癌細(xì)胞會(huì)由正常細(xì)胞的通過(guò)有氧呼吸獲得能量，變?yōu)橥ㄟ^(guò)糖酵解或燃燒糖來(lái)提供能量。惡性腫瘤必須有外部能量供應(yīng)。它們不受控制的生長(zhǎng)需要穩(wěn)定的血流和營(yíng)養(yǎng)。因此，研究人員試圖消滅癌癥的一種方法就是，靶定正在發(fā)生代謝變化的癌細(xì)胞，因?yàn)檫@些代謝變化可使腫瘤能夠快速生長(zhǎng)。

來(lái)自中國(guó)科學(xué)院上海生科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所的研究人員揭示了糖酵解通路的產(chǎn)能關(guān)鍵代謝酶PGK1的高表達(dá)及其乙酰化修飾在肝癌發(fā)生發(fā)展中的作用。這為進(jìn)一步闡明細(xì)胞代謝異常在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的功能，以及開發(fā)以代謝酶為靶標(biāo)的特異性藥物奠定了基礎(chǔ)。

這一研究成果公布在10月24日的國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Hepatology上，領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所“青年千人計(jì)劃”入選者高大明研究員，高大明研究員2001年畢業(yè)于山東大學(xué)，2012年回國(guó)就任中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所研究員，研究方向?yàn)榘┌Y信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與代謝。

腫瘤細(xì)胞處于失控的分裂增殖中，對(duì)能量的需求尤為旺盛。但腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生能量的過(guò)程并不主要依賴于經(jīng)典的線粒體氧化磷酸化。相反，癌癥細(xì)胞以及其它的一些處于不斷增殖的細(xì)胞，即使是在氧氣充足的情況下也往往選擇糖酵解的途徑來(lái)獲得它們所需要的能量，這就是著名的“Warburg Effect ”。

磷酸甘油酸激酶1（phosphoglycerate kinase 1, PGK1）是糖酵解過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵酶，催化1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸，并同時(shí)生成ATP，因而在細(xì)胞能量代謝中發(fā)揮著重要功能。

在這篇文章中，研究人員發(fā)現(xiàn)肝癌病人的嚴(yán)重程度與其中PGK1蛋白的表達(dá)量正相關(guān)。敲減pgk1基因后，肝癌細(xì)胞株的糖酵解能力下降，產(chǎn)能減少，細(xì)胞的增殖受到抑制，成瘤能力減弱。這說(shuō)明了PGK1蛋白對(duì)腫瘤的必需性，提示PGK1可能成為肝癌治療中的一個(gè)分子靶標(biāo)。

研究人員還通過(guò)免疫共沉淀-質(zhì)譜的方法鑒定出了PGK1的關(guān)鍵乙酰化修飾位點(diǎn)K323，并發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)的乙酰化修飾可以較大程度的增強(qiáng)代謝酶PGK1的活性，促進(jìn)葡萄糖的吸收，提高代謝效率，進(jìn)而增強(qiáng)PGK1的促瘤活性。

此外在動(dòng)物成瘤實(shí)驗(yàn)和臨床樣本的比對(duì)中，研究人員發(fā)現(xiàn)PGK1-K323位點(diǎn)的乙酰化修飾強(qiáng)弱均與腫瘤的惡性程度正相關(guān)。進(jìn)一步的機(jī)制研究揭示該位點(diǎn)乙酰化修飾受到乙酰化酶PCAF和去乙酰化酶SIRT7的雙重調(diào)控。

這一研究為進(jìn)一步闡明細(xì)胞代謝異常在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的功能，以及開發(fā)以代謝酶為靶標(biāo)的特異性藥物奠定了基礎(chǔ)。