内皮细胞的M2型丙酮酸激酶有助于维持血管完整性

丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)是细胞内催化糖酵解的关键酶,其中M2型丙酮酸激酶(PKM2)在增殖能力强的细胞特别是癌细胞中高表达,因此成为临床上肿瘤治疗的一个新靶点。然而,全身应用PKM2抑制剂对于其他细胞如血管内皮细胞是否存在副作用尚不清楚。     

M2型丙酮酸激酶与肿瘤自噬

M2型丙酮酸激酶(M2 isoform pyruvate kinase, PKM2)是糖酵解途径的关键酶。PKM2在多种肿瘤中高表达,且与肿瘤发生发展密切相关。自噬(autophagy)是一个溶酶体依赖的胞内降解过程。自噬通过对肿瘤细胞葡萄糖摄取、糖酵解途径进行调控,从而影响肿瘤的生物学行为。近年来的研究逐步揭示,PKM2与肿瘤自噬之间可相互调控,PKM2可影响肿瘤自噬的发生和结果,自噬可影响PKM2的活性和蛋白量,且二者的相互作用与病人总体生存率密切相关。这些发现将为针对PKM2及自噬的肿瘤临床治疗带来新的思路。     

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。     

肿瘤有氧糖酵解的研究进展

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。     

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。     

PTB蛋白:一种调控肿瘤代谢的RNA可变剪接调节因子

多聚嘧啶区结合蛋白(polypyrimidine tract binding protein,PTB或hnRNP I)是一种在细胞内部参与mRNA代谢过程的蛋白质。PTB蛋白可结合于核酸分子上富含嘧啶碱基的序列,对mRNA前体的剪接进行调控。如在部分肿瘤细胞中,PTB的表达量升高可对肿瘤代谢过程中关键的丙酮酸激酶M(pyruvate kinase M,PKM)基因的表达进行调控,通过抑制PKM基因的可变剪接的方式上调PKM2(pyruvate kinase M2,PKM2)的表达,进而强化肿瘤细胞的有氧糖酵解过程并促进肿瘤的发展。本文结合PTB蛋白的结构及其在PKM可变剪接过程中的调节机制,简要综述了PTB蛋白对肿瘤代谢的调控作用。     

糖酵解关键酶PKM2表达水平的调控研究进展

近年的研究表明,PKM2是一个重要的肿瘤启动和发展因子,可以通过糖酵解等多种途径影响癌症的发生和发展进程,目前PKM2已经成为靶向治疗恶性肿瘤的重要靶点。围绕PKM2开展的靶向治疗方案中,除改变PKM2的酶活之外,还有一类重要策略就是降低其总体蛋白表达水平。综述了当前有关肿瘤细胞中PKM2蛋白水平调控的研究进展。     

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。     

非编码RNA在肿瘤细胞糖代谢中的调控作用

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是一类不具有蛋白质编码潜能的RNA,可分为管家ncRNA和调控性ncRNA。微RNA(microRNA,miRNA)是研究得比较清楚的一类调控性ncRNA,不仅可调控细胞分化、增殖和凋亡,还可通过调节糖酵解途径中的限速酶［如己糖激酶(hexokinase,HK)、磷酸果糖激酶(phosphofructokinase, PFK)和丙酮酸激酶(pyruvate kinase, PK)］来调控肿瘤细胞的糖代谢。长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是另一类近年来引起重视的调控性ncRNA,它们可通过调节癌基因c Myc、葡糖转运蛋白(glucose transporter, GLUT)、HK和缺氧诱导因子等来调控肿瘤细胞的糖代谢。深入了解miRNA和lncRNA等调控性ncRNA调控肿瘤细胞糖代谢的机制不仅可以使我们更加深入地了解肿瘤的发生机制,而且可能为肿瘤的预防、诊断和治疗提供新方向。     

18β-甘草次酸通过PGK1糖酵解途径抑制oxLDL诱导的血管内皮细胞凋亡研究

基于磷酸甘油酸激酶1(phosphoglycerate kinase 1,PGK1)介导糖酵解途径研究18β-甘草次酸(18β-glycyrrhetinic acid, GA)抑制氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein, oxLDL)诱导的血管内皮细胞凋亡的分子机制。采用oxLDL(100 mg/L)损伤建立体外人主动脉内皮细胞损伤模型,并给予不同浓度的GA(10、20和40μmol/L)及PGK1激动剂进行干预,Western blot法检测糖酵解关键酶PGK1、葡萄糖转运蛋白1(glucose transporter 1,GLUT1)、己糖激酶(hexokinase 2,HK2)和丙酮酸激酶M2(pyruvate kinase M2,PKM2)表达水平以及凋亡相关Bax、Bcl2、Caspase-3和Caspase-9蛋白表达水平,比色法检测细胞内乳酸和葡萄糖含量。结果表明,与对照组相比,oxLDL组内皮细胞葡萄糖消耗减少、乳酸分泌量增加,PGK1、GLUT1、HK2、PKM2、Bax、cleaved Caspase-3及cleaved ...     

PKM2调控肿瘤细胞代谢的研究进展

肿瘤细胞代谢的最重要特征是消耗大量的糖并产生乳酸。M2-型丙酮酸激酶2(PKM2)在这种代谢表型中发挥决定性的作用,体内外实验均发现PKM2的过表达可明显增强Warburg效应,促进肿瘤生长。然而关于PKM2调节肿瘤细胞代谢的机制仍然不是很清楚。当前的研究也提出了一些新颖的PKM2调节肿瘤代谢的观点。在总结当前认识的同时,提出一些本领域的未来可能的研究方向,重点突出肿瘤细胞中关于PKM2活性和特异性的争议,并对PKM2潜在的治疗策略进行讨论。     

PKM2和Notch1在结直肠癌中的研究进展

研究表明, M2型丙酮酸激酶(pyruvate kinase M2, PKM2)和Notch1在结直肠癌组织中高表达,且与结直肠癌的发生、发展有一定的关系;其表达水平亦与肿瘤的化、放疗效果有关,严重影响患者预后,是目前结直肠癌治疗和研究的关键靶点。PKM2主要通过调节癌细胞代谢及基因转录,促进癌细胞外泌体分泌,并在某些lncRNAs的调节下发挥促癌作用,可作为结直肠癌的辅助诊断指标。Notch1可在mi RNAs以及自噬的调节下发挥促癌作用,且可通过促进上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)促进结直肠癌转移。此外,PKM2和Notch1在结直肠癌中的作用与Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号通路有联系,但两者之间是否有相关性,目前尚不明确。本文主要就PKM2和Notch1在结直肠癌中的研究进展进行探讨,以期为结直肠癌的靶向治疗研究提供新思路。     

不同糖源及糖水平对大菱鲆糖代谢酶活性的影响

采用34双因素实验设计, 以初始质量为(8.060.08) g的大菱鲆幼鱼(Scophthalmus maximus L.)为对象, 研究在饲料中添加3种糖源(葡萄糖、蔗糖和糊精)及4个水平(0、5%、15%、28%)对大菱鲆肝脏糖酵解关键酶己糖激酶(HK)、葡萄糖激酶(GK)、磷酸果糖激酶(PFK)、丙酮酸激酶(PK)和糖异生关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)、1, 6-二磷酸果糖酶(FBPase)活性的影响。结果表明: 饲料糖添加量从0升高到15%时, 大菱鲆的糖酵解酶GK和PK活性随饲料葡萄糖或糊精含量的增加而增加; 当饲料中葡萄糖或糊精含量为28%时, GK和PK活性有下降的趋势。3种糖源的4个添加水平对HK和PFK活性均无显著影响(P 0.05)。添加不同水平的葡萄糖对大菱鲆糖异生途径的PEPCK活性无显著影响(P 0.05), 但在饲料中葡萄糖添加量为5%时显著促进了FBPase活性(P 0.05), 当葡萄糖添加量升高为15%或28%时, FBPase活性与对照组无显著差异(P 0.05)。糊精作为饲料糖源时抑制了大菱鲆肝脏FBPase和PEPCK的活性, 而添加不同水平的蔗糖对FBPase和PEPCK活性的影响均不显著(P 0.05)。总的来说, 从大菱鲆幼鱼肝脏糖代谢角度而言, 在饲料中添加15%的葡萄糖或糊精时, 可以有效促进大菱鲆肝脏糖酵解能力; 较添加葡萄糖, 糊精在促进大菱鲆肝脏糖酵解的同时对糖异生存在一定程度的抑制。蔗糖作为饲料糖源时, 仅在添加量为28%时显著促进糖酵解酶GK活性, 糖酵解其他酶活性以及糖异生酶活性均不受蔗糖水平的显著影响。       

PKM2促进肿瘤发展的作用机制研究

为了分析丙酮酸激酶M2型（pyruvate kinase M2,PKM2）在不同肿瘤中的表达情况及其与肿瘤患者临床预后的关系,并探索PKM2对肿瘤细胞增殖和迁移的影响及其作用机制,用TCGA数据库和免疫印迹分析了33种肿瘤中PKM2的表达情况,探索了PKM2与不同肿瘤患者预后的关系。在肺癌细胞系中过表达PKM2,利用CCK8和Transwell方法分析PKM2对肺癌细胞增殖和迁移能力的影响。利用免疫印迹检测不同肿瘤细胞中过表达和敲低PKM2对热休克蛋白90α(Hsp90α)分泌的影响以及上皮-间质转化（epithelial-mesenchgmal transition,EMT）相关蛋白的变化。TCGA数据分析显示,PKM2在包括乳腺癌、肺癌等15种肿瘤中高表达,且9种肿瘤中PKM2的高表达与肿瘤的预后具有显著相关性。在肺癌细胞中过表达PKM2后,肺癌细胞的增殖和迁移能力显著增强。过表达PKM2能够显著增加乳腺癌和肺癌中Hsp90α的分泌。敲低PKM2能够抑制N-钙黏蛋白（N-cadhesion）和波形蛋白（Vimentin）的表达,促进E-钙黏蛋白（E-cadhesion）的表达。研究...     

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.     

干扰PKM2对人白血病细胞增殖和凋亡的影响及潜在机制

目的:探讨糖酵解酶丙酮酸激酶M2型(PKM2)对人白血病细胞体外增殖和凋亡的影响及潜在机制。方法:将靶向PKM2的慢病毒载体转染人K562细胞株(sh PKM2组),同时设立空载体转染组为对照(Vector组)。采用qRT-PCR和Western blot技术分别检测Vector组和sh PKM2组PKM2 mRNA和蛋白的表达以及自噬标志物的变化; CCK-8实验检测细胞体外增殖能力;流式细胞术检测细胞周期和凋亡情况; Western blot检测凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2表达水平。结果:在稳定干扰PKM2后,PKM2的mRNA(t=11. 58,P=0. 000 3)和蛋白水平(t=11. 88,P=0. 000 3)均明显降低。与Vector组比较,shPKM2组细胞体外增殖能力显著降低(F=118. 87,P 0. 000 1)。同时,干扰PKM2可使K562细胞周期阻滞在G1期,细胞凋亡率显著增加(t=37. 23,P 0. 000 1);使促凋亡蛋白Bax表达增加(t=15. 36,P=0. 000 1)、抗凋亡蛋白Bcl-2表达降低(t=9. 965,P=0. 000 6)。此外,干扰PKM2可减弱K562细胞自噬水平,表现为LC3Ⅱ降低(t_(LC3Ⅱ)=10. 32,P_(LC3Ⅱ)=0. 000 5),而p62水平增加(t_(p62)=14. 59,P_(p62)=0. 000 1)。还发现自噬诱导剂能逆转shPKM2引起的白血病细胞体外增殖能力减弱(F=96. 32,P 0. 000 1)。结论:以上结果表明干扰PKM2可抑制人白血病K562细胞的体外增殖并促进其凋亡,其机制可能与PKM2介导的自噬活性降低有关,提示PKM2可能作为白血病诊疗的一个潜在靶点。     

PKM2对乳腺癌细胞有氧糖酵解、增殖和凋亡的影响

[目的]探讨siRNA介导的PKM2基因沉默对乳腺癌细胞中有氧糖酵解、细胞增殖和凋亡产生的影响。[方法]荧光定量PCR检测乳腺癌细胞转染siRNA-PKM2的效率,葡萄糖和乳酸试剂盒及Western Blot检测细胞的糖酵解能力,CCK-8法检测细胞增殖能力,Western Blot检测细胞的凋亡状况。[结果]与对照组相比,转染PKM2的siRNA 48h后,细胞摄取葡萄糖量及乳酸分泌量均明显降低(P0.05),两种与糖酵解相关的蛋白Glut1和PFK-1表达量均降低;细胞增殖速率减慢(P0.05);抗凋亡蛋白bcl-x L蛋白表达降低,促凋亡蛋白caspase-9蛋白表达增多。[结论]siRNA介导的PKM2基因沉默能抑制乳腺癌细胞的有氧糖酵解及增殖能力,并促进细胞凋亡。     

敲低序列相似家族172成员A 抑制肝癌细胞增殖和糖酵解

序列相似家族172成员A(family with sequence similarity 172 member A, FAM172A)已被证实与多种肿瘤的发生和恶性转化有关，但是FAM172A在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)中的作用尚不完全清楚。本研究分析了肿瘤与癌症基因组图谱数据库中50例正常肝组织和50例肝癌组织信息，结合实时荧光定量PCR和蛋白质免疫印迹结果，发现肝癌组织中FAM172A的表达高于正常肝组织。利用短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)将肝癌细胞系中FAM172A进行敲低，细胞活力检测和细胞克隆形成实验结果表明，FAM172A的敲低显著抑制了细胞的增殖(P<0.01)。此外糖酵解压力测试和Western印迹结果显示，敲低FAM172A可以有效抑制肝癌细胞的糖酵解能力，糖酵解酶己糖激酶2(hexokinase 2, HK2)、肝内磷酸果糖激酶(phosphofructokinase-liver, PFKL)、乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A, LDHA)及其转录因子c-M...     

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。     

6-磷酸果糖激酶-2/果糖双磷酸酶-2是一种重要的代谢信号酶

6-磷酸果糖激酶-2/果糖双磷酸酶-2(PFK-2/FBPase-2)是糖代谢的一种重要的信号酶。此酶是一种双功能酶,在酶蛋白中具有两个独立的催化中心。PFK-2/FBPase-2通过影响2,6-双磷酸果糖水平实现对糖酵解通路的调节。该文主要介绍PFK-2/FBPase-2的基因结构特点、同工酶,以及在肿瘤中的表达、调控等。