氨基酸代谢重编程在肿瘤发生发展中的作用

肿瘤的发生发展不仅取决于基因的突变或缺失,还随着肿瘤细胞的代谢重塑或异常改变而发生改变。在营养缺乏的条件下,肿瘤细胞的代谢重编程赋予癌细胞快速增殖的能力。其中,氨基酸代谢重编程是肿瘤代谢异常改变的重要特征之一。研究发现,氨基酸不仅能够作为氮供体为肿瘤细胞的增殖、侵袭和免疫逃逸过程提供核苷酸等生物大分子的合成原料,而且还是肿瘤微环境中免疫细胞活化和发挥抗肿瘤作用的重要代谢物质。氨基酸代谢的异常改变与肿瘤的发生发展和肿瘤免疫密切相关,其代谢途径中的部分关键蛋白质或关键酶可作为肿瘤诊断和治疗的生物标志物。因此,本文围绕氨基酸转运体对癌细胞增殖的影响和肿瘤代谢循环过程中的谷氨酰胺、天冬酰胺、丝氨酸和甘氨酸等氨基酸代谢的异常改变进行总结,介绍了氨基酸代谢与肿瘤细胞mTOR信号通路、肿瘤微环境和免疫细胞功能的相关性,对靶向氨基酸代谢的肿瘤治疗药物进行了分析和展望。期望该工作为深入了解氨基酸代谢对肿瘤发生发展的调控及其可能存在的肿瘤治疗靶点提供有用的参考。     

氨基酸在肿瘤综合治疗中的作用

<正> 肿瘤患者的营养问题以及其对病情预后的影响早已引起广泛注意,尤其是病程晚期病人所表现的恶液质是肿瘤病人死亡原因中一个重要因素。目前,除采用手术、化疗、放疗等措施治疗肿瘤外,国外许多学者还从营养学角度寻求对策,其中以改变氨基酸代谢、达到辅助治疗效果的氨基酸疗法     

乳酸代谢——肿瘤治疗新靶点

恶性肿瘤严重危害人类健康,其治疗目前主要有手术、放疗和化疗三种方式,但疗效尚无法达到令人满意的程度,因此寻找肿瘤治疗新靶点、实现肿瘤的靶向治疗非常迫切. Warburg效应普遍存在于多种肿瘤中,其重要特征是在氧气充足的条件下,癌细胞的能量代谢仍以糖酵解为主. Warburg效应是糖酵解的典型过程,葡萄糖被大量吸收并通过糖酵解转化为乳酸.糖酵解产物乳酸可以激活癌细胞中许多重要的信号通路,促进癌细胞的存活、侵袭、免疫逃逸、转移和血管生成.因此,靶向乳酸代谢过程及其关键酶可能为肿瘤治疗提供新的靶点.本文对肿瘤细胞代谢方式的改变,乳酸对肿瘤细胞免疫逃逸、肿瘤转移、肿瘤血管生成的影响,以及以乳酸为靶点的肿瘤治疗等方面进行综述.     

兴奋性氨基酸转运体2在神经退行性变中的作用

谷氨酸是脑内必需的兴奋性神经递质之一,兴奋性氨基酸转运体（Excitatory amino acid transporterEAAT）2是最主要的谷氨酸转运体,负责脑内90%以上的谷氨酸再摄取,调节突触间隙的谷氨酸浓度。EAAT2功能紊乱导致胞外谷氨酸过量积聚,在多种神经退行性疾病的发病过程中起重要作用,如阿尔茨海默病、亨廷顿舞蹈病、肌萎缩侧索硬化等。对于人EAAT2启动子的研究发现,NF-kB在星形胶质细胞中对EAAT2表达起关键作用。通过筛选1 040种FDA批准的化合物,发现多种β-内酰胺类抗生素如头孢曲松钠等是EAAT2的转录激活剂,可以增加EAAT2的蛋白表达水平,产生神经保护作用。     

单羧酸转运体在肿瘤中的功能

单羧酸转运体 (Monocarboxylte Transporters,MCTs)属于溶质运载蛋白家族（Solute carrier family,SLC）SLC16A亚家族成员.目前已发现该家族有14个成员;研究表明,MCTs具有偶联转运细胞新陈代谢中产生的单羧酸与质子的功能. MCTs在肿瘤组织中表达普遍增高,肿瘤细胞是以糖酵解代谢方式获取能量,该过程中产生的大量乳酸被MCTs运出胞外,以保护细胞免因酸中毒诱发细胞凋亡;细胞外乳酸也能被肿瘤细胞摄取和利用.由于肿瘤组织的血管不发达,使肿瘤细胞内外的乳酸堆积,导致肿瘤细胞存活在缺氧和酸性微环境中,MCTs对此种环境中肿瘤细胞的存活与转移发挥重要作用.因此,研究肿瘤细胞和正常组织中MCTs的差异性表达及其机制,以及MCTs活性的调控机制,对于认识肿瘤细胞在缺氧和酸性微环境中存活与转移规律具有重要意义,并为肿瘤的治疗提供新的分子靶标.本文将对肿瘤中MCTs的功能研究的最新进展进行综述. 同时,结合我们的研究,提出了一些见解.     

蛋白质的翻译后修饰与肿瘤代谢

蛋白质的翻译后修饰(post-translational modifications, PTMs)可改变蛋白质的稳定性、活性或细胞定位,是其功能调控的重要方式。常见的修饰类型包括赖氨酸残基上的乙酰化、泛素化、甲基化以及丝氨酸/苏氨酸残基上的磷酸化、糖基化修饰等。研究发现蛋白质的PTMs与肿瘤的代谢及生长密切相关,而靶向蛋白质PTMs与肿瘤代谢调控的治疗策略或将具有良好的临床应用前景。本文将对蛋白质的PTMs与肿瘤代谢及生长调控间相互作用的研究进展做一阐述。     

药物代谢酶及转运体与前列腺癌药物治疗

药物代谢酶是催化体内摄入的各种药物进行生物转化的一系列重要酶,属于生物转化酶系中的一类.虽然药物生物转化的主要场所在肝脏,但在肝外组织(如前列腺)亦存在,而且可影响药物在局部的生物转化率.药物转运体在药物的跨膜转运中发挥了重要的作用,影响了药物在体内的药代动力学进程,药物转运体在组织中分布广泛;本文着重阐述这些药物代谢酶及转运体在治疗前列腺癌药物中的作用,及它们在前列腺中的特异性表达,同时讨论了在不同的治疗策略中与药物代谢酶及转运体相关的靶向作用.     

溶瘤腺病毒在肿瘤靶向治疗中的研究进展

溶瘤腺病毒是一组通过基因工程构建的腺病毒、能够选择性在肿瘤细胞中完成感染-复制周期,从而特异性地杀伤、溶解肿瘤而不伤及其他正常细胞、组织,其作用机制包括：通过基因的缺失突变、插入特异性启动子、以及通过病毒结构蛋白的修饰等方面,实现肿瘤靶向治疗作用。本文就相关研究及进展进行综述。     

氨基酸转运载体研究进展

氨基酸转运载体是介导氨基酸跨膜转运的膜蛋白,在氨基酸营养机体细胞和神经调节过程中起着重要作用;而且,其功能异常会导致严重的氨基酸吸收和代谢障碍性疾病,也具有重要的病理学意义。本文就近年来关于中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸转运载体家族成员及其组织分布、分子生物学特征、生理功能和病理学意义等研究进展进行了综述。     

氨基酸转运载体SLC38A1研究进展

氨基酸转运载体是介导氨基酸跨膜转运的膜蛋白,在医学、营养等生命科学领域有重要的研究意义。氨基酸转运载体SLC38A1选择性、生理性表达于人体正常大脑和胎盘组织,研究表明,SLC38A1在恶性肿瘤中呈过表达,可以促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移。SLC38A1有望成为新的肿瘤靶点之一,本文就SLC38A1在肿瘤中的研究进展作一综述。     

氨基酸代谢与肝性脑病

肝性脑病 (HepaticEncephalopathy)又称肝昏迷 ,即由于严重肝病引起的中枢神经系统功能紊乱 ,患者出现一系列神经精神病状 ,直至进入昏迷。在此仅从氨基酸代谢异常的角度叙述与肝性脑病的关系。     

Anaerobic Amino Acid Metabolism

Anoxic stress induces a strong change in sugar, protein, and amino acid metabolism in higher plants. Sugars are rapidly consumed through the anaerobic glycolysis to sustain energy production. Protein degradation under anoxia is a mechanism to release free amino acids contributing in this way to maintaining the osmotic potential of the tissue under stress. Among free amino acids, a particular role is played by glutamic acid, being a precursor of some characteristic compounds of the anaerobic metabolism (alanine, -aminobutyric acid, and putrescine). The glutamine synthetase/glutamate synthase cycle contributes to ammonia reassimilation and primary assimilation of nitrate, and resynthesizes constantly glutamate for the synthesis of other compounds. Some polypeptides involved in these pathways are expressed under anoxia. The importance of amino acid metabolism for the response to anaerobic stress is discussed.     

Reconstruction of Pathways Associated with Amino Acid Metabolism in Human Mitochondria

We have used a bioinformatics approach for the identification and reconstruction of metabolic pathways associated with amino acid metabolism in human mitochon- dria. Human mitochondrial proteins determined by experimental and computa- tional methods have been superposed on the reference pathways from the KEGG database to identify mitochondrial pathways. Enzymes at the entry and exit points for each reconstructed pathway were identified, and mitochondrial solute carrier proteins were determined where applicable. Intermediate enzymes in the mito- chondrial pathways were identified based on the annotations available from public databases, evidence in current literature, or our MITOPRED program, which pre- dicts the mitochondrial localization of proteins. Through integration of the data derived from experimental, bibliographical, and computational sources, we recon- structed the amino acid metabolic pathways in human mitochondria, which could help better understand the mitochondrial metabolism and its role in human health.     

槲皮素对甲硫氨酸负载大鼠氨基酸代谢的影响

为探讨槲皮素对甲硫氨酸(Met)负载大鼠氨基酸代谢的影响,将Wistar大鼠24只随机分为3组,即对照组、1％甲硫氨酸组以及1％甲硫氨酸和0.5％槲皮素组,喂养6周后,采用高压液相色谱法测定血清中半胱氨酸含量,全自动氨基酸分析仪测定血清中其他氨基酸含量.结果显示,1％甲硫氨酸干预后除对牛磺酸产生显著影响外,对其他氨基酸没有明显影响.0.5％槲皮素干预后,血清必需氨基酸苏氨酸、缬氨酸含量较1％ Met组显著升高(p＜0.05),牛磺酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸较对照组亦显著升高(p＜0.05),而血清丝氨酸和脯氨酸含量较对照组显著降低(p＜0.05).结果表明,槲皮素可能加强甲硫氨酸转硫化代谢途径.     

肠内营养联合复方氨基酸在恶性肿瘤患者化疗中的应用

为了观察肠内营养(EN)支持治疗联合复方氨基酸在恶性肿瘤化疗患者中的临床疗效及并建立相关护理方法,将68例恶性肿瘤化疗患者随机分为治疗组和对照组,每组34例,治疗组给予肠内营养支持治疗联合复方氨基酸治疗,对照组给予常规处理。对两组病人治疗前后进行生化指标监测、记录不良反应以及进行营养评估。研究结果显示,治疗组与对照组比较,人体测量值增加,血清清蛋白升高,两组比较有显著性差异(p<0.05)。本研究表明,肠内营养(EN)支持治疗联合复方氨基酸对于改善恶性肿瘤化疗病人的营养状况效果明显,并且可以提高患者对化疗的耐受力、增强免疫功能。     

蛋白质氨基酸网络研究进展

氨基酸网络是运用复杂网络工具对蛋白质结构-功能关系研究的新方法。本文回顾了氨基酸网络中常用网络参量的计算方法,如：度分布,聚集系数,平均最短路径等。结合本研究小组的工作,介绍了常用的网络构建和分析方法,并总结了氨基酸网络在蛋白质折叠以及蛋白质分子对接问题中的应用。最后,分析了氨基酸网络研究目前存在的主要问题,并对未来的工作进行了展望。