制通过调节多种免疫检查点蛋白的表面表达来增强癌症免疫治疗。这种不同的敏感性为HSP90抑制剂在肿瘤和免疫细胞之间提供了治疗窗口,这为HSP90靶向治疗提供了理论基础。

热休克蛋白HSP90

(数据来源 Zhang B, et al. Adv Sci (Weinh). 2026)

HSP90的靶向治疗

HSP90通过稳定促癌蛋白来驱动肿瘤的生长、存活和耐药性,目前主要的HSP90靶向治疗策略主要是抑制剂,CAR免疫细胞和抗体疗法。HSP90抑制剂通过MHC-I和IFNGR增强抗原呈递,并通过破坏STATs以及下调PD-L1和IDO1来减少免疫抑制。HSP90还通过影响免疫细胞的功能和极化来塑造肿瘤的免疫微环境。HSP90抑制剂在免疫疗法中展现出日益增长的潜力。这些药物通过增强免疫反应和克服耐药性,与免疫检查点阻断、热疗、放疗和化疗产生协同作用。

热休克蛋白HSP90

(数据来源 Zhang B, et al. Adv Sci (Weinh). 2026)

Efungumab是一种重组人单克隆抗体,由NeuTec Pharma plc开发,经工程设计可选择性结合真菌热休克蛋白90(HSP90),从而损害真菌活力。Efungumab曾两度向欧盟提交上市申请,终因产品的安全性及质量问题未获通过。

热休克蛋白HSP90

(数据来源 Zhang B, et al. Adv Sci (Weinh). 2026)

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热休克蛋白HSP90