葡萄糖轉運蛋白1與腫瘤能量代謝關系的研究進展

余蘇云，劉兆國，賈　琦，陳力川，祝娉婷，陳文星,3，王愛云,3，陸　茵,3

(1.南京中醫(yī)藥大學藥學院，2. 江蘇省中藥藥效與安全性評價重點實驗室, 3.江蘇省中醫(yī)藥防治腫瘤協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京　210023)

?

葡萄糖轉運蛋白1與腫瘤能量代謝關系的研究進展

余蘇云1,2，劉兆國1,2，賈琦1,2，陳力川1,2，祝娉婷1,2，陳文星1,2,3，王愛云1,2,3，陸茵1,2,3

(1.南京中醫(yī)藥大學藥學院，2. 江蘇省中藥藥效與安全性評價重點實驗室, 3.江蘇省中醫(yī)藥防治腫瘤協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京210023)

近年來，腫瘤能量代謝的研究逐漸成為熱點。已有研究表明，多種因子參與對腫瘤能量代謝的調控，其中尤以葡萄糖轉運蛋白1(GLUT1)的作用最為關鍵。研究發(fā)現(xiàn)，GLUT1不僅能夠調控腫瘤細胞對葡萄糖的攝取，維持葡萄糖的基礎代謝；同時GLUT1還在多種腫瘤中異常表達，以滿足腫瘤細胞快速生長對能量的需求，對維持腫瘤細胞的生長、分化、轉移及預后也發(fā)揮關鍵的調控作用。與此同時，隨著GLUT1三維晶體結構的解析，設計出GLUT1的小分子抑制劑，從而實現(xiàn)“餓死”腫瘤細胞的目的已經成為了可能。這使得GLUT1作為治療靶點，備受人們關注。該文主要對GLUT1與腫瘤能量代謝的關系研究進展進行綜述，探討GLUT1介導調控腫瘤能量代謝的分子機制及其與臨床治療腫瘤的策略，為臨床的后續(xù)研究和治療提供重要參考。

腫瘤轉運體-1；腫瘤代謝；葡萄糖；分子機制；特異性受體；治療策略

腫瘤是目前全球所面臨的一個主要健康問題，同時也是導致人類死亡的主要殺手，嚴重影響人們的健康和生活質量[1]。腫瘤細胞的生長依賴于能量的不斷供給，而葡萄糖則是腫瘤細胞能量的主要來源。已有研究表明，葡萄糖進入細胞的過程中需要葡萄糖轉運蛋白(GLUTs)的參與[2]，而在眾多的轉運蛋白中又以GLUT1的作用最重要。進一步研究發(fā)現(xiàn)，GLUT1在多種腫瘤中的表達都升高，如：肺癌、肝癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、結直腸癌等[3-7]，其表達升高可使得腫瘤細胞能夠大量攝入葡萄糖來維持細胞的生長和發(fā)展，這使得GLUT1可以作為檢測癌變的一個指標用于臨床檢查。鑒于GLUT1可以調控腫瘤能量代謝，因此，通過靶向GLUT1直接阻斷腫瘤細胞的能量來源，從而實現(xiàn)將腫瘤細胞“餓死”，成為了目前腫瘤治療的新思路。本文主要對GLUT1與腫瘤能量代謝的關系研究進展進行綜述，探討GLUT1介導調控腫瘤能量代謝的分子機制及其與臨床治療腫瘤的策略，為臨床的后續(xù)研究和治療提供重要參考。

1　GLUT1及其生理功能

已有研究表明，GLUTs在葡萄糖代謝中發(fā)揮重要作用，葡萄糖分子在其協(xié)助下能夠自由穿過細胞膜的脂質雙分子層，從而實現(xiàn)細胞對葡萄糖的攝取[8]。目前，已經發(fā)現(xiàn)14種GLUT蛋白，它們的底物包括葡萄糖、果糖及木糖等，這其中以GLUT1、2、3、4的生理功能最為重要，GLUT1因最早被發(fā)現(xiàn)而得名。研究表明，GLUT1幾乎存在于人體的每個細胞，包括紅細胞和血腦屏障等，因此GLUT1與很多疾病代謝失調有關，對其研究也就顯得尤為重要。研究發(fā)現(xiàn)，GLUT1的主要生理功能有：① 作為分布最為廣泛的轉運體之一，GLUT1主要負責調控正常細胞對葡萄糖的攝取，維持葡萄糖的基礎代謝，協(xié)同分布特異性GLUTs，可以起到局部調節(jié)的作用[9]；② GLUT1可通過血腦屏障，在相應的內皮細胞及神經細胞內高表達，其缺陷會導致腦內能量代謝障礙，在缺血缺氧性腦病的發(fā)生、發(fā)展中起著決定性作用[10]；③ GLUT1的異常表達會引起紅細胞功能缺陷，導致組織缺氧[11]。

2　GLUT1介導調控腫瘤能量代謝

GLUT1是葡萄糖轉運蛋白家族的主要成員之一，其主要作用是將葡萄糖轉運至細胞內，其本身可作為葡萄糖轉運的一個限速因素，因此在腫瘤的能量代謝中發(fā)揮了至關重要的作用。腫瘤細胞的快速增殖使得腫瘤內部處于缺氧狀態(tài)，與有氧呼吸相比，無氧條件下糖酵解生成的三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)的量極少，因此腫瘤細胞需要大量表達GLUT1來滿足其對能量的需求，這使得GLUT1已成為潛在的腫瘤細胞標志物[12]。大量研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞中GLUT1的表達增多能夠加速細胞對葡萄糖的攝取，為糖酵解提供充足的原料，促進ATP的生成，而糖酵解過程中的中間產物可以合成脂肪酸、核酸，并調節(jié)細胞代謝及生物合成，從而促進腫瘤的生長和轉移等過程。

Yan等[13]研究發(fā)現(xiàn)，編碼GLUT1蛋白的SLC2A1基因在胃癌組織中高表達，作者用高表達SLC2A1基因的MGC-803和MKN28的胃癌細胞株進行實驗，發(fā)現(xiàn)這些細胞能夠吸收更多的3H-2-脫氧葡萄糖，產生更多的6-磷酸果糖、甘油醛-3-磷酸、丙酮酸和乳酸，且其生長、遷移和侵襲的程度都要比對照組高。Ma等[14]通過免疫組化的方法發(fā)現(xiàn)乳腺癌患者中N-myc下游調節(jié)基因2(N-mycdownstream regulated gene 2, NDRG2)與GLUT1之間呈負相關；進一步研究發(fā)現(xiàn)，NDRG2能夠通過促進GLUT1的降解來抑制葡萄糖的吸收，從而抑制乳腺癌的發(fā)生與發(fā)展。Xu等[15]研究表明，NDRG2能夠通過抑制c-Myc的表達進而抑制GLUT1、HK2及PKM2的表達，從而抑制腫瘤細胞的糖酵解和谷氨酰胺代謝。Sun等[16]研究發(fā)現(xiàn)，體外敲除丙酮酸激酶M2(pyruvate kinase M2, PKM2)能明顯抑制細胞增殖、葡萄糖攝取、ATP生成和脂肪酸的合成。Western blot結果顯示敲除PKM2后，GLUT1和ATP檸檬酸裂解酶的表達減少，該研究結果表明可通過抑制PKM2來實現(xiàn)抑制GLUT1的表達及糖酵解過程。Vaz等[17]研究發(fā)現(xiàn)，雄激素能夠通過增加GLUT1、GLUT3及磷酸果糖激酶(phosphofructokinase, PFK)的表達來促進前列腺癌細胞消耗葡萄糖和產生乳酸。綜上所述，諸多研究均顯示GLUT1在調控腫瘤能量代謝中發(fā)揮了關鍵作用，表明其可作為腫瘤治療的潛在靶點。讓人感到興奮的是，2014年清華大學的顏寧教授課題組[18]利用生物大分子晶體學線站(biological macromolecular crystallography line station)BL17U1解析出了GLUT1的三維晶體結構，為GLUT1在腫瘤能量代謝中的研究開辟了新的篇章。該研究的重要意義在于，利用GLUT1的晶體結構可以精確定位到與癌癥相關的突變氨基酸，這為腫瘤的治療提供新的契機。

3　GLUT1介導調控腫瘤能量代謝的分子機制

目前，關于GLUT1介導調控腫瘤能量代謝的研究已有諸多報道，相關分子機制也已被揭示，概括起來主要有以下幾點：

3.1AKT參與GLUT1對腫瘤代謝的調控蛋白激酶B(protein kinase B)，又稱AKT，是一種常見的、活化的癌基因產物，研究表明其在癌癥Warburg效應的激活中發(fā)揮了重要的作用，同時研究發(fā)現(xiàn)其活化可使細胞內ATP的含量增加2～3倍。Chen 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，常山酮(halofuginone,HF)能夠通過調控AKT/mTORC1信號通路抑制結直腸癌的發(fā)展。進一步研究發(fā)現(xiàn)，常山酮通過調控AKT信號通路降低糖酵解中GLUT1和己糖激酶2的表達，從而抑制腫瘤細胞葡萄糖的吸收和糖酵解過程。Makinoshima等[20]研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/AKT/mTOR信號抑制劑能夠有效的抑制細胞膜上GLUT1的表達，并且使用RNAi干擾GLUT1的表達后，能明顯降低細胞的有氧糖酵解過程和細胞的增殖速率。

3.2HIF-1α參與GLUT1對腫瘤代謝的調控缺氧誘導因子-1(hypoxia-inducible factor 1，HIF-1)是一種介導適應性反應的轉錄因子，能在缺氧條件下維持機體的氧穩(wěn)態(tài)，對促進腫瘤細胞的能量代謝和血管生成中扮演著重要角色。Fan等[21]研究發(fā)現(xiàn)，HPV16 E6/E7在調控Warburg效應中發(fā)揮了重要的作用，作者通過實驗表明HPV16 E6/E7、HIF-1α和GLUT1在惡性腫瘤中都高表達，且HPV16 E6/E7能明顯促進HIF-1α和GLUT1的表達。進一步研究表明，使用HIF-1α抑制劑能明顯下調GLUT1蛋白及其mRNA的表達，所以HPV16 E6/E7對GLUT1的調控作用是通過調節(jié)HIF-1α的表達來實現(xiàn)的。Chen等[22]研究發(fā)現(xiàn)乏氧誘導抑制因子(factor inhibiting HIF1α, FIH-1α)能夠抑制人結腸癌，且機制研究表明，F(xiàn)IH-1α能夠抑制結腸癌細胞中HIF-1α介導的GLUT1的轉錄。同時，研究發(fā)現(xiàn)缺失或減少FIH-1α基因的表達可導致HIF-1α組成性的活化，并且可導致HIF-1α靶基因如GLUT1等的表達增加。

3.3AMPK信號參與GLUT1對腫瘤代謝的調控磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)是能量代謝調節(jié)的關鍵分子，在鍛煉或骨骼肌伸縮的條件下可被激活，其激活可促進葡萄糖的重吸收和糖酵解，儲存能量，在維持體內葡萄糖的平衡中發(fā)揮著重要的作用。

Wu等[23]研究發(fā)現(xiàn)，硫氧還蛋白互作蛋白(thioredoxin-interacting protein, TXNIP)能夠通過與GLUT1結合直接抑制葡萄糖的攝取。研究還發(fā)現(xiàn)，能量應激會導致TXNIP磷酸化，其磷酸化過程依賴于AMPK，磷酸化的TXNIP會快速降解，并導致GLUT1的功能增強及mRMA水平增加。這表明AMPK參與介導了GLUT1的調控。Yun等[24]研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖的缺失會導致GLUT1水平明顯增加，這種作用依賴于AMPK的激活。

3.4癌基因參與GLUT1對腫瘤能量代謝的調控在眾多癌基因中，部分抑癌基因可以通過抑制GLUT1的表達來減少腫瘤細胞對葡萄糖的攝??；而部分原癌基因則可以通過促進GLUT1的表達，提高腫瘤細胞對葡萄糖的轉運。Schwartzenberg-Bar-Yoseph等[25]研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤抑制基因p53能夠通過抑制GLUT1和GLUT4的轉錄來下調相關蛋白的表達，從而抑制了腫瘤細胞的糖代謝和能量供應。而Zhang等[26]研究發(fā)現(xiàn)，p53的突變則能夠通過促進GLUT1易位到細胞膜上來刺激Warburg效應。Yun等[27]研究發(fā)現(xiàn)，結直腸細胞中Kras和Braf的突變能夠上調GLUT1基因的表達，促進葡萄糖的吸收和糖酵解，這在代謝和能量應激方面為腫瘤細胞的生長提供了優(yōu)勢。Osthus等[28]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠的成纖維細胞和肝臟中的c-Myc能夠直接靶標并誘導GLUT1的表達，增加細胞對葡萄糖的吸收。

4　臨床靶向GLUT1抑制腫瘤能量代謝的策略

4.1根據(jù)GLUT1的晶體結構設計特異性抑制劑腫瘤細胞因生長需求要消耗大量的能量，而葡糖糖又是腫瘤細胞的唯一“口糧”，GLUT1在細胞中過量表達往往預示著癌變的發(fā)生。2014年，顏寧等將GLUT1的晶體結構解析出來，他們報道了分辨率為3.2埃的人類GLUT1晶體結構，捕獲的全長GLUT1蛋白呈現(xiàn)一種向內開放的構象，并表現(xiàn)出典型的MFS 家族折疊方式——由12個跨膜螺旋組成N端和C端兩個以假兩次軸對稱的結構域。這種結構使得研究人員能夠精確地繪制出GLUT1中致病突變結構圖譜，并闡明其潛在機制。因此，根據(jù)GLUT1的組成、結構和工作機制，就有可能準確設計出小分子抑制劑，通過人工干預調控GLUT1對葡萄糖的轉運，通過阻斷對腫瘤細胞的葡萄糖供應從而“餓死”癌細胞。

4.2多種特異性抑制劑聯(lián)合用藥近年來，聯(lián)合使用多種分子特異性抑制劑多靶點的實施對腫瘤的治療越來越受到人們的重視，其中AKT抑制劑、mTOR抑制劑、PI3K抑制劑、HIF-1α抑制劑以及AMPK抑制劑等已被當做一種抗腫瘤藥物用于多種腫瘤的研究和治療中，但是單獨使用這些抑制劑治療腫瘤的效果都不是非常理想。鑒于AKT、mTOR、PI3K、HIF-1α以及AMPK等都參與了對GLUT1的調控，因此，將這些抑制劑聯(lián)合使用，實現(xiàn)多靶治療也許能夠達到協(xié)同的效果，從而提高腫瘤患者的預后和生存質量。

4.3靶向療法目前，已有直接靶向于GLUT1治療腫瘤的療法，Koch等[29]通過研究發(fā)現(xiàn)，用shRNA干擾黑色素瘤細胞中GLUT1的表達后，能夠明顯抑制黑色素瘤細胞的增殖和遷移，并促進凋亡；進一步用GLUT1的抑制劑也得到了類似的結果，表明抑制GLUT1的表達在腫瘤治療中有廣闊的前景。但是目前的化療藥物存在的問題是在抑制腫瘤細胞中GLUT1的同時，也會抑制正常細胞的GLUT1的表達，從而引起一系列副作用，因此將GLUT1抑制劑靶向到腫瘤細胞中成為了目前的一種新思路。利用腫瘤細胞GLUT1高表達的特點, 可以在化療藥物中加入一定的葡萄糖或者給化療藥物引入葡萄糖配基，提高腫瘤細胞對藥物的攝取, 使藥物能夠直接靶向腫瘤細胞，最大程度的發(fā)揮藥物的療效，從而達到對腫瘤的有效抑制作用。另外，也可以通過設計新的靶向劑型，使化療藥物直接靶向于腫瘤細胞，以達到從根本上阻斷腫瘤的能量來源，實現(xiàn)“餓死”腫瘤細胞的目標。如：可用氧化納米粒管裝載難溶性抗腫瘤化合物，在外部磁場的作用下，將難溶性抗腫瘤藥物靶向輸送到腫瘤。

4.4維他命C療法早在20世紀70年代，Linus Pauling就提出維生素C可以對抗癌癥，但這種想法在當時并沒有被認可。2015年11月，《Science》的一篇報道表明,GLUT1能夠將維生素C的氧化形式——去氫抗壞血酸(DHA)轉運到到細胞內，從而引起氧化應激反應，導致ROS聚積，并促進甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, GAPDH)的失活，進而影響葡萄糖代謝，使腫瘤細胞因能量供應不足而死亡[30]。因此，利用GLUT1對DHA的轉運作用的維他命C療法來治療腫瘤也成為了腫瘤治療的一種新思路。

5　小結

GLUT1作為葡萄糖轉運蛋白家族的主要成員之一，臨床研究已證實其在多種腫瘤細胞中表達上調，同時研究顯示，GLUT1是腫瘤細胞內能量代謝的關鍵調控因素，干擾其功能可導致腫瘤細胞因缺少能量來源而死亡。目前，針對GLUT1開展腫瘤的治療仍然存在著一些問題，概括起來主要有以下幾點：① 目前尚未設計出合適的小分子抑制劑來下調腫瘤細胞中GLUT1的表達；② 葡萄糖轉運蛋白家族的亞型眾多，許多亞型與GLUT1之間存在著協(xié)同作用，因此抑制GLUT1之后，其它亞型是否會發(fā)生代償性增加的作用目前尚不清楚；③ 最新發(fā)現(xiàn)的維生素C療法雖然在腫瘤防治中有一定的作用，但其較大的攝入量使其在臨床使用中存在一定的局限性。盡管針對現(xiàn)有研究靶向GLUT1治療腫瘤仍然存在著很多挑戰(zhàn)；與此同時，維生素C療法的發(fā)現(xiàn)也使得人們需要對GLUT1的功能進行更加深入的了解和研究。然而隨著GLUT1三維晶體結構的解析，GLUT1蛋白作為治療靶點用于干預和治療腫瘤的已逐漸成為可能。綜上所述，筆者認為GLUT1蛋白有望成為新一類的抗腫瘤靶點，并在腫瘤的預防和治療中具有廣闊的應用前景。

[1]沈培亮，劉兆國，孫麗華，等. 腫瘤治療新靶點TRAP1研究進展[J]. 中國藥理學通報，2016, 32(4): 459-63.

[1]Shen P L, Liu Z G, Sun L H, et al. Research progress of a new oncotherapy target TRAP1[J].ChinPharmacolBull, 2016, 32(4): 459-63.

[2]Deng D, Yan N. GLUT, SGLT,SWEET: Structural and mechanistic investigations of the glucose transporters[J].ProteinSci, 2015, 25(3):546-58.

[3]Teicher B A. Targets in small cell lung cancer[J].BiochemPharmacol, 2014,87(2):211-9.

[4]Shang R, Wang J, Sun W, et al. RRAD inhibits aerobic glycolysis, invasion, and migration and is associated with poor prognosis in hepatocellular carcinoma[J].TumourBiol, 2016,37(4):5097-105.

[5]Kim W S,Kim Y Y,Jang S J, et al. Glucose transporter 1 (GLUT1) expression is associated with intestinal type of gastric carcinoma[J].JKoreanMedSci, 2000,15(4):420-4.

[6]Xintaropoulou C, Ward C, Wise A, et al. A comparative analysis of inhibitors of the glycolysis pathway in breast and ovarian cancer cell line models[J].Oncotarget, 2015, 6(28):25677-95.

[7]Mezheyeuski A, Nerovnya A, Bich T, et al. Inter- and intra-tumoral relationships between vasculature characteristics, GLUT1 and budding in colorectal carcinoma[J].HistolHistopathol, 2015, 30(10):1203-11.

[8]Barron C C, Bilan P J, Tsakiridis T, Tsiani E. Facilitative glucose transporters: Implications for cancer detection, prognosis and treatment[J].Metabolism, 2016, 65(2):124-39.

[9]Jurcovicova J. Glucose transport in brain-effect of inflammation[J].EndocrRegul, 2014, 48(1):35-48.

[10]Garg M, Thamotharan M, Becker D J, Devaskar S U. Adolescents with clinical type 1 diabetes display reduced red blood cell glucose transporter isoform 1(GLUT1)[J].PediatrDiabetes, 2014, 15(7):511-8.

[11]Sage J M, Carruthers A. Human erythrocytes transport dehydroascorbic acid and sugars using the same transporter complex[J].AmJPhysiolCellPhysiol, 2014, 306(10):C910-7.

[12]Kapoor S. Glucose transporter 1(GLUT1) and its emerging role as a significant prognostic marker in systemic malignancies[J].IntJColorectalDis, 2013, 28(9): 1317-8.

[13]Yan S, Wang Y, Chen M, et al. Deregulated SLC2A1 promotes tumor cell proliferation and metastasis in gastric cancer[J].IntJMolSci, 2015, 16(7): 16144-57.

[14]Ma J, Liu W, Guo H,et al. N-myc downstream-regulated gene 2 expression is associated with glucose transport and correlated with prognosis in breast carcinoma[J].BreastCancerRes, 2014, 16(2):R27.

[15]Xu X, Li J, Sun X, et al. Tumor suppressor NDRG2 inhibits glycolysis and glutaminolysis in colorectal cancer cells by repressing c-Myc expression[J].Oncotarget, 2015, 6(28):26161-76.

[16]Sun H, Zhu A, Zhang L, et al. Knockdown of PKM2 Suppresses Tumor Growth and Invasion in Lung Adenocarcinoma[J].IntJMolSci, 2015, 16(10): 24574-87.

[17]Vaz C V, Marques R, Alves M G,et al. Androgens enhance the glycolytic metabolism and lactate export in prostate cancer cells by modulating the expression of GLUT1, GLUT3, PFK, LDH and MCT4 genes[J].JCancerResClinOncol, 2016, 142(1):5-16.

[18]Deng D, Xu C, Sun P,et al. Crystal structure of the human glucose transporter GLUT1[J].Nature, 2014, 510(7503):121-5.

[19]Chen G Q, Tang C F, Shi X K,et al. Halofuginone inhibits colorectal cancer growth through suppression of Akt/mTORC1 signaling and glucose metabolism[J].Oncotarget, 2015, 6(27):24148-62.

[20]Makinoshima H, Takita M, Saruwatari K, et al. Signaling through the Phosphatidylinositol 3-Kinase(PI3K)/Mammalian Target of Rapamycin(mTOR) Axis Is Responsible for Aerobic Glycolysis mediated by Glucose Transporter in Epidermal Growth Factor Receptor(EGFR)-mutated Lung Adenocarcinoma[J].JBiolChem, 2015, 290(28):17495-504.

[21]Fan R, Hou W J, Zhao Y J,et al. Overexpression of HPV16 E6/E7 mediated HIF-1α upregulation of GLUT1 expression in lung cancer cells[J].TumourBiol, 2016,37(4):4655-63.

[22]Chen T, Ren Z, Ye L C,et al. Factor inhibiting HIF1α(FIH-1) functions as a tumor suppressor in human colorectal cancer by repressing HIF1α pathway[J].CancerBiolTher, 2015, 16(2):244-52.

[23]Wu N, Zheng B, Shaywitz A, et al. AMPK-dependent degradation of TXNIP upon energy stress leads to enhanced glucose uptake via GLUT1[J].MolCell, 2013, 49(6):1167-75.

[24]Yun H, Lee M, Kim S S, Ha J. Glucose deprivation increases mRNA stability of vascular endothelial growth factor through activation of AMP-activated protein kinase in DU145 prostate carcinoma[J].JBiolChem, 2005, 280(11):9963-72.

[25]Schwartzenberg-Bar-Yoseph F, Armoni M, Karnieli E. The tumor suppressor p53 down-regulates glucose transporters GLUT1 and GLUT4 gene expression[J].CancerRes, 2004, 64(7):2627-33.

[26]Zhang C, Liu J, Liang Y, et al. Tumour-associated mutant p53 drives the Warburg effect[J].NatCommun, 2013, 4:2935.

[27]Yun J, Rago C, Cheong I, et al. Glucose deprivation contributes to the development of KRAS pathway mutations in tumor cells[J].Science, 2009, 325(5947):1555-9.

[28]Osthus R C, Shim H, Kim S, et al. Deregulation of glucose transporter 1 and glycolytic gene expression by c-Myc[J].JBiolChem, 2000, 275(29):21797-800.

[29]Koch A, Lang S A, Wild P J, et al. Glucose transporter isoform 1 expression enhances metastasis of malignant melanoma cells[J].Oncotarget, 2015, 6(32):32748-60.

[30]Yun J, Mullarky E, Lu C, et al. Vitamin C selectively kills KRAS and BRAF mutant colorectal cancer cells by targeting GAPDH[J].Science, 2015, 350(6266):1391-6.

Research progress on relationship between glucose transporter 1 and tumor energy metabolism

YU Su-yun1,2, LIU Zhao-guo1,2, JIA Qi1,2, CHEN Li-chuan1,2,ZHU Ping-ting1,2, CHEN Wen-xing1,2,3, WANG Ai-yun1,2,3, LU Yin1,2,3

(1.SchoolofPharmacy,NanjingUniversityofChineseMedicine; 2.JiangsuKeyLaboratoryforPharmacologyandSafetyEvaluationofChineseMateriaMedicine; 3.JiangsuCollaborativeInnovationCenterofTraditionalChineseMedicine(TCM)PreventionandTreatmentofTumor,Nanjing210023,China)

The study on tumor metabolism has been gradually become a hot spot in recent years. A lot of proteins involved in the regulation of tumor metabolism especially the glucose transporter protein 1(GLUT1). As a key regulatory factor mediating energy metabolism within tumor cells, GLUT1 can regulate the glucose intake and maintain the basic level of metabolism in tumor cells. More importantly, the abnormal expression of GLUT1 was associated with many kinds of tumors, of which GLUT1 was used to meet the energy requirement for the fast growth of tumor. Thus GLUT1 also played a crucial role in growth, differentiation and metastasis of tumor cells and prognosis of tumors. Meanwhile, as three-dimensional crystal structure of GLUT1 was determined, it is possible to design the small molecular inhibitors of GLUT1, which can realize “starve to death” tumor cells. GLUT1 can be a particularly attractive target for tumor treatment and interference. The relationship between abnormal expression of GLUT1 protein and tumor metabolism was reviewed. Moreover, the mechanism of tumor metabolism regulated by GLUT1 protein expression and treatment of cancers were discussed, which may provide references for future research and clinical treatment.

glucose transporter-1; tumor metabolism; glucose; molecular mechanisms; specific receptor; therapy strategies

2016-01-20,

2016-04-15

國家自然科學基金資助項目(No 81403260，81573859)，中國博士后科學基金 (No 2014M551639)；江蘇省自然科學基金(No 1401138C)；2013年江蘇高校優(yōu)秀科技創(chuàng)新團隊計劃[蘇教科(2013)10號文]；江蘇高校品牌專業(yè)建設工程資助項目PPZY2015A070；江蘇高校中藥學優(yōu)勢學科建設工程資助項目(PAPD)[蘇政辦發(fā)(2014)37號文]

余蘇云(1993-)，女，碩士生，研究方向：活血化瘀中藥對腫瘤轉移的影響,E-mail：1004824062@qq.com；陸茵(1963-)，女，教授，博士生導師，研究方向：活血化瘀中藥對腫瘤轉移的影響,通訊作者,E-mail：luyingreen@126.com

10.3969/j.issn.1001-1978.2016.07.005

A

1001-1978(2016)07-0906-04

R-05；R341；R333.6；R343.23；R730.5

網(wǎng)絡出版時間：2016-6-20 11:49網(wǎng)絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20160620.1149.010.html