通过酵解产能可以让细胞逃脱凋亡机制
发布日期:2021-05-23针对于医学临床表述,细胞凋亡多是指受到一系列细胞水平的攻击后,所启动的协调细胞死亡的过程。对线粒体能量生成过程的损伤,这是这种攻击类型之一。
通常来说,它们也可以促发凋亡级联反应,使线粒体细胞色素C释放,激活细胞内的蛋白酶(caspases),最终又导致死亡。其与正常细胞相比,对凋亡的获得性抵抗,则是大多数的肿瘤细胞特征。
对肿瘤细胞而言,凋亡机制失效,是一个可以预测的生理反应,因为在长期的肿瘤发生过程中,利用酵解和底物水平磷酸化产生能量,继发于细胞呼吸功能受损。只有那些能逐渐从细胞呼吸、过渡到酵解,以应对呼吸不足的细胞,才能够躲过这种凋亡机制。
相关细胞,不能完成这个获能方式转换的,将会死去,因此它也不会变成肿瘤细胞。
然而,细胞利用酵解取代细胞呼吸获取能量,也是瓦伯格理论的核心内容。后期,又有很多研究结果发现,用于上调和维持酵解的基因和信号转导通路,本身就具有抗凋亡作用。
如长期糖酵解,或者谷氨酰胺酵解,都需要mTOR、Myc、Ras、HIF-1a和IGF-1/PI3K/Akt的参与。这些基因和通路的上调,与抑癌基因(如P53)失活共同作用,将会导致细胞凋亡的信号转导级联失灵,从而阻止程序性细胞死亡发生。
而线粒体外膜和内膜的膜电位异常,也可以诱导已知的抗凋亡基因。通常,只要有葡萄糖和谷氨酰胺存在,肿瘤细胞将会通过酵解产能、而继续逃脱凋亡机制。
但是,如果葡萄糖供应被靶向攻击,依赖糖酵解的肿瘤细胞,则可容易地表达强烈的凋亡表型。就比如,饮食或热量限制,可以显著增加实验性脑肿瘤的凋亡细胞数量,在一定程度上,这一机制被认为促进了饮食能量减少,以及在人胶质母细胞瘤治疗中的作用。