国自然肿瘤能量代谢重排与转移的关系
能量代谢与肿瘤发生的相关性研究
能量代谢与肿瘤发生的相关性研究人体内的能量代谢过程极其复杂，它支撑着身体各项生理活动的进行。
在这其中，葡萄糖、脂肪和蛋白质都是人体得到能源的重要来源。
而在肿瘤发生的过程中，人们又发现了能量代谢与癌症之间的关联。
对此，科学家们展开了一系列的研究，以探明它们之间的具体关系并为治疗癌症寻找新的途径。
我们先来探讨一下人体内的能量代谢过程。
在正常情况下，饮食中的营养物质会被身体消化吸收后变成葡萄糖、脂肪和蛋白质等能量源，在能量代谢过程中被分解为ATP（三磷酸腺苷）等物质，以供身体细胞进行各项代谢活动。
而当人体内存在癌症时，人们发现肿瘤细胞通过不同的代谢途径，以不同方式使用能量源来支持其生长与扩张，从而影响正常的代谢过程，迫使其它身体细胞获得更少的ATP，并借此实现生存和生长。
具体来讲，对于肿瘤细胞而言，它们的快速增长和分裂所需的能量比正常细胞更高。
由此引出一个细胞内能量生成途径转变的问题，即：在生长和分裂过程中，细胞会快速利用葡萄糖或其它有机物质而非氧气生成大量 ATP，这种被称为厌氧糖酵解的代谢过程是肿瘤细胞常规的代谢途径之一。
因此，与正常细胞相比，肿瘤细胞一般会表现出更高的糖摄入和消耗量。
不仅如此，肿瘤细胞通常还会利用一种被称为线粒体功能的固有代谢途径来增强能量代谢。
在线粒体生成的氧化物质包括三磷酸腺苷（ATP），所有细胞都需要ATP 作为能量供应来源，这也因此成为人体能量代谢的核心。
然而，线粒体在肿瘤细胞中的活性往往会发生改变，撑到线粒体肿瘤化通常会在肿瘤细胞中表现为更高的质量但数量减少。
线粒体作用的改变也导致它们在氧化磷酸化过程中生成的ATP 更少。
因此，肿瘤细胞为补偿其精神上的能量需求，会选择转化为依赖厌氧糖酵解产生 ATP 的生存方式。
能量代谢与癌症之间的关联，其中内在的机制和调节已成为癌症治疗领域中备受研究人员关注的焦点。
具体而言，通过控制能量代谢途径，这一领域的研究人员希望开发出一种新的癌症治疗的策略，以达到延缓癌症发展和扩散的目的。
国自然肿瘤能量代谢重排与转移的关系
肿瘤能量代谢重排（reprograming）与转移的关系不同于正常细胞的能量代谢方式，肿瘤细胞能量代谢不但要为肿瘤细胞提供能量，也为它们提供生物合成的原料以维持其快速增殖1，肿瘤的能量代谢直接决定着肿瘤细胞的命运。
细胞的能量主要来自糖代谢，葡萄糖在体内分解的途径包括糖酵解和氧化磷酸化。
细胞活性与其能量状态紧密相关，恶性肿瘤生长迅速，常有胞内葡萄糖摄入量增高、糖酵解活性提高和乳酸堆积的现象2。
肿瘤细胞即使在供氧充足的情况下，葡萄糖依旧向乳酸转换，这种代谢称为有氧酵解 (aerobic glycolysis) 或“Warburg 效应(Warburg effect)”。
随着研究的深入，人们发现肿瘤细胞不但可以发生有氧糖酵解，而且可以发生氧化磷酸化，两者互相协调，产生代谢共生 (metabolism of symbiosis)。
肿瘤组织存在着异常复杂的微环境和异质性，近年来越来越多的研究表明，肿瘤微环境能改变肿瘤细胞的能量代谢方式，缺氧、乳酸的含量以及营养物质的缺乏等都会影响肿瘤能量代谢途径。
肿瘤细胞有较强的适应逆境而快速生长的特征，而这种适应性是通过改变肿瘤细胞的能量代谢方式来实现的，称为代谢重编程 (metabolic reprogramming)。
肿瘤的能量代谢重编程是指肿瘤细胞中 ATP 的主要生成方式由葡萄糖的有氧氧化偶联线粒体氧化磷酸化转变为有氧糖酵解, 使肿瘤细胞表现出糖酵解速率加快, 葡萄糖摄取量、乳酸产量增加的现象.目前, 临床上已采用18F-脱氧葡萄糖-PET/CT的方法检测肿瘤中葡萄糖的摄取和转化, 以判断肿瘤的恶性程度3。
能量代谢是有机体在物质代谢过程中能量的产生、释放、转换及利用的过程。
正常细胞主要以葡萄糖的有氧氧化磷酸化供能，在缺氧环境下则以糖酵解为主。
而肿瘤细胞能量代谢特点则明显不同，即便在氧供充足的情况下，肿瘤细胞仍表现为活跃地摄取葡萄糖并进行糖酵解，同时产生大量乳酸，这就是肿瘤能量代谢的先锋理论--Warburg效应4。
肿瘤能量代谢的研究进展
肿瘤能量代谢的研究进展王润泽;李伟民;李建华;徐冶【摘要】细胞通过能量代谢维持生命,正常细胞通过线粒体氧化磷酸化产生ATP提供能量,而肿瘤细胞则表现出了不同的能量代谢方式.通过研究肿瘤代谢方式及特点,针对肿瘤能量代谢进行靶向治疗,为肿瘤治疗提供了新的途径.【期刊名称】《吉林医药学院学报》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】4页(P223-226)【关键词】能量代谢;肿瘤;糖酵解【作者】王润泽;李伟民;李建华;徐冶【作者单位】吉林医药学院基础医学院,吉林吉林 132013;吉林医药学院基础医学院,吉林吉林 132013;吉林医药学院基础医学院,吉林吉林 132013;吉林医药学院基础医学院,吉林吉林 132013【正文语种】中文【中图分类】R730.2新陈代谢是机体生命活动的基本特征，包括物质代谢和能量代谢。
有机体在物质代谢过程中能量的释放、转换和利用过程称为能量代谢。
正常细胞的能量代谢方式是在有氧的情况下利用线粒体的氧化磷酸化功能，缺氧情况下进行糖酵解供能。
而肿瘤细胞即使在氧充足的情况下也进行糖酵解，并且产生大量的乳酸，即“Warburg效应”，这个理论是由德国的生化和生理学家Warburg提出来的[1]。
这种代谢方式效率十分低，但是在肿瘤细胞中普遍存在，糖酵解不仅为肿瘤提供ATP，还改变肿瘤周围环境，为肿瘤的转移和侵袭提供了有利条件[2]。
1.1 糖代谢哺乳动物细胞能量供给来源于糖、蛋白质和脂肪三大营养素的代谢，主要来自于糖代谢。
其中糖代谢可通过线粒体氧化磷酸化和糖酵解两种方式供应能量ATP[3]。
葡萄糖的有氧氧化为正常细胞的增殖提供能量，而恶性肿瘤细胞增殖所需要的能量主要是依靠细胞的糖酵解获得。
近年来发现糖酵解途径的增强普遍存在于恶性肿瘤细胞。
在肿瘤细胞中，随着葡萄糖摄入增加，通过糖酵解途径产生大量代谢中间产物，以满足肿瘤细胞增殖对能量的需求。
由于肿瘤快速生长的特性，肿瘤内部的细胞由于远离血管而总是处于缺氧的状态，糖酵解可以通过提高肿瘤对缺氧和缺血的耐受性，避免由氧化磷酸化抑制引起的细胞凋亡。
G6PD与肿瘤
•综述•G6P D与肿瘤王钟1李智宇1李晨媛1孙思2孙圣荣11武汉大学人民医院乳腺甲状腺外科430060; 2武汉大学人民医院检验科430060王钟和李智宇对本文有同等贡献通信作者：孙圣荣，Email:sun137@ 【摘要】葡萄糖>6-磷酸脱氢酶（G6PD)是磷酸戊糖途径的关键酶，参与体内多种代谢过程及氧化还原平衡。
近年来研究发现，G6PD在多种肿瘤组织中活性升高，其可调控肿瘤细胞的增殖和凋亡、血管生成、远处转移及放化疗抵抗等，在肿瘤发生发展中起着重要作用，G6PD有望成为新兴的肿瘤治疗靶点。
【关键词】肿瘤；磷酸葡糖脱氢酶；肿瘤形成过程；生物标志物基金项目：国家自然科学基金（81471781、81903166)D O I： 10.3760/371439-20200401-00109G6PD and tumorsWang Zhong' , Li Zhiyu1 , Li Chenyuan, Sun Si2, Sun Shengrong1'Department o f Breast and Thyroid Surgery, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430060, China；2Department o f Clinical Laboratory, Renmin Hospital o f Wuhan University, Wuhan 430060, ChinaWang Zhong and Li Zhiyu are contributed equally to the articleCorresponding author：Sun Shengrong, Email：***************【A bstract】Glucose~6-phosphate dehydrogenase ( G6PD) is the1key enzyme of the pentose phosphatepathway, participating in several metabolic processes and redox balance. Recently, studies show that kinds oftumor tissues have a high level of G6PD, which regulates cell proliferation and apoptosis, angiogenesis,metastasis and chemoradiotherapy resistance and plays a crucial role in tumor progression. Furthermore, G6PDmay provide a promising therapeutic target for tumor.【Keywords】Neoplasms; Phosphogluconate dehydrogenase; Neoplastic processes; BiomarkersFund program：National Natural Science Foundation of China (81471781 , 81903166)DOI：10. 3760/cma. j. cn371439-20200401-00109葡萄糖~6-磷酸脱氢酶（glucose-6-phosphate dehydrogenase，G6PD)是磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway，PPP)的首个限速酶，临床中G6PD 缺乏症是常见的遗传性溶血性疾病，世界范围内累及 超4亿人[1~。
肿瘤代谢异常研究
肿瘤代谢异常研究肿瘤代谢异常是肿瘤形成和发展的重要原因之一。
肿瘤细胞的代谢特征与正常细胞有很大区别，包括不同的能量来源、葡萄糖利用和丙酮酸循环等。
了解肿瘤细胞的代谢特征对于肿瘤治疗有着重要的指导意义。
一、能量代谢正常细胞和肿瘤细胞都依赖ATP来提供能量。
正常细胞通过线粒体中的氧化磷酸化途径产生ATP，而肿瘤细胞则通过糖酵解产生ATP。
这是因为肿瘤细胞的线粒体呼吸链较正常细胞低效，使其难以从氧化磷酸化途径中获得足够的ATP。
肿瘤细胞的ATP主要来源于糖酵解过程中的三磷酸甘油酸生成（ATP），此外，肿瘤细胞在缺氧状态下还可以通过酸性酪氨酸和精氨酸等氨基酸代谢产生ATP。
因此，能够抑制糖酵解和氨基酸代谢的药物有望成为肿瘤治疗的新策略。
二、葡萄糖代谢肿瘤细胞对葡萄糖的利用率比正常细胞高出很多倍，而且肿瘤细胞几乎总是通过糖酵解途径代谢葡萄糖，而非线粒体呼吸链。
这是因为糖酵解过程可以在缺氧条件下持续进行，并可以快速产生ATP。
肿瘤细胞的高葡萄糖代谢与肿瘤治疗的失败有关。
比如，糖尿病患者患肿瘤的风险较低，因为糖尿病导致葡萄糖代谢异常，使得肿瘤细胞的生长减缓。
与此相反，肿瘤细胞可以通过表达大量的葡萄糖转运蛋白来提高葡萄糖的利用率。
研究发现，一些靶向葡萄糖代谢的药物可以抑制肿瘤细胞的生长。
三、乳酸和丙酮酸循环在肿瘤细胞的高速糖酵解过程中，产生大量的乳酸，并进入丙酮酸循环。
丙酮酸循环可以将乳酸和丙酮酸转化为有用的代谢物，如合成酰基酶A和丙酮酸等。
丙酮酸循环与肿瘤细胞的生长、侵袭等生物学过程有关。
抑制乳酸和丙酮酸循环的药物可以抑制肿瘤细胞的生长和侵袭，这些药物被认为具有治疗肿瘤的潜力。
四、脂肪酸代谢脂肪酸代谢在肿瘤细胞中也扮演着重要角色。
研究发现，肿瘤细胞中脂肪酸代谢的速率比正常细胞快，不仅可以产生ATP，还可以生成细胞膜和信号分子。
肿瘤细胞中的脂肪酸代谢与肿瘤生长、转移有关。
研究表明，抑制肿瘤细胞中的脂肪酸合成和代谢，可以抑制肿瘤细胞的生长和转移。
能量代谢与肿瘤生长的关系
能量代谢与肿瘤生长的关系肿瘤作为一种生物学上的疾病，一直以来都是医学界的研究热点之一。
许多研究表明，肿瘤与人体的能量代谢紧密相关，而能量代谢异常则会对肿瘤的生长和发展产生影响。
本文将在不涉及政治的前提下，就能量代谢与肿瘤生长的关系展开讨论。
一、葡萄糖代谢途径与肿瘤生长葡萄糖对维持人体正常生命活动具有重要作用，同时，它也是细胞代谢的重要底物之一。
在正常情况下，细胞将葡萄糖通过多个途径代谢，其中经过三磷酸葡萄糖通路（glycolysis）产生的丙酮酸，经过线粒体三羧酸循环（TCA循环）产生大量ATP，为细胞提供能量。
而在体内肿瘤细胞内，糖代谢途径发生改变，表现为对葡萄糖的摄取增加、代谢途径偏爱于酸洗的糖酵解途径（Warburg效应），通过大量地产生乳酸来产生ATP，并将大量酸性代谢产物释放至周围组织，抑制免疫反应的发生，进而实现肿瘤细胞生长的目的。
二、ATP合成通路与肿瘤生长ATP合成引发的肿瘤生长常常是由于人体内ATP生成与利用的不平衡，不能满足其正常的能量需求所导致的。
正常情况下，ATP的合成途径有两种：氧化磷酸化途径和胺基酸合成途径。
氧化磷酸化途径主要通过三磷酸葡萄糖通路和线粒体三羧酸循环产生，需要氧气的参与。
而在肿瘤细胞中，由于肿瘤局部微环境的复杂性，一些肿瘤细胞缺氧或机械受损，因此它们的ATP合成主要靠不需要氧耗的酸洗氧化途径，使得肿瘤细胞对氧的依赖性降低，从而增加了体内肿瘤细胞生长的可能性。
三、人体内代谢产物和肿瘤生长的关系当人体内糖和脂肪代谢出现问题时，代谢产物如肝酸、β-丙酮、NH3的积聚便会影响ATP合成和细胞的正常功能，从而间接危害细胞的生命。
而在肿瘤生长的过程中，各种代谢产物间的平衡也相当重要。
例如，肿瘤细胞摄入过多的糖分，往往会导致内部酸性增加并释放到细胞外部，让周围的细胞受到攻击而死亡，同时需要消耗更多的ATP才能将过多的代谢物质转移走，使肿瘤细胞进一步地滋生。
四、代谢调节和肿瘤生长的关系在人体生命活动中，代谢调节扮演着重要的角色。
肿瘤细胞的代谢特征和调节机制
肿瘤细胞的代谢特征和调节机制一、背景近年来，肿瘤细胞代谢的研究受到了广泛的关注。
人们发现，与正常细胞相比，癌细胞具有显著的代谢特征，即糖吸收增加、乳酸生成增多、氧化磷酸化减少等。
这些特征对肿瘤的进展和治疗都有很大的影响。
因此，深入了解肿瘤细胞的代谢特征和调节机制，对于肿瘤的预防和治疗具有重要的意义。
二、代谢特征1. 糖吸收增加肿瘤细胞对糖的需求量比正常细胞高出2-3倍，这是因为肿瘤细胞的代谢特征导致其需要更多的葡萄糖来支持能量的生产。
2. 乳酸生成增多肿瘤细胞的糖酵解途径活跃，导致产生大量的乳酸。
高浓度的乳酸无法及时进行清除，堆积在肿瘤细胞周围，对生长和转移等方面产生不良影响。
3. 氧化磷酸化减少由于肿瘤细胞处于低氧状态下，其氧化磷酸化的能力较弱，导致能量的产生主要依靠糖酵解途径。
此外，肿瘤细胞还可依靠脂肪酸氧化途径产生能量，这也是其与正常细胞的差异之一。
三、调节机制肿瘤细胞的代谢特征受到许多因素的调节，包括内源性和外源性的干扰。
1. 内源性调节内源性调节主要是指细胞自身的代谢过程对代谢的调节。
肿瘤细胞的代谢途径与正常细胞有很大的不同，其能够通过自身的代谢调节来满足其生存和生长的需要。
例如，肿瘤细胞可通过调节葡萄糖转运体（GLUT）、磷酸果糖激酶1（PFK1）等分子的表达量来调节糖酵解途径。
2. 外源性调节外源性调节主要是指细胞外界环境对代谢的调节。
肿瘤细胞处于变幻莫测的微环境中，不同的环境因素会对其代谢特征产生影响。
例如，缺氧环境可促使肿瘤细胞调节代谢途径以增加能量的产生；另外，某些药物（如糖尿病药物甲磺酸二苯基胍）也可通过影响肿瘤细胞的代谢特征来达到治疗的效果。
四、展望肿瘤细胞的代谢与其生长和转移密切相关，其代谢途径的调节成为研究的热点。
未来研究的方向包括：1. 深入研究肿瘤细胞的代谢途径和代谢物质的作用，探究代谢与生长、转移的关系。
2. 利用现代科技手段深入挖掘细胞内代谢酶的分子机制和调控模式，为药物的分子设计提供依据。
国自然划重点：肿瘤转移的关键，循环肿瘤细胞
国⾃然划重点：肿瘤转移的关键，循环肿瘤细胞作者：叶⼦转载请注明：解螺旋·临床医⽣科研成长平台在国家⾃然科学基⾦医学类获批项⽬中，肿瘤学研究的项⽬数和获批⾦额都占据⾸位。
肿瘤研究的细分领域很多，上次我们说了上⽪间质转化（EMT），今天来谈谈可以作为肿瘤转移复发标志物的循环肿瘤细胞（CTC）。
从这张EMT过程图中就能看到，CTC起着很重要的“承上启下”作⽤，将原位癌通过⾎管转移。
早在140多年前，CTC就被发现，但由于其含量少及分离检测⽅法局限，直到这⼏年才受到⼴泛关注。
浪了1.5个世纪的CTC是如何被抓到的在肿瘤转移过程中，肿瘤细胞会以內渗的⽅式进⼊循环系统，被成为循环肿瘤细胞（CTC）。
这些细胞可以通过循环系统到达远处组织形成肿瘤转移克隆，它们在循环系统中⼀般只能循环⼏秒到⼏分钟的时间。
随后这些CTC就会滞留并进⼊⼩⼝径的微⾎管腔内，⼀般认为，微⾎管腔直径只要达到8 µm就能捕获CTC。
那这些CTC的⼤细胞团是如何穿过⼩直径的微⾎管腔呢？2016年有⽂献报道CTC可以以单细胞链的⽅式穿过微⾎管腔，在这种结构中细胞与细胞之间通过粘附的形式收尾相连通过狭窄的微⾎管腔。
CTC团相对于单个CTC有更能在远处组织形成转移克隆，因为细胞团能更有效的抵抗凋亡，且可以更好的驻留在微⾎管管腔内。
这种抱团的形式更能抵御其他细胞的攻击，⽐如NK细胞。
所以CTC团能更有效的形成远处转移。
这些年CTC分离和测序技术不断发展，研究⼈员可以很⽅便的从患者⾎液中分离CTC。
从⽽进⾏单细胞测序研究。
2015年有研究发现CTC和原发灶肿瘤细胞以及转移灶肿瘤细胞都不相同，可以认为CTC是原发灶肿瘤细胞和转移灶肿瘤细胞之间的中间过渡状态。
Science上也有研究证实CTC既表现出表⽪细胞的特性，也表现出间质细胞的特性，因此呈现出混合细胞效应。
CTC与肿瘤预后的关系对病⼈来说，随着治疗抗性的出现，患者⾎液中越来越多的CTC表现出了间质细胞的特性。
代谢与肿瘤进展密切相关途径分析
代谢与肿瘤进展密切相关途径分析引言：肿瘤是一种导致世界各地数百万人死亡的重大健康问题，但其发生和发展机制仍然不完全清楚。
近年来，研究人员对代谢与肿瘤之间的关系越来越感兴趣。
代谢途径与肿瘤之间存在密切的相互作用，代谢异常与肿瘤的发展和进展息息相关。
一、糖代谢通路在肿瘤中的作用1.1 糖酵解通路糖酵解是一种重要的代谢途径，将葡萄糖转化为丙酮酸，通过氧化磷酸化产生ATP。
在肿瘤中，糖酵解通路被普遍认为是肿瘤细胞获取能量的主要途径，即所谓的“战争堡垒效应”。
肿瘤细胞通过增加糖酵解通路的活性，使其能够快速产生能量和生物合成所需的原料，从而促进肿瘤的增殖和生长。
1.2 糖异生通路糖异生是一种逆向的糖代谢通路，将简单的非糖物质转化为葡萄糖。
在肿瘤细胞中，糖异生通路的活性通常会显著增加。
这使得肿瘤细胞能够从多样的营养物质如乳酸、氨基酸和甘油三酯中合成葡萄糖，提供胞内的糖供能。
1.3 糖酸代谢糖酸代谢是糖代谢的重要支路，包括柠檬酸循环和糖酸之间的相互转化。
肿瘤细胞通常会通过激活柠檬酸循环和增加丙酮酸生成来增加糖酸代谢的水平。
这些代谢变化可以提供更多的中间产物供应胞内物质合成和能量代谢需求。
二、脂质代谢通路在肿瘤中的作用2.1 脂肪酸合成脂肪酸合成是脂质代谢的重要通路之一，将乙酰辅酶A转化为脂肪酰辅酶A，从而为肿瘤细胞提供构建细胞膜和储存能量的原料。
肿瘤细胞通常会增加脂肪酸合成的速率，以满足其快速分裂和生长的需求。
2.2 脂肪酸氧化脂肪酸氧化是脂质代谢的另一个重要通路，将脂肪酸转化为乙酰辅酶A，并通过柠檬酸循环进一步产生 ATP。
在肿瘤细胞中，脂肪酸氧化的水平通常降低，使肿瘤细胞能够将有限的脂肪酸资源优先用于脂质合成，从而促进肿瘤细胞的生长和浸润。
2.3 脂质酸化脂质酸化是肿瘤细胞代谢中的一个重要过程。
通过将脂质酸转化为柠檬酸循环中的中间产物，脂质酸化可以提供肿瘤细胞所需的 ATP 和合成静息物质。
研究发现，肿瘤细胞对于脂质酸化的依赖程度随着肿瘤的进展而增加，这可能与肿瘤的侵袭性和预后相关。
肿瘤细胞代谢与肿瘤转移相互关系的研究进展
肿瘤细胞代谢与肿瘤转移相互关系的研究进展张亚龙;房念珍;尤嘉琮;周清华【摘要】Intracellular nutrients and the rate of energy lfowing in tumor cells are otfen higher than that in normal cells due to the prolonged stress of tumor-speciifc microenvironment. In this context, the metabolism of tumor cells provides the fuel of bio-synthesis and energy required for tumor metastasis. Consistent with this, the abnormal metabolism such as extremely active glucose metabolism and excessive accumulating of fatty acid is also discovered in metastatic tumors. Previous Studies have conifrmed that the regulation of tumor metabolism can affect the tumor metastasis, and some of these have been successfully applied in clinical effective, positive way. hTus, targeting metabolism of tumor cells might be an effectively positive way to prevent the metastasis of tumor. So, our review is focused on the research development of the relationship between tu-mor metabolism and metastasis as well as the underlying mechanism.%肿瘤细胞长期处于应激的微环境中，细胞内营养物质及能量的流通速率往往高于正常细胞，肿瘤细胞代谢以此为肿瘤转移提供生物合成原料和能量。
细胞能量代谢与肿瘤细胞的发展机制
细胞能量代谢与肿瘤细胞的发展机制生命的存在离不开能量，细胞作为生命的基本单位，也需要能源来维持其生命活动。
在细胞内，能量产生和利用的过程是复杂而精密的，需要各种酶、蛋白质和其他分子的协同作用。
而肿瘤细胞的发展则是基于一定的遗传变异和表观遗传修饰，细胞代谢和能量供应在这一过程中扮演着重要角色。
细胞的能量代谢主要分为有氧和无氧代谢两种类型。
有氧代谢是指在细胞线粒体内，以氧气为受体，将食物分子分解为二氧化碳和水，并释放出大量的能量(ATP)。
而无氧代谢则是指在无氧条件下，食物分子通过酵解方式来产生小量的ATP。
无氧条件下的酵解过程虽然不能提供大量的能量，但可以很快地为细胞提供ATP，并适应一些特殊的生存环境。
肿瘤细胞发展的机制是复杂而多样的，和正常细胞相比，它们对能量和营养物质的需求更大，能够适应更为恶劣的生存环境。
肿瘤细胞通常会改变细胞的代谢方式，以适应其特殊的能量需求。
一些肿瘤细胞可能会增加其无氧酵解的速率，以满足快速生长所需的能量供应。
这种无氧代谢通常会持续产生乳酸，并导致细胞外pH值的降低，从而促进肿瘤细胞的存活和扩散。
除了无氧代谢外，肿瘤细胞还有其他的代谢路径进行能量代谢。
例如，返祖代谢、脂肪酸合成途径和谷氨酸循环通路等。
在实际的肿瘤发展中，不同的细胞会选择不同的代谢途径来适应不同的环境需求。
而在这些代谢途径内，一些关键的代谢酶或蛋白质可能会被过度表达或突变，进而影响细胞代谢的效率和能量利用的过程。
在肿瘤细胞代谢的研究中，研究人员常常使用荧光探针、质谱分析、代谢通路酶活性分析等技术手段来分析代谢通路的变化。
同时，一些新型的代谢靶向药物也被研发出来，可以针对特定代谢途径或代谢酶进行干预，以期达到治疗肿瘤的目的。
例如，一些研究者发现，通过抑制乳酸的分泌或干扰肿瘤细胞的无氧代谢，能够抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
总结起来，细胞的能量代谢和肿瘤细胞的发展机制密不可分。
肿瘤细胞会通过改变代谢方式来适应不同的环境需求，而针对这些代谢途径的研究和药物干预也是肿瘤研究的重要方向之一。
癌症细胞的代谢与转移研究
癌症细胞的代谢与转移研究癌症是现代医学研究的重点之一，因为其高发和高死亡率给人类带来极大的危害。
在医学界，对癌症细胞的代谢和转移研究也一直是一个热门话题，尤其是在治疗这一领域的探索中，该研究对于癌症的早期诊断、预防和治疗具有重要的意义。
1. 代谢是癌症细胞生长的必要条件癌症细胞的代谢是癌症发生和生长的必要条件。
与正常细胞相比，癌症细胞的代谢有着明显的差异，主要表现在以下几个方面：1）糖酵解通路的活跃：癌症细胞通过糖酵解通路从葡萄糖中获取能量，而不是从三羧酸循环中获取能量。
这种代谢方式通常称为“ウォーバーグ效应”，它可以提供足够的ATP能量，支持癌症细胞的增殖、生长和转移。
2）氧化磷酸化能力下降：癌症细胞的氧化磷酸化能力明显下降，这意味着它们无法完全利用摄入的葡萄糖和脂肪酸来产生ATP能量。
3）亚硝酸盐合成：癌症细胞合成亚硝酸盐，用它来抑制巨噬细胞的活性。
这些变化使癌症细胞具有更强的生存能力，更易于生长、扩散和抵御治疗。
2. 转移是癌症扩散的最致命因素癌症的早期诊断和治疗非常关键，因为癌症细胞一旦扩散，就很难控制。
虽然治疗可以抑制肿瘤的增长，但是一旦肿瘤细胞转移到其他器官，就会产生转移瘤，使得治疗难度大大加大。
癌症细胞的转移是非常复杂的过程，包括癌症细胞的脱离、侵入、逃避流感使和着床等过程。
研究表明，癌症细胞转移和代谢有着密切的关系。
在癌症细胞代谢异常的情况下，癌症细胞的生长和扩散都容易受到各种因素的影响，从而促进其恶性特征的发展。
3. 代谢与转移的治疗策略癌症细胞代谢与转移对于癌症的治疗具有重要的影响，因此，针对其研究已经成为医学研究的重点方向之一。
近年来，一些治疗手段已经被应用到癌症的治疗中，包括：1）组合化疗：该疗法是根据癌症细胞代谢的特点，选择多种不同的药物来攻击肿瘤细胞。
多种药物的组合使用，可以减缓肿瘤细胞对药物的反应，从而提高治疗效果。
2）靶向治疗：靶向治疗是利用人工合成的抗癌药物针对肿瘤细胞的细胞膜分子进行针对性打击，从而抑制肿瘤的生长和扩散。
肿瘤代谢研究现状及应用
肿瘤代谢研究现状及应用随着科学技术的不断进步，对肿瘤形成和发展的认识不断深入。
近年来，肿瘤代谢研究不断取得新的进展，成为肿瘤学领域的研究风口。
肿瘤代谢是指肿瘤细胞与正常细胞代谢之间的差异，包括碳水化合物、脂类、蛋白质等的代谢。
肿瘤代谢的研究对于肿瘤的诊断、治疗和预防具有重要的意义。
一、肿瘤代谢研究1. 肿瘤代谢途径的主要特征肿瘤代谢途径的主要特征包括：①产生大量乳酸和碳酸酐；②糖酵解通路超活跃；③有严重的线粒体葡萄糖贫瘤现象；④存在许多独特的代谢途径等。
2. 肿瘤代谢研究的方法肿瘤代谢研究的方法主要有增强磁共振成像、质谱成像、同位素示踪和基因组学等。
其中，磁共振成像技术已被广泛应用于肿瘤精准医疗领域，可以通过检测肿瘤细胞产生的代谢产物，揭示肿瘤代谢通路的变化，为肿瘤的诊断和治疗提供了良好的依据。
3. 肿瘤代谢途径的抑制在肿瘤代谢途径的抑制方面，研究人员主要致力于开发用于治疗肿瘤的新型药物。
抑制肿瘤糖酵解是目前的研究热点之一，相关研究表明，葡萄糖转运蛋白（GLUT）和磷酸果糖激酶（PFK）是促进肿瘤糖酵解的重要因素，抑制GLUT和PFK的活性可以有效抑制肿瘤细胞的生长和增殖，为肿瘤治疗提供了新的思路。
二、肿瘤代谢与诊断1. 代谢检测技术在肿瘤早期诊断中的应用代谢检测技术在肿瘤早期诊断中具有广阔的应用前景。
通过对肿瘤代谢产物的分析，可以实现对肿瘤的早期诊断和疾病进展的监测。
同时，还可以为不同亚型的肿瘤进行个体化治疗提供重要依据。
代谢检测技术的应用已在结直肠癌、胰腺癌、乳腺癌等多种肿瘤类型的早期诊断中得到验证，为肿瘤治疗提供了新的途径。
2. 肿瘤代谢与转移预测的研究肿瘤代谢与转移预测的研究是目前肿瘤代谢研究领域的重点之一。
代谢产物的分析可以揭示肿瘤细胞的转移能力，有助于提高肿瘤治疗的准确性和效果。
相关研究表明，某些代谢产物的水平会随着肿瘤进展和转移的增加而升高。
因此，通过对代谢产物的检测和分析，可以实现对肿瘤的转移预测和治疗监测，为肿瘤患者的治疗提供科学的依据。
肿瘤代谢与肿瘤转移
肿瘤代谢与肿瘤转移王祥宇;郑燕;鲁明【摘要】在肿瘤的发生、发展过程中,肿瘤细胞的代谢会改变为特定的谱式以适应肿瘤的快速生长.近年来的研究表明,肿瘤的代谢与肿瘤的转移也存在密切联系.本文主要从肿瘤细胞代谢及肿瘤微环境中的代谢两方面综述肿瘤代谢在肿瘤转移中的作用及机制的研究进展.【期刊名称】《复旦学报（医学版）》【年(卷),期】2016(043)001【总页数】8页(P86-93)【关键词】糖类;氨基酸;胆固醇;脂肪酸;肿瘤微环境;肿瘤转移【作者】王祥宇;郑燕;鲁明【作者单位】复旦大学附属华山医院普外科上海200040;复旦大学肿瘤转移研究所上海200040;复旦大学附属华山医院普外科上海200040;复旦大学肿瘤转移研究所上海200040;复旦大学生物医学研究院上海200032;复旦大学附属华山医院普外科上海200040;复旦大学肿瘤转移研究所上海200040【正文语种】中文【中图分类】R730近年来,肿瘤代谢领域的研究受到了越来越多的关注。
异常的代谢变化是恶性肿瘤的重要特征,在肿瘤的发生、发展过程中发挥非常重要的作用,肿瘤代谢的研究可为肿瘤的诊疗提供新的指标和干预靶点。
转移是恶性肿瘤另一重要的生物学表型,是影响恶性肿瘤预后的首要因素[1]。
现在认为,肿瘤转移是一个多因素参与、多阶段发展的动态过程,涉及肿瘤细胞本身、肿瘤与微环境之间相互作用等多方面因素[2]。
有关肿瘤的代谢已有许多相关综述,其中大部份侧重于描述肿瘤的代谢异常及其与肿瘤发生的密切联系[3-5],而对于代谢酶及代谢途径在肿瘤转移的作用及其机制的综述还很少。
近年来已有许多研究报道显示,肿瘤本身以及微环境的代谢异常与肿瘤转移存在密切的联系。
基于目前的研究现状,本文将主要从肿瘤细胞的关键物质代谢及微环境的异常代谢等方面对肿瘤代谢在肿瘤转移中的作用及其机制的研究进展作一综述。
糖代谢与肿瘤转移葡萄糖是生物体进行糖类代谢的主要原料。
与正常组织相比,即使在有氧条件下,肿瘤组织仍然主要以糖酵解方式进行葡萄糖代谢,产生大量乳酸,德国生化学家Otto Warburg发现的这种现象即“Warburg效应”,也称有氧糖酵解[6-7]。
肿瘤发生过程中的代谢重编程（可编辑）
肿瘤发生过程中的代谢重编程中国科技论文在线////0>.#肿瘤发生过程中的代谢重编程1 2 2 2*易梅 , 向波 ,李小玲 ,李桂源(1. 中南大学湘雅医院皮肤性病科;5 2. 中南大学肿瘤研究所)摘要 : 很早以前就发现肿瘤细胞存在能量代谢异常, 表现为糖酵解过度活跃, 而线粒体有氧代谢削弱, 被称为“Warburg effect ”。
最近的研究表明, 肿瘤组织中的代谢异常远比我们之前认识的要复杂。
尽管存在旺盛的糖酵解, 实际上肿瘤组织仍然保留线粒体有氧代谢。
另一10 方面, 线粒体是肿瘤细胞合成代谢的主要场所之一。
肿瘤组织还发现存在脂肪酸代谢、氨基酸代谢异常。
肿瘤发生过程中 , 整个代谢网络在瘤基因、抑瘤基因主导下发生重编程, 营养组织在代谢网络中的流向和流量被重新定义。
肿瘤细胞代谢重编程的法则在于平衡细胞能量需求和合成代谢,以利于生物大分子合成,达到细胞倍增。
靶向细胞代谢酶的抗肿瘤治疗,目的并不是干扰肿瘤细胞的能量供应,而是影响其合成代谢速率,从而抑制肿瘤的增殖。
15 关键词 : 代谢重编程;生物合成途径;合成代谢;肿瘤发生中图分类号 :R75 ,Q75Metabolic reprogramming in cancer1 2 2 2YI Mei , XIANG Bo , LI Xiaoling , LI Guiyuan20 1. Department of Dermatology, Xiangya hospital of Central South University;2. Cancer research institute of Central South UniversityAbstract: Despite seminal studies in the 1920s by Warburg showing a characteristic metabolicpattern for tumors, cancer bioenergetics has often been relegated to the backwaters of cancerbiology. Recent studies have shown that metabolism in tumor tissue is more complicated than we25 previously knew. Despite vigorous glycolysis, in fact ,the tumor tissue still retains mitochondrialaerobic metabolism. Mitochondria is one of the main sites of the biosynthesis process of tumorcells tumor. Recent stuies revealed that abnormal fatty acidmetabolism, amino acid metabolismplay key role in tumorigenesis. The metabolic network in tumor cells was reprogrammed whichleading to nutrition flux reorganization and re-derection. Metabolism reprogramming in tumor30 cells facilitates the balance between the needs of energy supply and the synthesis of biologicalmacromolecules. Targeting cell metabolism is not intended to interfere with the tumor cell'senergy supply, but affecting the synthesis of metabolic rate, thereby inhibiting proliferation of thetumor. The review focuses on the importance of metabolic reprogramming in tumour developmentand cancer therapy. We summarize what is currently known about metabolic reprogramming and35 establish a framework for understanding its contribution to the altered metabolism of cancer cellsKey words: metabolic reprogramming; biosynthetic pathways; anabolic metabolism;carcinogenesis0 引言40 肿瘤细胞存在代谢异常由来已久,早在 1930 年代,生物化学家 Otto Warburg 就发现肿瘤细胞偏好糖酵解, 即使在氧供充分的条件下, 肿瘤细胞仍然保持旺盛的糖酵解, 消耗大量葡萄糖。
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肿瘤能量代谢重排（reprograming）与转移的关系不同于正常细胞的能量代谢方式，肿瘤细胞能量代谢不但要为肿瘤细胞提供能量，也为它们提供生物合成的原料以维持其快速增殖1，肿瘤的能量代谢直接决定着肿瘤细胞的命运。
细胞的能量主要来自糖代谢，葡萄糖在体内分解的途径包括糖酵解和氧化磷酸化。
细胞活性与其能量状态紧密相关，恶性肿瘤生长迅速，常有胞内葡萄糖摄入量增高、糖酵解活性提高和乳酸堆积的现象2。
肿瘤细胞即使在供氧充足的情况下，葡萄糖依旧向乳酸转换，这种代谢称为有氧酵解 (aerobic glycolysis) 或“Warburg 效应(Warburg effect)”。
随着研究的深入，人们发现肿瘤细胞不但可以发生有氧糖酵解，而且可以发生氧化磷酸化，两者互相协调，产生代谢共生 (metabolism of symbiosis)。
肿瘤组织存在着异常复杂的微环境和异质性，近年来越来越多的研究表明，肿瘤微环境能改变肿瘤细胞的能量代谢方式，缺氧、乳酸的含量以及营养物质的缺乏等都会影响肿瘤能量代谢途径。
肿瘤细胞有较强的适应逆境而快速生长的特征，而这种适应性是通过改变肿瘤细胞的能量代谢方式来实现的，称为代谢重编程 (metabolic reprogramming)。
肿瘤的能量代谢重编程是指肿瘤细胞中 ATP 的主要生成方式由葡萄糖的有氧氧化偶联线粒体氧化磷酸化转变为有氧糖酵解, 使肿瘤细胞表现出糖酵解速率加快, 葡萄糖摄取量、乳酸产量增加的现象.目前, 临床上已采用18F-脱氧葡萄糖-PET/CT的方法检测肿瘤中葡萄糖的摄取和转化, 以判断肿瘤的恶性程度3。
能量代谢是有机体在物质代谢过程中能量的产生、释放、转换及利用的过程。
正常细胞主要以葡萄糖的有氧氧化磷酸化供能，在缺氧环境下则以糖酵解为主。
而肿瘤细胞能量代谢特点则明显不同，即便在氧供充足的情况下，肿瘤细胞仍表现为活跃地摄取葡萄糖并进行糖酵解，同时产生大量乳酸，这就是肿瘤能量代谢的先锋理论--Warburg效应4。
虽然糖酵解产能效率低，但对于快速增殖的肿瘤细胞而言这却是必需的，它不仅为肿瘤细胞快速提供ATP，还能为新细胞的构筑提供多种生物大分子，从而赋予其生长增殖优势。
肿瘤细胞能量代谢重编程的意义：1. 快速提供ATP以供生长增殖；2. 提供大分子原料以组建新细胞；3. 肿瘤微环境依赖的信号传导。
肿瘤细胞这种特殊的能量代谢模式已成为新的肿瘤标志现象5。
近年来关于肿瘤能量代谢研究已成为科学家乃至制药公司的热点研究方向，随着其研究的深入，肿瘤的靶向能量治疗也将迎来新的契机。
新陈代谢是集体生命活动的基本特征，包括物质代谢和与之相伴的能量代谢，是细胞获得能量的最重要方式。
在肿瘤发生发展过程中，能量代谢常出现紊乱，造成肿瘤微环境的变化，帮助肿瘤细胞得以生存、转移及免疫逃逸。
因此，能量代谢重排被认为是肿瘤的一个新的基本特征。
起初能量代谢重排被认为是肿瘤细胞快速增值的结果，但是更多的新数据表明该过程可以驱动肿瘤发生并且和肿瘤干细胞的干性相关6。
普遍认为，细胞代谢，特别是肿瘤细胞的能量代谢，都依赖于有氧糖酵解的过程。
通过有氧糖酵解产生的能量被认为足够以供应肿瘤细胞快速分裂，并同时允许代谢反应所需生物合成前体的积累4。
在一个生长的肿瘤中，适应性的代谢重编程（metabolic reprogramming），一方面是由于致癌性转化导致的，使得癌细胞获得生长优势7，另一方面，快速增生癌细胞会自发性代谢重排，促进自我维持的信号转导机制，从而激发肿瘤的生长和生存8。
Venkatanarayan等人发现，敲除p63 或者p73的ΔN亚型，将上调编码与胰岛素共分泌的37个氨基酸多肽基因：IAPP的表达，导致p53缺失的肿瘤的代谢重排和退化9。
他们还发现临床上用于治疗I/II型糖尿病的药物普兰林肽，可以导致p53缺失的胸腺淋巴瘤的快速退化，这为日后靶向p53缺失的肿瘤的治疗提供了参考。
Jiang L等人发现, TGFβ1诱导的EMT过程，伴随着将葡萄糖转化为脂肪酸的酶类的抑制，同时细胞呼吸增强。
过表达Snail1，一个调节TGFβ1诱导EMT过程中的转录因子，可以抑制ChREBP和脂肪酸合酶（FASN），这种代谢过度，抑制脂肪生成、有利于能量产生，对于TGFβ1诱导的EMT过程和肿瘤转移起到了关键的作用10。
有研究发现，浸润性癌细胞通过转录共激活剂过氧物酶体（PGC-1α）提高氧化磷酸化、线粒体生物合成和氧气消耗水平，为细胞转移提供能量。
进一步对人类侵入性乳腺癌的临床分析发现，PGC-1α的表达与肿瘤的远端转移紧密相关；抑制PGC-1α可以在不影响细胞增殖的情况下，抑制细胞的侵袭和转移11。
此外，被认为来源于间充质干细胞的肿瘤相关成纤维细胞（CAFs）在肿瘤代谢过程中也起到了重要作用，包括了乳腺癌、前列腺癌和头颈癌12-14。
在肿瘤发生过程中，自噬能够调控细胞的葡萄糖摄取，但其调控作用的发挥可能受到癌基因以及信号分子的影响。
但目前研究也有其局限性，自噬对葡萄糖摄取调控的具体分子机制仍不清晰。
是否有其他癌基因、抑癌基因以及信号分子参与其中仍有待研究；且在不同肿瘤中，自噬对葡萄糖摄取的调控是否存在以及该调控作用是否能够影响肿瘤的其他生物学行为如增殖、转移等需进一步的研究支持。
除以上几种途径外，自噬还可以通过改变肿瘤微环境调控肿瘤细胞的能量代谢。
近年来的研究显示15，在多种人类肿瘤中，包括乳腺癌、前列腺癌、头颈癌以及淋巴瘤，以分解代谢为主的肿瘤相关成纤维细胞以及部分肿瘤细胞和以合成代谢为主的肿瘤细胞之间存在代谢偶联。
分解代谢为主的细胞由缺氧诱导因子 1α和核因子κB 信号通路介导发生氧化应激并诱导其发生过度自噬，从而使细胞内物质大量分解并释放到肿瘤微环境中。
另一方面，合成代谢为主的肿瘤细胞则通过摄取释放入微环境中的营养物质进行氧化磷酸化为主的合成代谢从而促进其生长，而这种细胞间的代谢偶联方式主要有双室模型16和多室模型17。
在以双室模型代谢方式为主的肿瘤组织中，基质细胞发生过度的自噬，进行分解为主的代谢且细胞膜上单羧酸转运蛋白4表达增加导致其释放大量代谢产物进入微环境，通过局部提供线粒体呼吸所需原料，如乳酸、酮体、脂肪酸、谷氨酰胺、其他氨基酸等支持肿瘤细胞的生长。
而癌细胞摄取代谢产物的转运体单羧酸转运蛋白 1表达增多，摄取微环境中的营养物质进行以氧化磷酸化为主的合成代谢。
另外，在多室模型为主的一些肿瘤中，如宫颈癌、肺癌和结直肠癌，基质细胞和一部分肿瘤细胞主要表达单羧酸转运蛋白 4 进行自噬和糖酵解为主的分解代谢，另一部分肿瘤细胞主要表达单羧酸转运蛋白 1 进行氧化磷酸化为主的合成代谢，从而促进其在营养缺乏环境中的生长。
总之，在存在代谢偶联的肿瘤中，自噬可以通过改变微环境调控肿瘤细胞能量代谢，但由于该调控途径直接与肿瘤代谢方式密切相关，是否在其他肿瘤中存在这种调控仍需证据支持。
成体组织通常摄取较少的营养物质以产生能量，而恶性增殖的肿瘤细胞需要摄取大量营养物质以提供ATP并满足生物合成需求。
尽管肿瘤作为异质性疾病，但相当部分肿瘤细胞即便氧供充足仍采用糖酵解这一看似“低效率”能量代谢模式。
研究表明，肿瘤缺氧微环境、癌基因激活和抑癌基因失活、氧化磷酸化受损、炎症、microRNA等共同促成肿瘤细胞糖酵解代谢表型，而这正是肿瘤细胞对环境压力持续刺激的一种进化优势选择，利于自身的生长，同时为快速生成的新细胞提供生物大分子原料以利分裂增殖。
有人会质疑：到底是Warburg 效应起始肿瘤发生，还是肿瘤依赖于Warburg效应，笔者认为，正常细胞受多种环境因素的恶性刺激，其体系难以承受这种“压力”，所以才会主动或被动改变自己，包括基因和后续的新陈代谢模式。
这种能量代谢的重编程是细胞恶性转化中利于自身存活的进化优势选择，然而最终引致的不可控的增殖与异质性则可能部分依赖这种糖酵解表型，基因突变与糖酵解表型可能都是“罪魁祸首”。
不可否认，Warburg效应与肿瘤恶性进展似乎相辅相成。
随着肿瘤生长微环境的变化，其能量代谢方式及特点也可以随之发生变化，而肿瘤细胞总能在不利的生存环境下趋利避害并保持选择性生长优势18。
不同肿瘤的能量代谢途径可以不完全相同，并显示出各自特点，部分肿瘤细胞以氧化磷酸化方式，或者以有氧糖酵解和氧化磷酸化混合型方式作为其主要产能途径19。
在肿瘤的发生、发展过程中能量代谢重编具有重要意义，肿瘤细胞通过对癌基因的激活及抑癌基因的失活调控实现对肿瘤细胞能量代谢自主性调节，以此导致的雷帕霉素哺乳动物靶点信号通路的异常活化，以及结合酸性环境下缺氧诱导因子的激活，从而促进肿瘤糖代谢改变，此一系列调控网络相互作用的结果是最终促进肿瘤形成、发展及转移的主要机制。
肿瘤需要代谢途径的重组来维持其生长和生存。
为了维持细胞的持续增殖，肿瘤细胞通过调整能量代谢以适应其生物合成的需要20。
当大多数正常细胞通过线粒体氧化磷酸化（oxidative phosphorylation，OXPHOS）作为生物能量来源时，肿瘤细胞却更多地依赖于糖酵解，这种转变称为“Warburg 效应”。
能量代谢重组（reprogramming of energy metabolism）可以使肿瘤细胞在肿瘤微环境中得以生存和增殖。
能量代谢的改变既会受到一些基因的调控，也依赖于特定的物质（如谷氨酰胺等）。
此外，缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor，HIF）通过改变代谢以维持缺氧肿瘤细胞的生存21。
肿瘤细胞还可通过其他途径，如逆向“Warburg 效应”和截断的三羧酸循环（truncated tricarboxylic acid cycle），来重组肿瘤的能量代谢。
充分认识肿瘤生存环境和能量代谢的关系，有益于从肿瘤细胞能量阻断的角度开发新的肿瘤治疗药物。
对肿瘤能量代谢靶分子的研究，对抗肿瘤药物的开发和临床应用等方面有重要的指导意义。
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