能量代谢与氧化应激在肿瘤中的作用及其相互关系
谷氨酰胺,磷酸化,线粒体,1肿瘤细胞中的能量代谢,1糖代谢,2谷氨酰胺代谢,3脂肪酸代谢,2氧化应激对肿瘤细胞的影响,1ROS促进肿瘤的发生发展,2ROS诱导肿瘤细胞死亡,3肿瘤能量代谢与氧化应激的关系,1肿瘤能量
阎鑫宇,张绍林,陈海燕,戴琴升(中国药科大学,南京 210009)癌症是严重威胁人类生命健康的一类疾病。据统计,2019年全球约有2360 万癌症新发病例,约1000 万人死于癌症。虽然自1991年起,美国的癌症病死率持续下降,总体约下降32%。但是,全球的形式仍然不容乐观,科学家们仍然在不断探索,希望能够通过更加深入地了解癌症以找到有效的治疗方法。在对癌症生物学的研究中,癌症代谢是研究最为深入的热门研究方向之一。早在20 世纪20年代,Warburg 就观察到肿瘤细胞中的糖酵解速率会明显升高,即使在氧气充足的情况下,肿瘤细胞仍然会以糖酵解为主,这种现象被称作“有氧糖酵解”或“Warburg 效应”。2011年,能量代谢重编程被列入了肿瘤的十大特征之一。能量代谢重编程不仅为肿瘤细胞的生长和增殖提供能量和生物大分子合成所需的物质,同时还支持肿瘤细胞在应激条件下能够生存下来。近年来,越来越多的研究表明肿瘤能量代谢与氧化应激关系密切,肿瘤代谢重编程与氧化应激反应在肿瘤的发生发展中起着关键性的作用。本文旨在对肿瘤能量代谢,氧化应激以及它们之间的关系作一综述。
1 肿瘤细胞中的能量代谢
能量代谢是机体生命活动的基本特征之一,无论是在正常细胞还是肿瘤细胞中,细胞的生长增殖都需要能量来支持。细胞中的能量主要是由三磷酸腺苷(ATP)所提供,而细胞中大部分的ATP 是通过葡萄糖分解所产生的,少量由谷氨酰胺分解以及脂肪酸代谢补充提供。
1.1 糖代谢
Warburg 假说在肿瘤糖代谢的研究领域是一个里程碑式的标志。该假说认为糖酵解是肿瘤细胞的主要供能途径,即使氧气充足,肿瘤细胞依旧依赖于糖酵解供能。1 分子的葡萄糖通过糖酵解途径分解成丙酮酸共涉及9 ~10 个步骤,期间会产生2 分子ATP,而通过线粒体的氧化磷酸化完全氧化则会产生32 ~33 分子ATP。肿瘤细胞为了快速增殖需要大量的能量供应,但是它却选择了产能更低的糖酵解。Warburg 认为这是由于肿瘤细胞的线粒体功能受损,使其只能依赖于糖酵解产生能量。但是,通过对肿瘤细胞线粒体的研究发现,肿瘤细胞中的线粒体保持着完整的功能,而且当靶向敲除线粒体DNA 时,无论是体外还是体内的癌细胞系致瘤功能都会下降。甚至有研究发现肿瘤细胞会积累大量的线粒体,其中具有更多受损线粒体的肿瘤细胞更趋向于维持良性状态,而积累了更多形态完整、功能正常线粒体的肿瘤细胞则更易发展为恶性。
事实上,大多数的肿瘤细胞仍然依赖于线粒体的氧化磷酸化供能。对于肿瘤细胞而言 ......
您现在查看是摘要页,全文长 13268 字符。