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新mg平台:无氧糖酵解和有氧线粒体呼吸是细胞提供能量的两种主要方式

时间:2021/4/7 7:15:17  作者:  来源:  浏览:0  评论:0
内容摘要:记者从大学中国科学技术大学微尺度国家研究中心的材料科学和生物医学教授吴面和刘联鑫和哈尔滨医科大学肿瘤医院张教授清远合作调节肿瘤细胞的糖酵解。线粒体呼吸代谢平衡机制已取得重要进展。3月27日,国际知名学术期刊发表了他们的研究论文。无氧糖酵解和有氧线粒体呼吸是细胞提供能量的两种主要方式。早期研究发现,即使在有氧环境下,肿瘤...
记者从大学中国科学技术大学微尺度国家研究中心的材料科学和生物医学教授吴面和刘联鑫和哈尔滨医科大学肿瘤医院张教授清远合作调节肿瘤细胞的糖酵解。线粒体呼吸代谢平衡机制已取得重要进展。3月27日,国际知名学术期刊发表了他们的研究论文。

无氧糖酵解和有氧线粒体呼吸是细胞提供能量的两种主要方式。早期研究发现,即使在有氧环境下,肿瘤细胞也倾向于使用糖酵解来获取能量。这种现象叫做这就是“瓦堡效应”。肿瘤细胞通过从微环境中摄取大量葡萄糖,利用糖酵解来满足其快速增殖的需要。另一方面,它也避免了线粒体呼吸产生有害的活性氧(ROS)。由于肿瘤细胞对谷氨酰胺的大量需求,肿瘤环境中经常存在谷氨酰胺缺乏症。为了保证肿瘤自身的生存,肿瘤会对自身的新陈代谢进行所谓的“重编程”。在谷氨酰胺缺失的情况下,如何调节和平衡细胞质内糖酵解和线粒体内呼吸链代谢的机制和过程尚不清楚。

吴面等人的研究发现,在压力条件下缺乏谷氨酰胺,GCN2-ATF4轴转录上调内质网应激蛋白质DDIT3和DDIT3进入细胞核转录因子,负调节fructose-2 6 - Diphosphatase (TIGAR),促进糖酵解以确保谷氨酰胺缺席时,提供足够的三磷酸腺苷(ATP)使肿瘤生存;另一方面,DDIT3在线粒体中通过水解进入线粒体,LONP1酶降解电子传递链蛋白COQ9和COX4,抑制线粒体氧化磷酸化,减少过量的ROS,从而损害细胞。通过这种双重机制,DDIT3不仅保证了糖酵解产生足够的能量,而且避免了线粒体呼吸产生过多的ROS,确保了肿瘤有效克服了谷氨酰胺缺乏对细胞的不利影响。裸鼠成瘤实验表明,在谷氨酰胺缺乏的饲料条件下,敲除荷瘤DDIT3的小鼠生长可明显受到抑制,提示DDIT3具有促癌功能。

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