NFE2L2

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NFE2L2(Nuclear Factor, Erythroid 2 Like 2),编码蛋白通常被称为 NRF2,是细胞应对氧化应激(Oxidative Stress)的“总指挥官”。作为一种转录因子,它负责调控超过 200 种细胞保护基因(如抗氧化、解毒、药物泵)的表达。在正常生理状态下,NFE2L2 维持细胞内的氧化还原平衡;但在肿瘤(尤其是非小细胞肺癌)中,NFE2L2 基因的激活突变或其负调控因子 KEAP1 的失活突变,会导致 NRF2 蛋白在细胞核内持续积聚。这种“过度保护”机制使癌细胞获得超强的清除活性氧(ROS)和化疗药物的能力,从而导致对化疗、放疗甚至免疫治疗的原发性耐药,是临床公认的难治性分子亚型。

NFE2L2
Gene / Transcription Factor (点击展开)
核心:抗氧化应激 / 耐药
编码蛋白 NRF2
主要负调控 KEAP1 (泛素连接酶)
结合元件 ARE (抗氧化反应元件)
高发癌种 肺鳞癌 (~15%), 肺腺癌
临床特征 化疗/免疫耐药 (冷肿瘤)
潜在药物 TAK-228, 谷氨酰胺酶抑制剂

分子机制:从守护者到帮凶

NFE2L2/NRF2 通路的生物学功能具有典型的“双面性”

  • 正常状态(KEAP1-NRF2 锁):
    在无压力状态下,NRF2 被细胞质中的锚定蛋白 KEAP1 紧紧抓住,并由 Cullin 3 复合物介导泛素化降解。这确保了 NRF2 处于低水平,避免资源浪费。
  • 激活状态(脱缰野马):
    当细胞遭遇氧化应激或 KEAP1/NFE2L2 发生突变时,KEAP1 构象改变释放 NRF2。NRF2 随即进入细胞核,与 sMAF 蛋白形成异二聚体,结合到 DNA 上的 ARE(抗氧化反应元件)序列,启动下游数百个基因的转录(如 NQO1, HO-1, MDR1)。
  • 致癌后果:
    在肿瘤中,这种持续的激活不仅清除了化疗药物诱导的杀伤性 ROS,还促进了代谢重编程(谷氨酰胺成瘾)和药物外排泵(MDR1)的高表达,构筑了坚固的耐药防线

临床意义:耐药的代名词

STK11-KEAP1-NFE2L2 共突变谱系

在肺腺癌中,NFE2L2 通路的异常常与 KRASSTK11 (LKB1) 突变共存。这类患者通常表现为典型的“免疫冷肿瘤”(CD8+ T细胞浸润少),对 PD-1/PD-L1 抑制剂反应极差,生存期显著短于其他亚型。

癌症类型 突变频率 临床影响
肺鳞癌 (LUSC) ~15-30% (含KEAP1缺失) 对含铂化疗及放疗高度耐药,预后差。
肺腺癌 (LUAD) ~10-20% (常共突变) 免疫治疗劣势人群。易发生快速进展。
其他实体瘤 肝癌、食管癌 与索拉非尼等靶向药耐药相关。

治疗困境与希望:如何破局?

直接开发 NRF2 抑制剂非常困难,目前的策略主要集中在“合成致死”和下游代谢阻断:

  • 谷氨酰胺酶抑制剂 (Glutaminase Inhibitor):
    NRF2 激活的肿瘤细胞极度依赖谷氨酰胺代谢(谷氨酰胺成瘾)。药物如 Telaglenastat (CB-839) 旨在切断其能量供应,目前正处于临床试验阶段。
  • mTOR 抑制剂:
    研究发现 NRF2 突变肿瘤对 mTOR 通路有依赖。二代 mTOR 抑制剂 TAK-228 (Sapanisertib) 在 NFE2L2/KEAP1 突变的肺鳞癌中显示出了特异性的疗效。
  • ROS 诱导剂:
    虽然 NRF2 能清除 ROS,但如果使用极高剂量的 ROS 诱导剂(如某些化疗药或小分子),可能突破其防御阈值导致细胞死亡。
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Singh A, et al. (2006). Dysfunctional KEAP1-NRF2 interaction in non-small-cell lung cancer. Nature Medicine.
[点评]:奠基性研究,首次揭示了 KEAP1 突变导致 NRF2 持续激活是肺癌化疗耐药的重要机制。

[2] Paik PK, et al. (2022). A Phase 2 Study of Sapanisertib in Patients with Advanced NFE2L2-Mutated, KEAP1-Mutated, or Wild-Type Non-Small Cell Lung Cancer. Clinical Cancer Research.
[点评]:重要的临床突破,证实了 TAK-228 在 NFE2L2/KEAP1 突变肺鳞癌患者中的疗效优于野生型,为精准治疗提供了方向。

[3] Skoulidis F, et al. (2018). STK11/LKB1 Mutations and PD-1 Inhibitor Resistance in KRAS-Mutant Lung Adenocarcinoma. Cancer Discovery.
[点评]:揭示了 KEAP1/NFE2L2 突变作为 KRAS 突变肺癌中“免疫冷”表型的驱动因素,是免疫治疗疗效差的独立预测因子。

           NFE2L2 · 知识图谱
上游调控 KEAP1 (抑制) • 氧化应激CUL3
下游效应 抗氧化反应药物外排 (MDR1) • 谷氨酰胺代谢
共突变 KRASSTK11 (LKB1) • TP53
治疗相关 免疫耐药化疗耐药TAK-228CB-839