肿瘤能量代谢：糖酵解还是氧化磷酸化？

正常细胞代谢活动所需要的能量主要由线粒体氧化磷酸化产生的ATP提供。与正常细胞不同,肿瘤细胞糖酵解增强,氧化磷酸化功能降低。长期以来,肿瘤细胞的有氧糖酵解被认为是由于线粒体出现不可逆的损伤。最近有不少研究结果对这一观点提出质疑,认为多数肿瘤的线粒体氧化磷酸化功能是完好的,肿瘤有氧糖酵解的改变被认为是其他多种因素（例如癌基因、肿瘤抑制基因、低氧微环境、mtDNA突变等）综合作用的结果。     

PKM2在肿瘤形成中的作用及其活性调节

肿瘤细胞利用有氧糖酵解将葡萄糖转变为细胞代谢及增殖所需的物质,如核苷酸、氨基酸和脂质等,并产生ATP。丙酮酸激酶是糖酵解途径中的限速酶,催化磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸。其四种同工酶之一PKM2(pyruvate kinase M2),由四个亚基组成,有单体、二聚体及四聚体等多种存在形式。其中,PKM2四聚体活性最强,能促进葡萄糖通过氧化磷酸化彻底氧化分解生成ATP,而其二聚体则促进Warburg效应,即葡萄糖的有氧酵解。两者之间的平衡在肿瘤形成中起到了很重要的作用,同时也受到一系列因子的调控。该文就PKM2在肿瘤代谢中的作用及其活性调节作一介绍。     

PD-1通过抑制糖酵解,促进脂质裂解和脂肪酸氧化改变T细胞代谢重编码

<正>外周免疫耐受对维持免疫系统稳态至关重要。PD-1(CD279)及其配体,PD-L1(B7-H1;CD74)和PD-L2(B7-DC;CD273),参与外周免疫耐受的调控。T细胞激活伴随代谢重编码,并影响细胞发挥不同的效应功能。本文作者发现,PD-1信号可以抑制激活T细胞上调有氧糖酵解以及氨基酸代谢,增加细胞脂肪酸β氧化。PD-1通过上调CPT1A促进内源性脂质的氧化,通过增加ATGL诱导脂质裂解。同为共抑制分子,CTLA-4则在抑制糖酵解同时却不改变脂肪酸氧化,提示CTLA-4将细胞维持在非激活的代谢状态。作者发现了PD-1介导的抑制效应性T细胞分化的代谢机制--抑     

过表达2型丙酮酸激酶通过下调p53稳定性促进线粒体融合

正肿瘤细胞的代谢状态转变是有别于正常细胞的标志。大多数肿瘤细胞在有氧条件下仍表现出活跃的葡萄糖摄取及糖酵解,这种现象被称为Warburg效应。在这一过程中,丙酮酸激酶作为糖酵解的最后一步激酶,可以催化丙酮酸为乳酸并产生ATP。2型丙酮酸激酶(PKM2)高表达于胚胎组织及肿瘤细胞中。     

有氧糖酵解通过表观遗传机制促进Th1细胞分化

<正>有氧糖酵解是激活后T细胞的代谢特征,通常认为它通过3'非翻译区(3'UTR)调节机制而增强效应T细胞的免疫应答,例如调节促炎因子干扰素-γ(IFN-γ)的表达。在本文中,研究人员利用T细胞乳酸脱氢酶A(LDHA)特异性敲除小鼠,发现LDHA参与活化T细胞有氧糖酵解;LDHA敲除在不影响T细胞的生长、增殖、存活以及激活的情况下,可以促进IFN-γ的表达,但这个效应并不依赖于传统的3'UTR调节机制,同时也排除了在1型辅助T细胞(Th1)中T-bet的诱导的作用。     

记忆型CD8阳性T淋巴细胞快速发挥效应功能需要早期代谢过程向糖酵解转变

<正>接触过抗原的记忆型T细胞通过固有的动力学获得效应功能;但是,这些细胞的代谢需求并不清楚。本文作者发现效应性记忆型(effector memory,EM)T细胞能够快速产生IFN-gamma,是通过T细胞抗原受体(T cell antigen receptor,TCR)和共刺激分子CD28的激活,或者是类似的作用方式,而这种激活过程与糖酵解的增加相关。EM CD8+T cells的三磷酸甘油醛脱氢酶活性在早期明显增加,早于增殖开始,这点与相同处理的静息T细胞不同。CD28信号通过丝苏氨酸激酶Akt发挥功能,代     

肿瘤细胞能量代谢特点及其意义CSCD

正常细胞代谢所需的能量主要由线粒体氧化磷酸化产生的ATP提供,而肿瘤细胞即便氧供充足也偏好利用增强糖酵解供能。同时,肿瘤细胞对葡萄糖和谷氨酰胺的摄取利用也十分活跃。肿瘤缺氧微环境,癌基因的激活,线粒体功能的抑制以及如炎症、micro RNA等因素共同促成肿瘤细胞糖酵解代谢表型,它不仅为肿瘤细胞提供充足的ATP,还为新肿瘤细胞的构筑提供生物大分子原料,从而利于生长增殖。基于肿瘤能量代谢模式的内在分子机制研究,将揭开靶向肿瘤治疗的新局面。     

肿瘤细胞能量代谢特点及其意义

<正>常细胞代谢所需的能量主要由线粒体氧化磷酸化产生的ATP提供,而肿瘤细胞即便氧供充足也偏好利用增强糖酵解供能。同时,肿瘤细胞对葡萄糖和谷氨酰胺的摄取利用也十分活跃。肿瘤缺氧微环境,癌基因的激活,线粒体功能的抑制以及如炎症、micro RNA等因素共同促成肿瘤细胞糖酵解代谢表型,它不仅为肿瘤细胞提供充足的ATP,还为新肿瘤细胞的构筑提供生物大分子原料,从而利于生长增殖。基于肿瘤能量代谢模式的内在分子机制研究,将揭开靶向肿瘤治疗的新局面。     

UCP2介导的线粒体逆向信号抑制肿瘤细胞增殖和肿瘤产生

<正>肿瘤细胞在恶性的进程中会将能量产生途径从氧化磷酸化转变为糖酵解,即使在有氧条件下也是如此。这一过程又称瓦伯格效应,而翻转这一效应可能为肿瘤治疗提供一种新的广谱策略。本文的研究人员将立足点放在了肿瘤细胞中的解偶联蛋白2(UCP2)这一线粒体膜转运蛋白。与其他家族成员相似,UCP2具有经典的解偶联效应,能将线粒体呼吸与ATP产生     

讲授糖酵解底物的一点体会

糖酵解是呼吸作用的一个重要途径,其定义为"淀粉、葡萄糖或其他六碳糖在厌氧状态下分解成丙酮酸的过程"[1,2].糖酵解产物丙酮酸在有氧条件下可彻底氧化生成CO2和H2O,而在厌氧条件下可生成乳酸和乙醇,因此糖酵解是有氧呼吸和厌氧呼吸的共同途径.糖酵解途径是讲授植物呼吸作用过程中的一个教学重点.从糖酵解的定义可知,糖酵解的底物为淀粉、葡萄糖或其他六碳糖,在一些参考书中主要以葡萄糖为底物进行讲解,而对淀粉和其他六碳糖涉及较少[1,3].为使糖酵解途径的教学内容更完善,我们对淀粉和其他六碳糖等底物如何进入糖酵解进行了探讨.     

微RNA在肿瘤细胞糖代谢中的功能

大多数癌细胞产生能量是通过高速率糖酵解,然后在胞液中进行乳酸发酵。而在大多数正常细胞中,糖酵解速率相对较低,丙酮酸主要在线粒体中进行有氧氧化。即使在氧充足的条件下,快速生长的恶性肿瘤细胞进行糖酵解的速率通常要比其正常组织来源的细胞高二百多倍。微RNA（microRNA,miRNA）是一类具有转录后调控功能的非编码RNA。近年来,越来越多的研究表明,miRNA主要通过诱导缺氧环境、影响葡萄糖摄入、调节糖酵解过程中的关键酶以及乳酸去路等诸多方面参与糖代谢过程,从而在肿瘤细胞糖代谢中发挥重要作用。     

葡萄糖转运体GLUT1对CD4 T细胞激活和功能发挥至关重要

<正>CD4T细胞激活后会增殖分化为效应性T细胞和调节性T细胞,进而介导免疫反应的发生。在离体状态下,不同亚型的T细胞,其代谢方式对糖酵解和氧化磷酸化的侧重不同,对于T细胞葡萄糖摄取和代谢的在体调控机制目前尚不清楚。尽管在T细胞上有诸多葡萄糖转运体的表达,但是GLUT1缺失选择性损伤胸腺细胞和效应性T细胞的代谢和功能。而静息T细胞     

缺氧诱导因子HIF-1在肿瘤Warburg效应中作用机制的研究进展

正常状态下人体细胞的能量主要来源于有氧磷酸化,而在肿瘤细胞,其能量主要来源于糖酵解,即使在含有充足氧气的环境中肿瘤细胞依然进行糖酵解,这种现象被称为Warburg效应.在肿瘤细胞中,缺氧诱导因子HIF-1水平的升高与糖酵解活动的增强密切相关,HIF-1上调一系列与糖酵解能量代谢、血管新生、肿瘤细胞存活和红细胞生成相关的基因,从而促进了肿瘤细胞Warburg效应的发生.在肿瘤细胞代谢重编程过程中,丙酮酸激酶M2(PKM2)与HIF-1之间构成一个正反馈过程,而缺氧诱导因子抑制因子1 (FIH-1)能通过抑制HIF-1对重要基因转录因子CPB/p300的招募,来抑制HIF-1的活性.     

关于"三羧酸循环"的教学探讨

三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCAcycle,也称柠檬酸循环)是在高等植物线粒体中发生的重要的碳代谢途径.它是呼吸作用中葡萄糖有氧分解的主要方式,将糖酵解产物丙酮酸逐步氧化分解为C O 2和H 2O,并生成N A D H、FADH2、ATP.     

基于有氧糖酵解的天然小分子抑制剂的研究进展CSCD

有氧糖酵解作为恶性肿瘤最显著的能量代谢特征之一,肿瘤细胞中大约有50%的ATP是通过有氧糖酵解途径合成的,同时糖酵解过程中产生的各种中间代谢产物也是合成蛋白质等生物大分子重要的原料来源。此外酵解途径导致的乳酸增加为肿瘤细胞提供了一个酸性成长环境,有利于其浸润和转移,因此其在维持肿瘤细胞能量需求、合成代谢平衡和肿瘤浸润和转移方面发挥着重要作用。研究表明有氧糖酵解的过程与葡萄糖转运蛋白、己糖激酶、丙酮酸激酶、磷酸果糖激酶等密切相关。目前靶向有氧糖酵解相关转运蛋白和关键限速酶已经成为抗肿瘤药物研发的有效途径,本文对目前天然产物中靶向有氧糖酵解相关蛋白的小分子抑制剂研究最新进展及作用机理进行总结,以期为相关领域药物研究人员提供新的思路和参考。     

M2型丙酮酸激酶的功能及调节

糖酵解可以为机体迅速提供能量,有氧糖酵解更是肿瘤代谢的主要方式。丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)是糖酵解途径的限速酶,存在4种类型,其中M2型PK(PKM2)分布最广泛,功能最重要。PKM2具有激酶催化活性,可以异位至线粒体影响细胞生存,进入细胞核后可以调控基因表达,可以作为肿瘤诊断的指标、治疗的靶点和预后的参考。对PKM2功能及其调节机制的了解,可以为疾病的诊断和治疗提供新思路。     

丙酮酸脱氢酶活性调控在线粒体代谢与生长平衡中的作用

丙酮酸脱氢酶多酶复合体(PDC)催化丙酮酸生成乙酰辅酶 A(acetyl-CoA)的反应是线粒体代谢与生长的调控枢纽.丙酮酸脱氢酶激酶 (PDK)/丙酮酸脱氢酶磷酸酶(PDP)对丙酮酸脱氢酶(PDH)的磷酸化 /脱磷酸化作用以及丙酮酸/乙酰辅酶A对PDH底物产物水平的调控是线粒体适应不同生理环境的代谢调节方式,而调控 PDK基因转录的上游信号恰好也是线粒体生长或生物发生的调控机制.过氧化物酶体增殖物激活受体 (PPAR)/过氧化物酶体增殖物激活受体g共激活因子-1(PGC-1) 信号通路可能是线粒体代谢与生长在基因转录水平的共同调控通路.线粒体代谢与生长经共同通路调节可维持线粒体功能与结构之间的平衡.     

苦参碱、氧化苦参碱联合应用对ECV304活性及能量代谢影响

为探讨苦参碱和氧化苦参碱联合应用对人脐静脉内皮ECV304细胞活性及能量代谢影响,采用排列组合法确定苦参碱和氧化苦参碱联合用药的浓度配比,生长曲线法检测细胞增殖抑制作用,HE染色、透射电镜观察细胞形态变化,试剂盒测定糖代谢中相关酶活力和代谢产物含量。结果显示,氧化苦参碱1200μg/m L和苦参碱600μg/m L联合作用效果较好,联合应用对ECV304增殖抑制和形态改变较氧化苦参碱、苦参碱明显增强,可明显降低有氧氧化中的琥珀酸脱氢酶活力及ATP含量,对糖酵解的己糖激酶、丙酮酸激酶及乳酸影响较小。研究表明氧化苦参碱、苦参碱联合应用明显干扰ECV304细胞氧化磷酸化有关酶活性,减少ATP生成,抑制ECV304细胞增殖,实现抗肿瘤血管生成的间接抗肿瘤作用。     

瓦氏效应——哺乳动物生殖过程中的有氧糖酵解

糖代谢是生物体赖以生存的基本生化过程之一.哺乳动物体内不同细胞对葡萄糖的利用方式不同.摄氧充足时,细胞通过氧化磷酸化在线粒体中进行有氧呼吸;缺氧的细胞则选择抑制氧化磷酸化,通过糖酵解产生乳酸.但有些细胞在有氧条件下也能进行糖酵解,从而产生大量的乳酸,这种糖酵解途径称为瓦氏效应.以前认为瓦氏效应主要存在于肿瘤细胞中,但近来发现在哺乳动物的生殖过程中也存在瓦氏效应.本文综述了哺乳动物生殖发育过程的瓦氏效应及其与一些生殖疾病的关系.     

肿瘤有氧糖酵解的研究进展CSCD

代谢重编程是肿瘤细胞重要的标志特征。本文通过介绍恶性肿瘤细胞己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK)、葡萄糖转运蛋白(GLUT)等糖酵解过程中关键酶;PI3K/PKB、m TOR和AMPK等细胞信号转导途径;p53、c-myc和HIF-1等转录因子在肿瘤细胞有氧糖酵解中的研究进展,进而深入了解其在肿瘤诊断和治疗中具有的潜在价值。