腫瘤細(xì)胞中磷酸戊糖途徑概述

蔡洪容

（隨縣中醫(yī)醫(yī)院，湖北 隨州 510170）

腫瘤細(xì)胞中不僅糖代謝發(fā)生重編程，其它營養(yǎng)物質(zhì)的代謝過程也同樣發(fā)生了改變，有研究表明，腫瘤細(xì)胞中的脂質(zhì)代謝與氨基酸的代謝均會有不同程度的重編程。葡萄糖被譽為細(xì)胞重要的“燃料”，理解腫瘤糖代謝對于理解細(xì)胞生物學(xué)行為和對于臨床治療的指導(dǎo)非常重要[1-2]。

1 腫瘤細(xì)胞

繼2000年，Hanahan和Weinberg提出腫瘤細(xì)胞的六大特性后，2011年，二者將腫瘤細(xì)胞的特性完善至十點：分別是：無限增殖的潛能、在生長中自給自足的能力、對于抗生長信號的不敏感性、抵抗細(xì)胞死亡、持續(xù)的血管新生、組織的浸潤和轉(zhuǎn)移、避免免疫系統(tǒng)的摧毀、促進(jìn)腫瘤的炎癥反應(yīng)、基因組的不穩(wěn)定和突變、代謝異常[3]。

2 腫瘤細(xì)胞的糖代謝

腫瘤細(xì)胞由于其自身無限增值的特性，所以它會改變自己的能量代謝以滿足其自身對于高速增殖所需要的能量和物質(zhì)的需求。相較于普通細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞會選擇磷酸戊糖途徑來提供生長分化必須的物質(zhì)和能量，這也被稱為Warburg效應(yīng)。

磷酸戊糖途徑也是葡萄糖的一條重要代謝途徑，代謝生成物NADPH可以用于生物大分子的合成，同時它也是細(xì)胞內(nèi)不可或缺的還原劑，清除細(xì)胞內(nèi)活性氧內(nèi)物質(zhì)，維持細(xì)胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)；而核糖-5-磷酸則可用于DNA的合成，對于細(xì)胞的復(fù)制及其重要[4]。

3 磷酸戊糖途徑

磷酸戊糖途分為兩個階段：氧化相和非氧化相（圖1）。在氧化相中，由3步可逆反應(yīng)組成，產(chǎn)生NADPH和核糖核苷酸。在第一步中，葡萄糖-6-磷酸由葡萄糖-6-磷酸脫氫酶催化，產(chǎn)生6-磷酸葡萄糖酸酯，隨之被水解成6-磷酸葡萄糖酸鹽，接著被6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶催化，產(chǎn)生核酮糖-5-磷酸。非氧化相由一些列可逆的反應(yīng)組成，利用糖酵解中間體如果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸而后轉(zhuǎn)化為戊糖磷酸鹽[5]。

4 磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)

4.1 p53

Jiang Pen2011年的文章[6]指出p53通過直接激活G6PD來調(diào)控磷酸戊糖途徑。p53抑制葡萄糖的消耗、NADPH生成和生物合成。p53蛋白和葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD)結(jié)合，阻止其活性二聚體的形成。p53突變后，G6PD的活性抑制也會減少。揭示了p53在無應(yīng)激細(xì)胞中對于G6PD調(diào)控不依賴于轉(zhuǎn)錄。p53也可以瞬時抑制G6PD，誘導(dǎo)G6PD的構(gòu)象發(fā)生變化。

4.2 mTOR C1

mTOR C1促進(jìn)磷酸戊糖途徑氧化相的流量，通過SREBP來促進(jìn)G6PD的表達(dá)。由于mTORC1信號傳導(dǎo)異常升高，大多數(shù)遺傳性腫瘤綜合征和散發(fā)性癌癥，這種途徑有望成為一種主要的腫瘤細(xì)胞代謝轉(zhuǎn)化的驅(qū)動因素[7]。

4.3 PI3K

PI3K是一種眾所周知的癌蛋白，可調(diào)節(jié)葡萄糖酸通過PI3K/AKT信號通路進(jìn)行消化增強葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白表達(dá)和磷酸化激酶活性，從而促進(jìn)糖酵解[8]。

除了在糖酵解中的調(diào)節(jié)作用外，幾年前發(fā)表的一項研究表明，PI3K/AKT信號通路可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄物中的G6PD依賴于方式，雖然這背后的機制過程仍未被描述[9]。

5 結(jié) 語

綜上所述，腫瘤細(xì)胞由于其快速增長轉(zhuǎn)變其代謝向有氧糖酵解進(jìn)行，而磷酸戊糖途徑是其重要的一個分支，因此，研究磷酸戊糖的調(diào)節(jié)對于臨床患者的治療有著指導(dǎo)作用。腫瘤細(xì)胞依賴磷酸戊糖途徑來提供NADPH和核糖-5-磷酸，探究磷酸戊糖途徑將對理解腫瘤和探索新的治療方式提供新的思路。