葡萄糖作為生命活動不可或缺的營養(yǎng)物質(zhì),其缺乏在生物體內(nèi)構(gòu)成了一種關(guān)鍵的生理壓力。為了應(yīng)對這種壓力,細(xì)胞進(jìn)化出了復(fù)雜的分子機(jī)制來調(diào)整新陳代謝,確保生存。這些機(jī)制在實(shí)體瘤內(nèi)尤為關(guān)鍵,因?yàn)槟[瘤組織常因血管形成異常而面臨葡萄糖供應(yīng)(http://www.weberwork.com/sell/)不足的問題。
在葡萄糖匱乏的情況下,細(xì)胞通過抑制合成代謝并激活分解代謝來適應(yīng)這種壓力,以此維持能量和氧化還原的平衡。這一適應(yīng)過程是由一系列高度保守的能量感應(yīng)和信號調(diào)控分子如AMP激活的蛋白激酶(AMPK)和雷帕霉素復(fù)合物1的機(jī)制靶標(biāo)(mTORC1)所協(xié)調(diào)的。
AMPK在感受到AMP/ATP和ADP/ATP比值上升以及果糖-1,6-二磷酸消耗后會被激活,進(jìn)而通過磷酸化一系列底物來優(yōu)化細(xì)胞的能量生產(chǎn)和消耗,并重新規(guī)劃代謝路徑。特別地,AMPK通過磷酸化并抑制乙酰輔酶A羧基酶1(ACC1),減少脂肪酸的合成,從而維持NADPH的平衡,抑制活性氧(ROS)的生成,并促進(jìn)細(xì)胞在缺糖條件下的存活。
最近,內(nèi)蓋夫本-古里安大學(xué)的研究人員在《自然通訊(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)》雜志上發(fā)表了研究,揭示了mTORC1在葡萄糖饑餓條件下通過4EBP1/2介導(dǎo)的脂肪酸代謝翻譯重編程來調(diào)控細(xì)胞存活的新機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn),在葡萄糖缺乏時(shí),mTORC1的抑制對于細(xì)胞存活至關(guān)重要,而4EBP1/2通過抑制ACC1的翻譯來減少NADPH的消耗,從而保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激的損害。
這一發(fā)現(xiàn)與癌癥研究密切相關(guān),因?yàn)榘┘?xì)胞常常利用類似的機(jī)制來對抗能量壓力,促進(jìn)自身的生長和轉(zhuǎn)移。臨床上,EIF4EBP1的高表達(dá)與多種癌癥的不良預(yù)后相關(guān)。因此,研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,4EBP1可能成為治療代謝異常腫瘤的新靶點(diǎn),而mTOR抑制劑在治療這些癌癥時(shí)需要謹(jǐn)慎使用。
綜上所述,這項(xiàng)研究不僅揭示了細(xì)胞在葡萄糖饑餓條件下的生存機(jī)制,還為癌癥治療提供了新的思路和方法。同時(shí),它也提醒我們,在探索癌癥治療策略時(shí),需要綜合考慮腫瘤細(xì)胞的代謝特點(diǎn)和生存機(jī)制。