Famine versus feast: understanding the metabolism of tumors in vivo

doi:10.1016/j.tibs.2015.01.004

审查

.2015年3月；40(3):130-40.

doi:10.1016/j.tibs.2015.01.004。 Epub 2015年1月29日。

饥荒与盛宴：理解体内肿瘤的代谢

贾里德·梅耶斯¹, 马修·范德海登²

附属公司

¹美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院科赫综合癌症研究所和生物系。
²美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院科赫综合癌症研究所和生物学系；美国马萨诸塞州波士顿达纳-法伯癌症研究所和哈佛医学院肿瘤医学系；麻省理工大学博德学院和哈佛大学，美国马萨诸塞州剑桥市，电子地址：mvh@mit.edu。

PMID： 25639751
预防性维修识别码：项目经理4340757
内政部： 10.1016/j.tibs.2015.01.004

审查

饥荒与盛宴：理解体内肿瘤的代谢

贾里德·梅耶斯等。生物化学科学趋势. 2015年3月.

.2015年3月；40(3):130-40.

doi:10.1016/j.tibs.2015.01.004。 Epub 2015年1月29日。

作者

贾里德·梅耶斯¹, 马修·范德海登²

附属公司

¹美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院科赫综合癌症研究所和生物学系。
²美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院科赫综合癌症研究所和生物学系；美国马萨诸塞州波士顿达纳-法伯癌症研究所和哈佛医学院肿瘤医学系；麻省理工大学博德学院和哈佛大学，美国马萨诸塞州剑桥市，电子地址：mvh@mit.edu。

PMID： 25639751
预防性维修识别码：项目经理4340757
内政部： 10.1016/j.tibs.2015.01.004

摘要

为了刺激不受调控的增殖，癌细胞改变代谢以支持大分子生物合成。细胞培养研究揭示了不同的致癌突变和营养物质如何影响代谢。葡萄糖和谷氨酰胺是体外使用的主要燃料；然而，最近的研究表明，利用其他氨基酸以及脂类和蛋白质对癌细胞也很重要。肿瘤代谢的早期研究正在将这些发现转化为整个肿瘤的生物学，并表明除了体内单独的营养物质外，还存在额外的复杂性。全身代谢和肿瘤异质性也会影响肿瘤细胞的代谢，成功靶向代谢进行癌症治疗需要了解体内肿瘤代谢。

关键词：肿瘤代谢；细胞增殖；养分有效性；肿瘤代谢。

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数字

图1
在培养基中建立肿瘤衍生细胞系会选择人群中增殖最快的克隆，而不分裂和增殖较少的细胞在连续传代时会丢失。细胞培养的这一不可避免的结果如图所示(A类)，使用从肿瘤产生细胞系的例子。面板(B类)显示了一个模型，该模型演示了如果克隆具有所示的增殖优势，克隆需要多少倍细胞才能接管培养群体（关键；增殖优势表示为比控制倍增时间快%）。该模型假设两个不同的克隆在相同密度下进行竞争，其中一个克隆具有固定的优势，随着时间的推移而保持不变。我们进一步定义，一个克隆代表了90%以上的培养群体，即已接管培养物。这一阈值是在317次倍增后达到的，其中增殖优势为1%，64次倍增为5%，32次倍增10%，只有16次倍增20%。模型的其他详细信息包含在补充材料中。

图2
/B> 静止代谢和增殖代谢之间的差异。在静态代谢（左）中，细胞平衡分解代谢和合成代谢过程，如脂肪生成和β-氧化，或蛋白质合成和降解。在增殖代谢（右）中，合成代谢过程有利于生物量的净生产。红色标签表示代谢途径未详细显示。绿色标签表示代表分解代谢途径起点和/或合成代谢途径终点的大分子（或蛋白质修饰，如糖基化）。折断的箭头表示尚未进行广泛调查的已确定营养素的潜在命运。线粒体以紫色表示，以说明区室化反应。缩写：AA=氨基酸，Asn=天门冬氨酸，αKG=α-酮戊二酸，BCAAs=支链氨基酸，CSA=半胱氨酸亚磺酸，Cys=半胱胱氨酸，F6P=果糖-6-磷酸，Gln=谷氨酰胺，Glu=谷氨酸，Gly=甘氨酸，GSH=还原谷胱甘肽，GSSG=氧化谷胱甘苷，G3P=甘油醛-3-磷酸，G6P=葡萄糖-6-磷酸，HBP=己糖胺生物合成途径，NADPH=还原烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，OAA=草酰乙酸，ox=氧化，PPP=戊糖磷酸途径，Pyr=丙酮酸，Ser=丝氨酸，3PG=3-磷酸甘油酯。

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