恶性肿瘤细胞能量代谢特点及研究进展.pdf

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1、·270·中华肺部疾病杂志(电子版)2013年6月第6卷第3期ChinJLungDis(ElectronicEdition)，June2013，Vol6，No．3·综述·恶性肿瘤细胞能量代谢特点及研究进展Characteristicandprogressinenergymetabolismofmalignanttumorcells121冯延徐瑜胡义德【关键词】恶性肿瘤;能量代谢;有氧糖酵解;瓦博格效应中图法分类号:R734．2文献标识码:A恶性肿瘤的发病率、病死率逐年攀升，已位居各二、有氧糖酵解为

2、肿瘤细胞特有的代谢方式类死因的第一位，严重危害人类的健康。全球正常细胞在有氧条件下通过线粒体的氧化磷酸2008年有1270万人被新诊断为肿瘤患者，其中有化代谢葡萄糖，1分子葡萄糖可产生36或38个三760万人死于恶性肿瘤。据估计到2030年，全球将磷酸腺苷(adenosinetriphosphate，ATP)，而通过糖可能有2640万新诊断肿瘤患者，大约1700万人可酵解方式只能产生2个ATP，因此有氧糖酵解是一［1］能死于恶性肿瘤。而我国恶性肿瘤的发病率、病种低效能的能量代谢方式。肿瘤细胞生长、

3、分裂快，死率也一直呈持续增长趋势。恶性肿瘤细胞之所以需要更多的ATP，而糖酵解方式产生ATP效率低，对人类有如此大的危害且难以攻克，是因为它具有为何还采用这种能量代谢方式呢?因为糖酵解途径机体正常细胞所不具有的特征，即肿瘤的自我增殖除了为肿瘤细胞提供ATP外，还为肿瘤细胞的生能力、凋亡抵抗、无限的复制潜能、对抗生长信号的存、侵袭提供优势。首先肿瘤细胞采用有氧糖酵解不敏感性、持续的血管生成能力、组织侵袭转移能力方式可以代谢更多的葡萄糖，为核酸、氨基酸和脂肪和有氧糖酵解能力均非常强。肿瘤这七大特性的发

4、酸等生物大分子的合成提供物质基础。其次，糖酵现具有划时代意义，其中有氧糖酵解是肿瘤的最重解产生的乳酸排出到胞外，使肿瘤细胞局部保持酸［2-4］要特征之一，他为肿瘤细胞提供了生存优势。性环境，有利于肿瘤细胞对周围组织的侵袭。再者，一、肿瘤有氧糖酵解磷酸戊糖旁路途径活性增强导致NADPPH和谷胱［5-6］早在1927年，Warburg等观察到肿瘤细胞甘肽的产量增加，两者将会增加肿瘤细胞对氧化损比正常细胞代谢更多的糖并转化为乳酸。为了证实［12］伤和一些化疗药物的抵抗。而且糖酵解路径比这个现象，他们将大

5、鼠肝癌组织和正常肝脏组织分氧化磷酸化短，所以通过糖酵解方式产生ATP的速别切成薄片，测量其乳酸的产量和氧的消耗率，发现度比氧化磷酸化更快，更能满足肿瘤细胞快速分裂、正常肝组织表现出巴斯德效应，即氧气的存在抑制生长的需求。因此，肿瘤细胞能量代谢方式的转换了乳酸的产生，而肿瘤组织不管有无氧都有乳酸的要求肿瘤细胞摄取更多的葡萄糖去满足他们对能产生，同时他们在人类其他几个肿瘤中也观察到相量、生物合成和氧化还原的需求。目前，基于肿瘤细［5］同的结果。随后，Warburg等发现肿瘤组织代谢胞摄取更多葡萄糖的原

6、理而设计的氟脱氧葡萄糖正的葡萄糖是正常组织的十多倍，乳酸的产量比正常电子发射体层摄影(fluorodeoxyglucose-positron-组织多两倍。因此，他们提出了肿瘤代谢采用有氧emissiontomography，FDG-PET)已用于临床，成为肿糖酵解的假说，这一理论使他在1931年获得了诺贝瘤高效特异的诊断、分期和疗效监测的手段［13-14］。尔奖。目前这种有氧糖酵解代谢方式在多种肿瘤中三、肿瘤有氧糖酵解与线粒体功能障已证实存在，如肾癌、肺癌、乳腺癌、结肠癌、肝癌Warburg等［5

7、］在80多年前提出的肿瘤细胞能［7-11］等。量代谢由有氧呼吸转变为有氧糖酵解的基础是基于线粒体的功能障碍提出来的。但这一假说存在很多DOI:10．3877/cma．j．issn．1674-6902．2013．03．018［15］1的争议，比如，Sotgia等就认为肿瘤细胞线粒体呼作者单位:400037重庆，第三军医大学新桥医院全军肿瘤研究所吸率与正常细胞一样，不存在线粒体功能障碍和三［16］2羧酸循环减少。Yan等发现线粒体的活性和氧400037重庆，第三军医大学新桥医院呼吸内科通讯作者:胡义德

8、，E-mail:huyide_mit@yahoo．com．cn化磷酸化有利于肿瘤生长，而有异柠檬酸脱氢酶-1中华肺部疾病杂志(电子版)2013年6月第6卷第3期ChinJLungDis(ElectronicEdition)，June2013，Vol6，No．3·271·(isocitratedehydrogenases-1，DH1)(三羧酸循环中四、肿瘤有氧糖酵解与miRNA的一个酶)突变的胶质瘤患者，其生存期更长、预后microRNA是一组小的、非编码RNAs，他们能抑［17］更