記者從中國科技大學獲悉，該校微尺度物質科學國家研究中心和生醫(yī)部教授吳緬、劉連新和哈爾濱醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院教授張清媛合作，在腫瘤細胞調控糖酵解和線粒體呼吸代謝平衡機制方面取得重要進展。3月27日，國際著名學術期刊《科學進展》發(fā)表了他們的研究論文。
無氧糖酵解和有氧線粒體呼吸是細胞中提供能量的兩大主要方式，早年的研究發(fā)現(xiàn): 腫瘤細胞即使在有氧環(huán)境下也傾向于利用糖酵解來獲得能量，這一現(xiàn)象被稱之為“瓦博格效應”。腫瘤細胞利用糖酵解，一方面通過從微環(huán)境中攝取大量葡萄糖來滿足其快速增殖的需求，另一方面也避免了由線粒體呼吸產(chǎn)生有害物質活性氧類（ROS）。由于腫瘤細胞對谷氨酰胺需求量大,腫瘤環(huán)境中常常呈現(xiàn)谷氨酰胺缺失,為了保證腫瘤自身的存活,腫瘤會對自身的代謝進行所謂的重編程。在缺乏谷氨酰胺的條件下，細胞質中糖酵解和線粒體中呼吸鏈代謝如何調整和取得平衡的機制和過程迄今仍不十分清楚。
而吳緬等人的研究發(fā)現(xiàn)，在谷氨酰胺缺失的應激條件下，GCN2-ATF4軸轉錄上調內質網(wǎng)應激蛋白DDIT3，而DDIT3會進入細胞核作為轉錄因子負調控果糖-2,6-二磷酸酶（TIGAR），從而促進糖酵解，以保證在谷氨酰胺缺失時，提供足夠的三磷酸腺苷（ATP）使腫瘤很好地存活；另一方面，DDIT3通過進入線粒體而借助線粒體中的水解酶LONP1降解電子傳遞鏈蛋白COQ9及COX4，抑制線粒體氧化磷酸化，減少產(chǎn)生過多的ROS對細胞造成損傷。DDIT3通過這樣的雙重機制既保證了由糖酵解產(chǎn)生足夠的能量，又避免了過多的由線粒體呼吸產(chǎn)生的ROS，確保腫瘤有效地克服了谷氨酰胺缺失給細胞帶來的不利影響。裸鼠成瘤實驗表明，在谷氨酰胺缺失飼料喂養(yǎng)下, DDIT3敲除的荷瘤生長能夠被明顯地抑制，提示DDIT3具有促癌功能。
