經驗分享：翻譯后修飾與腫瘤代謝重編程 _健康小知識

惡性腫瘤是常見的嚴重威脅人類生命和影響人類生活質量的重大疾病之一。探索腫瘤細胞中普遍存在但又異于正常細胞的生物學特性，并針對該特性進行特異性干預，是提高腫瘤治療療效的關鍵。腫瘤細胞代謝的改變是腫瘤的重要特征之一，其與腫瘤的發生發展互為因果。隨著對腫瘤代謝分子生物學基礎研究的深入，越來越多的證據表明，代謝過程的改變包括但不局限于代謝酶自身的突變或代謝調控蛋白的活性變化，均可導致腫瘤細胞的代謝重編程，使腫瘤細胞具有特征性的代謝模式。翻譯后修飾是細胞內的特定化學基團從一個蛋白傳遞到另一個蛋白的反應，是細胞信號轉導的重要環節。腫瘤細胞通過翻譯后修飾介導原癌基因的激活和/或抑癌基因的抑制，弱化細胞周期調節和增強增殖生長信號，促使腫瘤發生和快速發展。

文章圖片
腫瘤細胞如何通過翻譯后修飾介導代謝重編程，為腫瘤快速增殖提供代謝優勢，翻譯后修飾所調控的代謝特征是否能夠成為預測腫瘤發生發展的生物標志物并成為靶向治療腫瘤的新靶點，正成為近年來的研究熱點領域。為了進一步了解這一領域的研究進展，本文集中介紹了近年來不同類型的翻譯后修飾參與腫瘤代謝重要途徑重編程的主要研究成果。
萬世萬物，此消彼長，新陳更迭，皆可以被認為是宏觀意義上的代謝。從微觀的角度出發，代謝是指生物體內為維持生命而發生的所有生物化學反應的總和。細胞代謝涵蓋了細胞內發生的所有化學過程，以維持體內穩態并總體上確定其能量狀態，包括合成代謝和分解代謝。合成代謝是指由較簡單的成分合成復雜分子并儲存能量，而分解代謝是把復雜分子分解成更簡單的成分而釋放能量。細胞代謝對于生命有機體的生長、繁殖、結構維持，應激等分子生理機制至關重要，因此，細胞代謝整個過程也受到嚴密精準的調控。
翻譯后修飾在細胞代謝過程的精密調控系統中常常作為“分子開關” ，起著“四兩撥千斤”的作用。翻譯后修飾是指蛋白質在翻譯后經歷的一個共價加工過程，即通過1個或幾個氨基酸殘基加上修飾基團或通過蛋白質水解剪去基團而改變蛋白質的性質。蛋白翻譯后修飾能夠在生理及病理條件下，通過影響蛋白的活性、穩定性、定位以及信號轉導等，快速調節功能蛋白的活化、轉位、組裝等過程，擴大蛋白功能的多樣性。翻譯后修飾類型包括經典的磷酸化、泛素化、甲基化修飾，以及新近發現的糖基化、乙酰化、丙二酰化、琥珀酰化修飾，以及乳酸酰化等。代謝重編程（metabolicreprogramming）是腫瘤發生發展的十大特征之一，也是近年再次受到關注的熱點研究方向。
腫瘤細胞通過代謝重編程提供生長、增殖、免疫逃逸和轉移所需要的充足能量、必需大分子原料、適宜的氧化還原平衡環境。在此過程中，腫瘤細胞也表現出高度的代謝可塑性，而這種可塑性很大程度上是通過翻譯后修飾來得以實現。
1翻譯后修飾與腫瘤細胞葡萄糖代謝通路重編程
1.1翻譯后修飾與腫瘤細胞糖酵解通路
代謝改變在腫瘤發生發展中的作用并非是一個嶄新的發現，早期的腫瘤生物學研究就已經意識到葡萄糖代謝模式的改變是腫瘤組織區別于正常組織的一個重要特征。葡萄糖經細胞表面葡萄糖轉運蛋白攝取進入細胞胞漿后，再經糖酵解生成丙酮酸，當氧供應充足時，丙酮酸進入線粒體并發生有氧氧化，最終轉化為CO2和H2O ，并產生大量三磷酸腺苷（adenosinetriphosphate ， ATP）；在氧供應不足或不能被充分利用時，丙酮酸不進入線粒體，而是被細胞質中乳酸脫氫酶A（lacticdehydrogenaseA ， LDHA）還原成乳酸，同時產生少量的ATP 。早在近100年前，德國科學家OttoWarburg發現腫瘤細胞即使在有氧情況下，也主要通過糖酵解模式進行糖代謝以提供能量，這種有氧糖酵解的代謝方式隨后被命名為瓦伯格效應（Warburgeffect），呈現出高葡萄糖消耗、低ATP合成和高乳酸生成的特點。腫瘤細胞實現代謝模式從氧化磷酸化到糖酵解通路的轉變也是腫瘤發生發展的關鍵因素。腫瘤細胞一方面在轉錄水平上調控葡萄糖代謝通路中關鍵代謝酶的表達水平，同時通過多種翻譯后修飾調節關鍵代謝酶的活性、組成、亞細胞定位等生物學特性來實現代謝方式重編程。