肿瘤细胞能量代谢特征

肿瘤细胞能量代谢特征

线粒体呼吸链酶也称为线粒体呼吸链复合物、线粒体呼吸链复合酶。线粒体呼吸链位于线粒体内膜上，由5个复合物组成，分别为：NADH-Q氧化还原媒（也称为复合物I）、琥珀酸-Q氧化还原酶（也称为复合物II）、UQ-细胞色素C氧化还原酶（复合物III）和细胞色素C氧化酶（也称为复合物IV）ATPase(ATP合成酶复合物V)。

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来自纽约州立大学上州医科大学的研究人员报告称，他们发现了一条新的线粒体介导细胞

死亡信号通路，并揭示出了抑制线粒体介导蛋白质稳态应激及细胞死亡的一个胞质溶胶网络。这些重要的研究发现发布在7月20日的《自然》（Nature）杂志上。

论文的通讯作者是华人科学家、纽约州立大学上州医科大学生物化学与分子生物学教

授陈新杰（Xin Jie Chen）博士。陈新杰教授早年毕业于浙江大学，主要研究兴趣为线粒

体生物合成与遗传、衰老及衰老相关退行性疾病。

线粒体是细胞内能量合成的主要场所，对于维持细胞正常生理功能起着重要作用。近

年研究表明，线粒体不仅作为体内的“能量加工厂”，而且还与氧自由基的产生、细胞死

亡进程的调控有关。

线粒体功能异常多指由于线粒体膜受到破坏、呼吸链受到抑制、酶活性降低、线粒体DNA(mtDNA)损伤等引起的能量代谢障碍，进而导致的一系列相互作用的损伤过程。线粒体功能异常会影响整个细胞的正常功能，从而导致病变。许多研究表明，帕金森病、阿尔茨海默氏症、糖尿病、肿瘤等疾病及衰老均与线粒体功能异常有关。由于线粒体的多功能性，了解线粒体功能障碍导致特异病变的机制仍面对着巨大的挑战。

以往的研究证实线粒体介导细胞死亡与能量耗尽、自由基生成、铁硫簇生物合成缺陷、释放促凋亡和非细胞自主性信号分子以及应激信号改变有关。在这篇 Nature文章中研究人员报告称，在酵母中发现了一条新的线粒体介导细胞死亡信号通路。他们将这一信号通路命名为线粒体前体过度累积应激(mPOS)，其特征为线粒体前体在胞质溶胶中异常累积。

随后研究人员证实，不只是影响核心蛋白质转运机器的突变，破坏线粒体内膜完整性和功能的损伤也可以触发mPOS。他们还发现一个胞质溶胶基因网络通过调节核糖体生物合成、信使RNA脱帽、转录物特异性转录，蛋白质陪伴及周转抑制了mPOS。响应mPOS，几个核糖体相关蛋白包括Gis2和Nog2上调，Gis2和Nog2分别促进了帽子结构非依赖性（cap-independent）翻译及抑制了60S核糖体亚基出核转运。研究人员指出，Gis2和Nog2上调促进了细胞存活，这有可能是抑制mPOS反馈环路的一个组成部分。

这些研究数据表明，线粒体功能异常可直接导致胞质溶胶蛋白质稳态应激，由此解释了退行性疾病和衰老两个标志之间的关联。这些研究结果对于更深入地了解脊髓小脑性共济失调、肌萎缩侧索硬化症和强直性肌营养不良等与这一网络突变相关的疾病具有重要意义。

1.对血管线粒体标志性蛋白COXIV和sirt3的影响

2.

3.对血管DNA氧化损伤的影响——高效液相色谱法测定DNA氧化损伤标志物8-

OhdG；彗星实验方法——凝胶电泳。

4.对血管端粒长度和端粒酶的影响——realtime PCR 荧光，送检。

人白细胞的端粒长度，可以反映生物年龄。建立方法，为今后产品检测提供方法学。

（用剩下的鼠建立方法，包括全血的白细胞分离，DNA提取，测定端粒长度，提取线粒体）

5.对血清中酮体、血糖、ATP含量影响——乙酰乙酸、β-羟基丁酸及丙酮、血糖

6.对血清半乳糖苷酶的影响——衰老指标

7.对细胞自噬的影响——自噬诱导剂

探讨不同细胞对糖利用的敏感性

细胞培养：HL-60；Jurkat；内皮细胞、血管平滑肌细胞、L929、正

常T淋巴细胞。观察48h，

药物处理：低糖培养、无糖培养、无谷氨酰胺培养、高糖培养、芹菜素、阿糖胞苷、芹菜素+阿糖胞苷（正常含糖培养基）、二甲双胍、二甲双胍+阿糖胞苷

测定指标：MTT、上清液葡萄糖浓度、ATP含量（细胞裂解）、GLU

T1-5，realtime PCR （外包）。96孔板先做MTT。细胞耗氧量/线粒体膜电位，DNA氧化损伤测定，端粒长度

GLUT1是肿瘤细胞葡萄糖转运的主要蛋白，用芹菜素抑制+脂肪乳剂

输液和氨基酸输液，是否可提供机体营养，又增强肿瘤细胞的敏感性。

或配合核桃仁+黑芝麻+无谷氨酰胺的符合氨基酸+纤维素

GLUT1——多数细胞；GLUT2——肠道细胞；GLUT3——神经细胞；GLUT4，细胞内移位，心肌细胞、骨骼肌细胞、脂肪细胞

探讨芹菜素对线虫寿命的影响及对葡萄糖摄取的影响

适当减少ATP生成，可延长寿命。测定ATP量、端粒酶活性，

端粒长度。

p53-调控的细胞生长停滞被激活，接着它又抑制PGC-1α和 PGC-1

β（代谢过程和线粒体过程的主要调控因子）。这会导致线粒体质量

减少、线粒体功能丧失和ATP生成量减少、糖生成受损、心肌功能受

损和活性氧增加。

探讨芹菜素对动物耐缺氧的影响。

推测，芹菜素可降低细胞能量代谢，增强耐缺氧能力。

缬草——眩晕——脑供血不足——高血压、颈椎病、能量代谢障碍、

血糖低——ATP产生不足，葡萄糖含量高、丙酮酸含量高、ATP低。

缬草——催眠镇静——可能与降低脑细胞葡萄糖产生能量有关

缬草——是否具有钙拮抗作用，有报道可降血压。

牛——精神疾病——代谢组学

维拉帕米可增敏肿瘤细胞对化疗的敏感，与降低细胞能量代谢有关？维拉帕米是ca拮抗剂

生酮食疗法

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―生酮食疗法（Ketogenic food therapy）‖是一种利用高脂、低糖食物治疗神经系统疾病的方法。它会―诱使‖人的身体处于一种饥饿状态，促使人体通过燃烧脂肪来产生能量，而不是燃烧碳水化合物。在这样的代谢过程中，丙酮类物质会大量产生，―安抚‖诸如癫痫类的神经系统疾病。

中文名

生酮食疗法

外文名

Ketogenic food therapy

性质

治疗神经系统疾病的方法

方法

利用高脂、低糖食物

目录

1. 1概述

2. 2案例

3. 3背景资料

生酮食疗法概述

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