乳酸脱氢酶和Warburg效应的研究进展北大核心CSCD

糖代谢过程的关键限速酶乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)可提升糖酵解速率和促使局部形成酸性微环境。研究发现LDH与恶性肿瘤关系密切,LDH通过Warburg效应调节乳酸产生,而适当的酸性调控则对LDH形成负反馈调节回路。肿瘤细胞的LDH-A基因异常激活常伴随着LDH-B基因的异常失活,LDH-A的异常激活及丙酮酸脱氢酶的失活,可进一步促使丙酮酸转化为乳酸,后者不仅仅作为代谢产物,而且是肿瘤细胞的主要能量来源。     

乳酸脱氢酶和Warburg效应的研究进展

糖代谢过程的关键限速酶乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)可提升糖酵解速率和促使局部形成酸性微环境。研究发现LDH与恶性肿瘤关系密切,LDH通过Warburg效应调节乳酸产生,而适当的酸性调控则对LDH形成负反馈调节回路。肿瘤细胞的LDH-A基因异常激活常伴随着LDH-B基因的异常失活,LDH-A的异常激活及丙酮酸脱氢酶的失活,可进一步促使丙酮酸转化为乳酸,后者不仅仅作为代谢产物,而且是肿瘤细胞的主要能量来源。     

体外培养的哺乳动物细胞的葡萄糖和谷氨酰胺代谢

综述体外培养哺乳动物细胞的葡萄糖和谷氨酰胺代谢。大部分的葡萄糖通过糖酵解途径为细胞提供中间代谢物质和能量 ,最终生成乳酸 ,只有很少部分进入TCA循环和磷酸戊糖途径。谷氨酰胺通过谷氨酰胺酶生成谷氨酸 ,并进一步通过谷氨酸脱氢酶或转氨酶生成α -酮戊二酸进入TCA循环 ,为细胞提供中间代谢物质和能量。糖酵解和谷氨酰胺代谢 (glutaminolysis)受葡萄糖和谷氨酰胺的影响而相互调节。     

Mondo蛋白在肿瘤相关代谢中的研究进展

转录因子Mondo蛋白家族包括MondoA和ChREBP(MondoB)两个家族成员,是葡萄糖介导的基因转录调控的关键调控因子,可直接调控糖酵解和脂肪酸生成相关基因的表达,在细胞代谢与能量平衡中发挥重要作用。细胞代谢改变是肿瘤的重要特征之一,为肿瘤细胞生长及恶性进展创造了有利条件。近年来,研究发现,Mondo蛋白在肿瘤细胞糖酵解、脂肪酸合成和谷氨酰胺利用等代谢通路中发挥着重要作用,而且Mondo蛋白调控肿瘤细胞的代谢,其在肿瘤细胞生长、增殖和侵袭等过程中的作用值得肿瘤研究者关注。因此,更好地认识Mondo蛋白调控肿瘤细胞代谢的机制,将为癌症的治疗提供新的方向。本文对Mondo蛋白家族成员的分子特征、表达调控、组织特异性功能及其在肿瘤代谢重编程和细胞增殖中的最新研究进行综述,为肿瘤的防治提供新思路。     

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。     

P53与肿瘤细胞脂代谢

肿瘤细胞除线粒体有氧代谢减弱,糖酵解过度活跃外,脂代谢的异常也是其重要的特征。本文通过综述抑癌基因P53对肿瘤细胞脂代谢的调节过程,为探究肿瘤代谢重编程的分子机制以及寻找治疗靶点提供线索。     

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.     

脂代谢重编程在肝癌恶性演进中的最新研究进展

肝癌是一种非常常见的消化道肿瘤，其恶性程度高，发病隐匿，早期可无症状，且发病率也在逐年升高。代谢重编程是癌细胞为了满足细胞快速生长所需的大量能量，使其代谢方式发生改变。尽管与其他代谢变化(例如葡萄糖和谷氨酰胺代谢)相比，癌细胞中脂肪酸代谢的变化受到的关注较少，但最近的研究逐渐发现了脂类代谢重编程在癌变过程中的重要性。该文以脂代谢重编程为基础，介绍其在肝癌恶性演进中的最新进展。     

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。     

古菌独特的脱氧酮糖酸(ED)葡萄糖酵解途径

葡萄糖通过"中心代谢途径"降解为丙酮酸的过程对于生物体物质及能量的代谢具有重要的作用.古菌的葡萄糖酵解过程具有与真核生物以及细菌葡萄糖代谢显著不同的特征.生化性质分析、基因组学、代谢组学等研究结果表明,古菌糖酵解Embden-Meyerhof(EM)与Entner-Doudoroff(ED)途径具有许多与真核生物及细菌经典的EM与ED途径不同的特异性酶类,其中ED糖酵解代谢又可分为非磷酸化与半磷酸化的糖酵解途径.古菌独特的ED糖酵解途径在代谢路径、酶、调节位点、表达调控、能量转化等方面与真核生物及细菌经典的糖酵解途径均存在明显的差异,反映了其适应极端的生理环境而形成可塑性代谢路径的能力.本文综述了古菌ED葡萄糖降解过程中的各种酶、调控机制以及能量转化特征的最新进展,并对进一步的研究方向做了展望.     

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。     

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。     

哺乳动物生物钟与能量代谢的相关研究进展

生物钟广泛存在于各种生物体中,是生命体的一种内源调节机制。哺乳动物生物钟系统与机体营养代谢和能量平衡有着密切的关系。概述了生物钟系统通过营养途径、限速酶途径、核受体途径对哺乳动物机体代谢活动和能量平衡的调控,以及哺乳动物代谢稳态对生物钟系统的影响,从而为从生物钟调控的角度治疗和防控代谢综合征提供新的思路。     

植物乳杆菌CGMCC8198干预脂代谢紊乱发挥肝癌防治作用

【背景】脂代谢异常是肝癌发生发展过程中重要的代谢事件,研究发现多种乳酸菌在调节糖脂代谢过程中发挥重要作用。【目的】探究植物乳杆菌CGMCC8198 (TCCC11824)是否会通过调节HMGCR/SMYD3脂代谢通路,进而对肝癌细胞的发生发展产生影响。【方法】采用不同浓度的(5、10、15μg/mL)植物乳杆菌CGMCC8198破碎上清液(Lactobacillus plantarum CGMCC 8198 Crushed Supernatant,LpS)处理HepG2细胞不同时间。利用蛋白免疫印迹(Western Blot)、油红染色以及实时定量荧光PCR(Real Time Quantitative PCR,RT-qPCR)等方法检测LpS对肝癌细胞脂肪变性及HMGCR/SMYD3脂代谢关键通路的影响;通过MTT法、细胞划痕实验、流式细胞术检测LpS对脂代谢紊乱过程中HepG2细胞增殖、迁移和凋亡的影响。【结果】LpS可以抑制脂代谢紊乱肝癌细胞中HMGCR、SMYD3、SREBP-2等基因的表达,同时也可以剂量依赖地抑制细胞增殖、迁移,促进细胞凋亡。【结论】LpS可以通过抑制脂代谢关键转录调控因子SREBP-2和HMGCR的表达来抑制肝癌细胞的脂代谢,进而促进肝癌细胞的内源性凋亡。     

靶向甲羟戊酸途径抗血液肿瘤的研究进展

甲羟戊酸(mevalonate, MVA)途径是胆固醇合成的核心代谢通路,该途径异常参与多种肿瘤发生发展。羟甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase, HMGCR)、羟甲基戊二酰辅酶A合酶1 (3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase 1, HMGCS1)及固醇调节元件结合蛋白2 (sterol regulatory element binding protein 2, SREBP2)是MVA途径关键限速蛋白,能够在基因转录、蛋白质翻译和降解等过程中被精细调控。本文围绕MVA途径调控网络关键代谢酶、其与血液肿瘤的关系以及相关调节剂在血液肿瘤中的应用进行综述。     

PKM2调控的糖酵解促进NLRP3和AIM2介导的炎症小体激活

正败血症和感染性休克具有高致死率。近来研究发现,免疫代谢可能参与了对败血症的调控,但是其中的具体机制尚不清楚。本文作者发现糖酵解通过促进巨噬细胞炎症小体激活进而调控了败血症的发生。在此过程中,糖代谢的关键酶,丙酮酸     

脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）的生物学功能及调控机制

脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)是近年来研究发现的启动脂肪动员的又一关键脂肪酶. ATGL能特异性地水解甘油三酯(TAG)的第一酯键,被认为是TAG水解过程的限速酶. ATGL在脂肪组织和非脂肪组织脂代谢过程中都发挥着重要作用,其活性和表达在细胞内受到转录水平、翻译后水平等调控.ATGL介导的脂解过程可能与肥胖、糖尿病、脂肪肝等代谢疾病存在关联.本文主要就ATGL的结构特征、生物学功能及其调控机制进行综述,并对今后的研究方向和应用进行了展望.     

果糖诱导肥胖和内脏脂肪蓄积的研究进展

果糖摄入量的增加与肥胖及非酒精性脂肪肝的严重程度密切相关。机体的果糖代谢在很多方面均与葡萄糖代谢不同。首先,果糖可促进食物摄取、减慢静息状态能量代谢。其次,在不增加能量摄入的条件下,果糖可绕过糖酵解途径中受细胞能量状态调控的关键限速步骤,生成过量的乙酰辅酶A,进入脂肪从头合成途径合成脂肪。但最重要的不同是,果糖在细胞内代谢时可引起快速而不可逆的ATP消耗和嘌呤核苷酸转换,并最终诱导尿酸生成。果糖诱导的尿酸生成可减少脂肪酸氧化,尤其是可通过诱导线粒体氧化应激激活脂肪合成途径,导致肥胖和内脏脂肪蓄积。因此,果糖的特殊代谢效应可能在肥胖和内脏脂肪蓄积中扮演了重要角色,果糖摄入量增加可能是肥胖及其相关代谢性疾病的重要原因。     

硬酯酰辅酶A去饱和酶1调控肝细胞癌脂肪酸代谢异常的作用机制

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的发病率和致死率在我国位居前列。近年来,HCC的多组学研究发现,单不饱和脂肪酸的增多有利于HCC细胞脂肪酸的从头合成,而硬脂酰辅酶A去饱和酶1(stearoyl-CoA-Ddesaturase, SCD1)是饱和脂肪酸向不饱和脂肪酸转化的关键限速酶,SCD1活性的升高是肝细胞癌发生的主要原因之一。通过p53、Wnt/β-catenin、EGFR、自噬等途径的调节,SCD1介导的脂肪酸去饱和途径促使HCC细胞的脂肪酸代谢平衡向不饱和脂肪酸倾斜,促进癌细胞的增殖和侵袭,减少癌细胞的凋亡。干预SCD1的表达可以有效抑制HCC进展。SCD1在肝细胞癌的发展中具有重要作用,有望成为肝细胞癌的治疗靶标之一。本综述关注肝疾病中调控脂肪酸代谢的关键酶SCD1,整理分析了SCD1的表达和调控与肝的脂肪酸代谢异常及HCC发生之间的关系,SCD1与肝细胞癌主要致癌分子的作用,以及可能的SCD1干预方法。希望为深入探究肝的代谢与HCC发生及演进打开新的思路,为HCC的治疗增添新的靶点。     

糖酵解参与痫性发作时能量代谢及痫性发作终止机制

痫性发作时大量神经元异常同步放电而导致脑内生物能量大量消耗,在此应激状态下,无氧酵解供能系统启动以缓解有氧代谢(三羧酸循环)供能系统的能量供应短缺。研究表明,糖酵解过程作为生物体内重要的旁路供能途径,参与了痫性发作过程,为痫性发作提供能量,而其代谢产物乳酸可能参与痫性发作的终止。现就糖酵解过程参与痫性发作的可能作用机制,从下述两个方面进行综述(1)糖酵解过程在痫性发作能量代谢中的作用;(2)糖酵解过程代谢产物可能影响痫性发作的终止。