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.2015;50(3):242-55.
doi:10.3109/10409238.2015.1031879。 Epub 2015年4月21日。

线粒体sirtuin信号转导与肿瘤细胞代谢的相互作用

卡里娜·冈萨雷斯-埃雷拉 1, Jaewon Lee先生, 马西娅·海吉斯
附属公司
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线粒体sirtuin信号转导与肿瘤细胞代谢的相互作用

卡里娜·冈萨雷斯-埃雷拉等。 生物化学与分子生物学评论. 2015.

摘要

癌细胞利用葡萄糖和谷氨酰胺促进细胞生长和增殖，这一过程被称为“代谢重编程”，这是癌症的一个新特征。在细胞内，这些营养物质协同作用，产生生存、生长和增殖所需的代谢组成部分，如核酸、脂质和蛋白质，以及能量（ATP）、谷胱甘肽和还原当量（NADPH）。旨在了解代谢重组潜在原因的深入研究表明，已确定的致癌基因和参与信号传递的肿瘤抑制因子改变了细胞代谢，有助于从正常静止细胞向快速增殖的癌细胞过渡。同样，真正的代谢传感器正在成为肿瘤发生的调节器。本综述将重点介绍一类传感器，即sirtuins，它利用NAD（+）作为辅因子来催化蛋白质底物的脱乙酰化、脱乙酰化和ADP-核糖基化。在这篇综述中，我们将列举癌细胞代谢与正常静止细胞的不同之处，并强调线粒体sirtuin信号在肿瘤代谢调节中的新作用。

关键词：抗氧化剂；瓦尔堡效应；谷氨酰胺代谢；代谢重组；信号通路。

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数字

图1
图1
葡萄糖和谷氨酰胺代谢的改变有助于肿瘤的生长和增殖。葡萄糖和谷氨酰胺代谢的重新启动有助于合成大分子、抗氧化剂和还原当量。上文强调了每种途径中涉及的主要酶，如文中所述，这些酶在肿瘤细胞中的表达或活性往往会发生改变，从而有助于代谢重编程。NEAA，非必需氨基酸；HK，己糖激酶；谷氨酰胺果糖-6-磷酸酰胺转移酶；磷酸甘油酸脱氢酶；丝氨酸羟甲基转移酶；PK，丙酮酸激酶；丙酮酸脱氢酶；谷氨酸-半胱氨酸连接酶；谷胱甘肽合成酶；ME，苹果酸酶；ACL、ATP柠檬酸裂解酶；乳酸脱氢酶；谷氨酰胺酶；谷氨酸脱氢酶；AST、天冬氨酸转氨酶；丙氨酸氨基转移酶；GLUT1，葡萄糖转运蛋白1型；ASCT2，钠依赖性中性氨基酸转运蛋白2型；SN2，系统N转运蛋白2；MCT4，单羧酸转运体4型；xCT，胱氨酸/谷氨酸转运体。（参见此图的彩色版本www.informahealthcare.com/bmg).
图2
图2
癌基因信号通路和肿瘤抑制因子介导癌症中的代谢重编程，以增加肿瘤生长和增殖。信号级联，如Ras、PI3K和mTORC1，调节代谢，这些通路成分的过度表达或突变导致癌症中的代谢改变。此外，信号级联稳定转录因子，如HIF1和c-Myc，它们控制代谢基因表达以增加糖酵解或谷氨酰胺水解。线粒体sirtuins，SIRT3和SIRT4，抑制癌症中的异常代谢。SIRT3通过去乙酰化直接靶点（如锰超氧化物歧化酶（SOD2）和异柠檬酸脱氢酶（IDH2））抑制活性氧物种（ROS），从而破坏HIF1的稳定性并抑制Warburg效应。SIRT4 ADP-核糖基化物谷氨酸脱氢酶（GDH），从而抑制谷氨酸分解。（参见此图的彩色版本www.informahealthcare.com/bmg).
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