肿瘤细胞代谢机制
肿瘤细胞的代谢和耐药性机制
肿瘤细胞的代谢和耐药性机制肿瘤细胞的代谢和耐药性是癌症治疗中的两大瓶颈。
随着对肿瘤细胞代谢和耐药性机制的深入研究，我们能够更好地了解肿瘤细胞的生存策略，也能够在未来开发新的治疗方法，提高治疗效果。
一、代谢机制肿瘤细胞的代谢与正常细胞有所不同。
正常细胞通过三大能量转移方式：氧化磷酸化、葡萄糖解和脂肪酸氧化；而大多数肿瘤细胞喜欢利用葡萄糖酵解生成乳酸来产生能量。
这种方式相较于正常的氧化磷酸化代谢可以更快地获取能量，但其效率却很低，同时还造成一定的酸性负荷，增加了细胞死亡的风险。
当肿瘤细胞因为某些原因无法以葡萄糖为代谢底物时会出现代谢转换。
肿瘤细胞可以通过硬化酮体、脂肪酸、氨基酸等多种途径来获得新的能量来源。
这样的能量转换机制就是肿瘤细胞的代谢适应性。
目前在临床上研究的大多数代谢适应性是针对葡萄糖的代谢适应性，而对于其他底物的代谢适应性研究尚显不足。
二、耐药机制为了能够生存下来，肿瘤细胞需要不断应对治疗的压力。
频繁地应对治疗压力可以导致肿瘤细胞发生耐药性。
对于不同的治疗方式，肿瘤细胞发展出的耐药机制千差万别。
1. 化疗耐药化疗药物在肿瘤治疗中占据了重要地位。
然而，化疗耐药性是其固有的副作用。
化疗药物对肿瘤细胞的毒性作用基于细胞分裂的快速和非特异性，以达到减少肿瘤细胞数量的目的。
然而，这种毒性作用可能会导致一个或多个细胞发生耐药现象。
2. 靶向治疗耐药靶向治疗使用药物可以特异性地与肿瘤细胞中的靶标相结合，从而干扰肿瘤细胞的生长。
然而，同样也存在着耐药性。
耐药性机制包括肿瘤细胞通过下调或失活靶标等方式来逃避药物的作用，同时还包括了多靶点、转移等机制。
3. 免疫治疗耐药免疫治疗针对的是检测到的抗原特异性T细胞，使其能够识别肿瘤细胞并消灭。
然而，在免疫治疗中也存在耐药性。
免疫治疗中抗原特异性T细胞的失活（自身过程或外界干扰）和T细胞识别抗原的有序分子组装问题可能导致耐药性。
结语通过对肿瘤细胞的代谢和耐药机制的研究，我们能够更好地了解肿瘤细胞的生存策略，并有望在未来开发新的治疗方法，提高治疗效果。
肿瘤细胞中的代谢途径和分子靶向治疗
肿瘤细胞中的代谢途径和分子靶向治疗肿瘤细胞的代谢途径是指癌细胞产生生存所需的能量和物质的化学反应过程。
在正常细胞中，代谢途径是高度调节的，以满足细胞的能量需求和生长需求。
相比之下，肿瘤细胞具有不同的代谢特征，包括增加糖酵解和脂肪酸合成，同时降低线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）等。
肿瘤细胞的糖酵解水平高，是因为糖酵解途径可生成ATP，产生对癌细胞生存和增殖所需的大量能量。
在糖酵解途径中，葡萄糖被分解成乳酸，而不是被完全氧化成CO2。
此外，肿瘤细胞还表现出较高的反式色氨酸代谢，产生雄激素、胆固醇等生长因子，促进细胞生长和分裂。
脂肪酸代谢在癌症中也发挥重要作用。
脂肪酸可以通过遗传和表观修饰的方式在转录、翻译和后转录调控中发挥作用。
在癌症中，脂肪酸合成过程过度激活，使癌细胞可以通过葡萄糖和其他营养物质合成脂肪酸。
通过这种方式，癌细胞能够存储多余的内源性糖、酸以及中间代谢产物，从而支持其生长和增值。
相较于正常细胞，肿瘤细胞的线粒体电子传递链缺失、线粒体功能衰退以及着重于糖酵解途径等，导致线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）减少。
此外，线粒体合成调节神经酰胺的某些物质也被下调，促进了肿瘤细胞的生存和增殖。
网络分析显示，除细胞核外，肿瘤细胞中线粒体基因组中的氧化应激反应通路酶调节也与肿瘤疾病相关。
针对肿瘤细胞中的代谢途径，研究者已经提出了许多新的分子靶向治疗策略。
其中的理论基础是利用癌细胞的代谢弱点进行治疗，通俗来说就是“让癌细胞吃不起就会死亡”。
多种新型治疗方式涌现。
例如，通过抑制葡萄糖酵解通路的不同关键酶，可以减少ATP生成、减少细胞的生长和分裂。
同时，抑制酷过氧化酶、NADPH氧化酶等氧化应激途径中的酶，也可调节癌细胞代谢。
如择非醛糖类薄荷醇-3-磷酸(D-AP3)，能够抑制细胞周期、触发细胞凋亡和自噬，并与多种细胞分化相关基因表达相关。
又比如，抑制甲状腺素一个重要的调节氧化应激途径的“清除”酶可能会干扰肿瘤内部的代谢，从而抑制癌症的进展。
肿瘤细胞的代谢途径及其代谢调控机制
肿瘤细胞的代谢途径及其代谢调控机制肿瘤细胞是一种特殊的细胞，其代谢途径和正常细胞有所不同。
正常细胞通常从葡萄糖和氧气中产生大量ATP来维持生命活动，而肿瘤细胞则更倾向于从无氧代谢途径中获取能量。
无氧代谢路线中最著名的代表是糖酵解，这是一种通过分解葡萄糖来产生ATP 的过程。
糖酵解会将葡萄糖分解成各种代谢产物，并通过一系列的反应生成ATP 和乳酸。
这种代谢方式在肿瘤细胞中特别常见，因为它可以在缺氧的环境下产生能量。
然而，这种代谢过程所产生的乳酸会在细胞内积累，导致细胞的酸化和增殖。
然而，肿瘤细胞并不只是单纯的依赖糖酵解来获取能量。
为了满足日益增长的代谢需求，肿瘤细胞会逐渐转向其他的代谢途径，例如脂质代谢和氨基酸代谢。
这些代谢途径不仅可以提供所需的能量，还可以产生重要的代谢产物，如细胞膜和信号分子。
这些代谢变化被认为是肿瘤细胞生存和增殖的关键。
相比于一般的细胞，肿瘤细胞的代谢途径更倾向于追求快速和高效。
单次能量产生的量大，但转化效率却相对较低。
此外，肿瘤细胞的代谢过程往往是高度灵活的，可以根据环境的变化快速调整代谢途径。
肿瘤细胞代谢的调控机制肿瘤细胞代谢过程的变化是由一系列因素所驱动的，包括细胞基因表达水平的改变，细胞内外部环境的变化和代谢产物的影响等。
这些影响因素会通过不同的机制来调节代谢途径，从而影响肿瘤细胞的生存和增殖。
例如，许多癌细胞中存在着线粒体功能的损伤，这会导致细胞无法充分利用氧气产生ATP。
因此，这些细胞往往会转向糖酵解和其他无氧代谢途径获得能量。
这些变化常常会伴随着代谢产物浓度的升高，如乳酸和酮体等。
这些产物可以进一步影响肿瘤细胞的代谢途径和生物学特征，从而形成恶性循环。
此外，一些蛋白质因子也可以调控肿瘤细胞的代谢过程。
例如，mTOR通路作为细胞代谢的关键调节器之一，可以直接或间接地影响糖酵解、脂质代谢和氨基酸代谢等多个代谢通路。
mTOR通路在肿瘤细胞中的过度激活与肿瘤细胞的恶性增殖和代谢重构有关。
生物化学中的肿瘤代谢癌症发生的分子基础
生物化学中的肿瘤代谢癌症发生的分子基础在生物化学领域，肿瘤代谢被认为是癌症发生的分子基础之一。
肿瘤细胞具有与正常细胞不同的代谢特征，这些特征在肿瘤细胞的生长、增殖和转移过程中起着重要的作用。
本文将就肿瘤代谢的基本概念、肿瘤细胞的代谢途径以及肿瘤代谢与癌症发生的关系进行探讨。
一、肿瘤代谢的基本概念肿瘤代谢是指在肿瘤细胞中进行的一系列物质转化过程。
与正常细胞相比，肿瘤细胞具有高度活跃的代谢状态，包括异常的能量产生、脂质合成和氨基酸代谢等。
肿瘤细胞代谢过程中的变化反映了肿瘤细胞的生长特点以及其适应恶劣环境的能力。
二、肿瘤细胞的代谢途径1. 糖代谢途径在肿瘤细胞中，糖代谢途径发生了明显的改变。
与正常细胞不同，肿瘤细胞更倾向于通过糖酵解产生能量，即无氧糖酵解。
这种代谢方式不仅能够更快地提供能量，还能够提供葡萄糖供应的物质用于生物合成。
2. 脂质代谢途径在肿瘤细胞中，脂质代谢也发生了变化。
肿瘤细胞更倾向于消耗外源性脂质，并利用脂肪酸合成过程中的代谢中间产物参与生物合成。
此外，肿瘤细胞中脂类的合成和分解也发生异常。
3. 氨基酸代谢途径肿瘤细胞中的氨基酸代谢也与正常细胞有所不同。
肿瘤细胞倾向于通过氨基酸的降解、转化和利用来满足自身对营养物质的需求。
此外，某些肿瘤细胞还会表现出特定的氨基酸依赖性。
三、肿瘤代谢与癌症发生的关系肿瘤代谢与癌症的发生密切相关。
肿瘤细胞通过改变自身的代谢途径，实现了对恶性生长环境的适应。
在肿瘤代谢过程中，肿瘤细胞产生了高浓度的乳酸，同时酸性环境也有助于肿瘤细胞的侵袭和转移。
此外，肿瘤细胞的代谢特征还影响了肿瘤细胞的增殖和转移能力。
肿瘤代谢在癌症治疗中也具有重要的意义。
针对肿瘤细胞代谢的特点，科学家们研发出了一系列靶向肿瘤代谢的药物。
这些药物可以干扰肿瘤细胞的代谢途径，从而实现对肿瘤细胞的杀伤作用。
肿瘤细胞代谢的研究不仅有助于我们深入了解肿瘤的发生机制，还为癌症的预防和治疗提供了新的思路。
肿瘤细胞的代谢途径和调节
肿瘤细胞的代谢途径和调节肿瘤是一种细胞增殖异常的疾病，它的发生与许多因素有关，其中代谢异常是其中的重要因素之一。
肿瘤细胞不仅可以通过各种代谢途径获取能量和物质，还可以利用代谢途径来逃避免疫、维持增殖、抗药等。
在肿瘤细胞代谢的途径和调节方面，我们需要了解它的主要代谢途径、调节因子以及可能的治疗策略。
一、主要代谢途径1. 糖异生和糖酵解途径：在恶性肿瘤细胞中，糖异生和糖酵解途径是两大主要途径，这一途径不仅可以为肿瘤细胞提供能量，还可以提供物质合成的基础。
2. 脂肪酸代谢途径：除了利用糖异生和糖酵解途径提供的代谢产物外，肿瘤细胞还可以通过脂肪酸代谢途径获取能量和物质。
3. 过氧化物酶体途径和谷氨酸途径：在这两种代谢途径中，肿瘤细胞可以通过过氧化物酶体途径来维持其生存和增殖，而谷氨酸途径则可以为肿瘤细胞提供抗氧化物质。
二、调节因子1. 信号通路：信号通路是调节细胞代谢、增殖、转化和死亡等的主要途径，所有这些过程都需要信号通路的参与。
在肿瘤细胞中，信号通路可以被突变或过度活化，从而导致肿瘤细胞的异常增殖和代谢。
2. 基因调控：基因调控是影响细胞代谢的另一种重要机制。
许多基因编码代谢途径中的酶和转运蛋白，这些基因可能通过转录因子调控和表观遗传学调节影响肿瘤细胞的代谢调节。
3. 环境因素：环境因素，包括营养和微环境等因素，也会对肿瘤细胞的代谢产生巨大的影响。
在缺乏营养和含氧量低的环境下，肿瘤细胞会通过代谢途径来适应和存活。
三、治疗策略基于对肿瘤细胞代谢的途径和调节的研究，许多治疗肿瘤的策略已经涌现出来。
其中，一些治疗策略已经进入临床试验阶段，如靶向糖异生、靶向谷氨酸代谢等，这些策略对恶性肿瘤具有潜在的治疗效果。
此外，免疫治疗也是近年来备受瞩目的治疗方法之一。
免疫治疗可以启动机体自身的免疫系统来攻击肿瘤细胞，从而在肿瘤细胞代谢调节中发挥重要的作用。
总之，肿瘤细胞代谢调节是肿瘤研究的一个重要领域，它不仅可以为肿瘤治疗提供重要的靶点和策略，还可以为我们更好地了解肿瘤的发生和发展提供支撑。
肿瘤细胞代谢途径的研究及应用前景
肿瘤细胞代谢途径的研究及应用前景肿瘤细胞是一种异常生长、异常代谢的细胞，在肿瘤组织中占据着重要的位置。
近年来，越来越多的研究表明，肿瘤细胞的代谢途径在肿瘤的发生和发展中发挥着重要的作用。
本文将介绍肿瘤细胞代谢途径的研究及其应用前景。
一、肿瘤细胞代谢途径的研究1. 糖酵解途径糖酵解途径是肿瘤细胞代谢的一个重要途径，其能够提供肿瘤细胞所需的能量及生长所需要的原料。
在正常情况下，葡萄糖通过糖酵解途径被分解成丙酮酸和乳酸，产生2个ATP和NADH，NADH被氧化成NAD+后再次进入糖酵解途径。
但是在肿瘤细胞中，糖酵解途径的代谢过程与正常细胞存在巨大差别，主要表现在肿瘤细胞采用更多的糖酵解途径产生ATP，同时分泌大量的乳酸。
这种现象被称为“华盛顿效应”，它使得肿瘤细胞能够在缺氧状态下存活和生长。
2. 三羧酸循环三羧酸循环是细胞内对葡萄糖、脂肪和蛋白质等能量物质进行氧化代谢的一个重要途径。
在正常情况下，三羧酸循环通过氧化能量物质产生ATP，并且与其他代谢途径相互协调。
但是在肿瘤细胞中，三羧酸循环的代谢过程也存在很大的变化。
由于肿瘤细胞缺乏氧气，所以三羧酸循环途径受到限制，大部分的三羧酸被转化成乳酸，在肿瘤细胞中无法进行完整的代谢，从而无法产生足够的ATP。
3. 脂代谢途径脂代谢途径是肿瘤细胞能量代谢的另一个重要途径。
在正常情况下，脂代谢途径主要是在脂肪组织中进行，但是在肿瘤细胞中，脂代谢途径发生了显著的变化。
研究表明，肿瘤细胞能够利用外源性脂肪酸进行脂代谢，而且在葡萄糖缺乏的情况下，脂代谢途径可以提供肿瘤细胞所需的能量和生长所需的原料。
4. 氨基酸代谢途径氨基酸代谢途径是肿瘤细胞能量代谢的另一个重要途径，它能够提供肿瘤细胞生长所需的氮源和碳源。
研究表明，在肿瘤细胞中，氨基酸代谢途径也发生了很大变化。
肿瘤细胞能够利用外源性氨基酸进行氨基酸代谢，而在缺乏氨基酸的情况下，肿瘤细胞可以利用内源性氨基酸进行代谢，从而满足其生长和代谢的需要。
肿瘤细胞的代谢重编程与治疗机制
肿瘤细胞的代谢重编程与治疗机制肿瘤是一种常见的疾病，它不但对患者的身体健康造成威胁，而且给患者精神上带来很大的打击。
为了治疗肿瘤，医学界多年来一直在探索各种治疗方式。
现在，代谢治疗是一种备受关注的治疗方式，在肿瘤治疗中已经开始得到广泛应用。
代谢重编程是肿瘤细胞生命活动的重要方面，即在肿瘤细胞内部发生的代谢网络重构，使得细胞能够适应其生长和繁殖需要。
代谢重编程广泛涉及葡萄糖、氨基酸、脂质、核苷酸等生物分子代谢和能量代谢等方面。
肿瘤细胞代谢重编程是肿瘤细胞恶性转化及生长的重要因素之一，因此，了解代谢重编程的机制及其与肿瘤病理生理的关系，对肿瘤治疗策略的制定和优化具有重要意义。
1. 代谢重编程的基本原理代谢重编程是肿瘤细胞在生长过程中调整其内部代谢网络，以适应能量、物质需要的重构过程。
生命的代谢过程需要大量能量的参与和调控，肿瘤细胞代谢重编程的中心原理就是通过调整内部代谢通路的运作，从而实现肿瘤细胞所需物质和能量的供给。
主要表现为：①糖酵解通路增加；②三羧酸循环转化减少；③葡萄糖异生通路增加；④酮体生产增加等等。
2. 代谢治疗的基本原理代谢治疗是以干扰肿瘤细胞代谢为目标，通过调整肿瘤细胞的代谢通路、影响代谢产物的合成和代谢、干扰代谢缺陷的修复而实现肿瘤治疗的一种方法。
代谢治疗的具体方法包括三方面：①通过调整患者的饮食，改善身体的免疫状态；②采用代谢制剂，干扰肿瘤细胞的代谢通路；③对肿瘤细胞使用光动力、热疗等治疗方法，以达到杀死肿瘤细胞的作用。
3. 代谢重编程与肿瘤治疗的关系代谢重编程是新型肿瘤治疗的重要领域之一。
肿瘤细胞的代谢重编程使其具有了快速增殖、无限制增殖、侵袭性、易于逃避免疫治疗等特性。
因此，代谢治疗针对肿瘤细胞的这些特性提出了一系列有效的治疗策略。
例如，在糖异生和脂肪代谢的控制方面，目前已经进行了很多研究。
同时，针对其他代谢通路的干扰、代谢产物的影响等治疗方式，也成为了代谢治疗的研究重点之一。
肿瘤细胞代谢机制
肿瘤细胞代谢机制肿瘤细胞能量代谢机制1．正常细胞能量代谢以及warburg效应三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）是细胞中的能量通货，⽤于储存和传递化学能。
ATP是⼀种⾼能磷酸化合物，它与⼆磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）的相互转化实现了储能和放能。
细胞中产⽣ATP主要通过胞液中进⾏的糖酵解（glycolysis，Gly）和线粒体中进⾏的氧化磷酸化（oxidative phosphorylation，OxPhos）两种途径产⽣。
在正常组织中,90%ATP来源于氧化磷酸化，⽽仅有10%来源于糖酵解[1]。
并且在有氧条件下，糖酵解受到抑制，称为Pasteur效应。
1920年，Nobel奖获得者Warburg发现肝癌细胞糖酵解活性明显强于正常肝细胞，并且进⼀步研究表明，在有氧条件下，糖酵解活性也很强。
肿瘤细胞在氧⽓充⾜条件下，依然呈现葡萄糖⾼摄取率,增强的糖酵解代谢及代谢产物乳酸增加的这⼀现象则是普遍存在,并被称之为Warburg Effect[2]。
Warburg认为这种糖酵解活性增强是由于肿瘤细胞线粒体呼吸链出现不可逆性损伤造成的。
但是现在对于这⼀观点有很多不同看法。
2．糖酵解优势虽然肿瘤细胞中糖酵解占据优势，但是Koppenol表明肿瘤细胞中氧化磷酸化产⽣的ATP与正常细胞⼤致相同，但是肿瘤细胞葡萄糖摄取量却是正常细胞的10倍。
⽽且，每13个葡萄糖分⼦中⼀个被氧化磷酸化⽽12个进⾏糖酵解。
所以通过氧化磷酸化产⽣36分⼦ATP同时经糖酵解产⽣24分⼦ATP[3]。
所以可以看出肿瘤细胞糖酵解活跃。
尽管糖酵解的效率低，但是肿瘤细胞可以从糖酵解中受益：①由于肿瘤细胞⽣长迅速，所以对能量需求量⼤，⽽糖酵解多产⽣的ATP也有利于肿瘤⽣长。
②糖酵解的中间产物6-磷酸葡萄糖，丙酮酸可以合成脂肪酸、核酸，调节细胞代谢和⽣物合成，有助于肿瘤细胞的迅速⽣长。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
肿瘤细胞能量代谢机制1．正常细胞能量代谢以及warburg效应三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）是细胞中的能量通货，用于储存和传递化学能。
ATP是一种高能磷酸化合物，它与二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）的相互转化实现了储能和放能。
细胞中产生ATP主要通过胞液中进行的糖酵解（glycolysis，Gly）和线粒体中进行的氧化磷酸化（oxidative phosphorylation，OxPhos）两种途径产生。
在正常组织中,90%ATP来源于氧化磷酸化，而仅有10%来源于糖酵解[1]。
并且在有氧条件下，糖酵解受到抑制，称为Pasteur效应。
1920年，Nobel奖获得者Warburg发现肝癌细胞糖酵解活性明显强于正常肝细胞，并且进一步研究表明，在有氧条件下，糖酵解活性也很强。
肿瘤细胞在氧气充足条件下，依然呈现葡萄糖高摄取率,增强的糖酵解代谢及代谢产物乳酸增加的这一现象则是普遍存在,并被称之为Warburg Effect[2]。
Warburg认为这种糖酵解活性增强是由于肿瘤细胞线粒体呼吸链出现不可逆性损伤造成的。
但是现在对于这一观点有很多不同看法。
2．糖酵解优势虽然肿瘤细胞中糖酵解占据优势，但是Koppenol表明肿瘤细胞中氧化磷酸化产生的ATP与正常细胞大致相同，但是肿瘤细胞葡萄糖摄取量却是正常细胞的10倍。
而且，每13个葡萄糖分子中一个被氧化磷酸化而12个进行糖酵解。
所以通过氧化磷酸化产生36分子ATP同时经糖酵解产生24分子ATP[3]。
所以可以看出肿瘤细胞糖酵解活跃。
尽管糖酵解的效率低，但是肿瘤细胞可以从糖酵解中受益：①由于肿瘤细胞生长迅速，所以对能量需求量大，而糖酵解多产生的ATP也有利于肿瘤生长。
②糖酵解的中间产物6-磷酸葡萄糖，丙酮酸可以合成脂肪酸、核酸，调节细胞代谢和生物合成，有助于肿瘤细胞的迅速生长。
③糖酵解酶己糖激酶（hexokinase ，HK）拮抗细胞凋亡。
④糖酵解产物使肿瘤周围微环境酸化，这种酸化的微环境不利于正常细胞生长，但有利于肿瘤细胞的浸润和转移[4]。
3．糖酵解活跃机制肿瘤细胞中糖酵解活跃的机制比较复杂，是多种因素综合作用调节引起的。
主要包括以下几个方面：有利于糖酵解的跨膜结构，酶代谢异常，肿瘤微环境，癌基因及信号转导通路异常等。
3.1 有利于糖酵解的跨膜结构肿瘤细胞摄取葡萄糖能力是正常细胞的10倍左右，所以肿瘤细胞膜表面应存在大量葡萄糖转运体（GLUT），并且肿瘤细胞糖酵解活跃，生成大量乳酸，所以细胞膜表面应存在大量的单羧酸转运泵以及氢离子相关转运体，否则会造成细胞内乳酸堆积，导致酸中毒，致使细胞死亡。
3.1.1葡萄糖转运体葡萄糖以被动转运的方式进入胞内，由于葡萄糖为水溶性有机物，所以需葡萄糖转运体（GLUT）协同进入胞内。
GLUT至少有14种，其中GLUT1，GLUT3，GLUT4与葡萄糖亲和力较高，具有转运葡萄糖的活性。
且在大量恶性肿瘤GLUT3，GLUT4过量表达，GLUT1在正常组织中表达，在恶性肿瘤组织中表达增高[5]。
3.1.2单羧酸转运泵和氢离子相关转运体糖酵解最终产物是乳酸，研究表明糖酵解的乳酸通过单羧酸转运泵（MCT）转运至肿瘤微环境中。
因此肿瘤微环境PH较低，从而不利于正常组织生长，有利于肿瘤扩散。
先发现MCT至少有14种，其中MCT1—MCT4有转运乳酸的能力，而MCT2和MCT4与乳酸亲和力最高，并且在恶性肿瘤中过量表达。
MCT1在正常组织表达，并且在肿瘤细胞中表达升高[6]。
肿瘤细胞表面氢离子转运体如Na+-H+交换体，空泡型质子泵也明显上调，使肿瘤细胞内PH维持稳定，使肿瘤不受高糖酵解活性产生的大量乳酸的威胁[7]。
3.2己糖激酶（HK）酶是生物体内生化进程中不可缺少的催化剂，生物体中的能量代谢也大多由酶来调节。
在肿瘤细胞中，氧化磷酸化的酶合成受到抑制，比如细胞色素C（COX），琥珀酸脱氢酶（SDH），延胡索酸水和酶（FDH）等等，而糖酵解酶合成增多，例如己糖激酶（HK），磷酸果糖激酶(PFK)、乳酸脱氢酶(LDH)和磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)等。
己糖激酶（HK）催化葡萄糖转化为6-磷酸葡萄糖（glucose-6-phosphate，G-6-P），是糖酵解的第一步，也是糖酵解的限速步骤。
人体中HK共有4个亚型，分别为HK1~HK4，分布在不同的组织，并且HK1~HK3对葡萄糖亲和力较高，HK4对葡萄糖亲和力较低。
恶性肿瘤中，HK2表达明显上调。
HK2表达水平的上调和DNA甲基化有着密切联系。
正常肝细胞中，DNA甲基化程度高，HK2基因几乎不表达，而肝癌细胞中HK2基因甲基化程度低，HK2基因表达较高[8]。
HK不仅在调节糖酵解过程中起关键作用，HK还可以促进细胞增殖抑制细胞凋亡。
HK可与线粒体外膜的孔蛋白VDAC相结合，并且相互作用，促进细胞增殖抑制细胞凋亡。
HK促进细胞增殖抑制细胞凋亡的具体机制并不清楚，抑制细胞色素C释放可能是原因之一。
总之HK在肿瘤细胞中不仅可以促进糖酵解的活性，还可以通过与线粒体结合，发挥促进肿瘤细胞增殖和抑制肿瘤细胞凋亡的功能。
3.3微环境与低氧诱导因子（HIF）肿瘤细胞生长迅速，当肿瘤细胞生长到一定程度时，原有的毛细血管已经不能提供足量的氧气和营养物质维持肿瘤的生长，所以就会有新的毛细血管生成，增加血流量和营养物质的供应。
促进血管新生的细胞因子主要为血管内皮生长因子（VEGF）。
而低氧诱导因子（HIF）促进VEGF的表达，缺氧条件下，二者表达均显著增高[9]。
在缺氧条件下，肿瘤细胞内发生最明显的变化就是HIF表达升高。
HIF是由异源二聚体组成，包括一个不稳定的α亚基和稳定的β亚基。
可以与靶基因启动区的缺氧应答元件(hypoxia response element, HRE)识别，启动靶基因表达。
根据α亚基不同，HIF分为3个亚型，HIF-1~3，分别存在于不同组织[10]。
HIF-1广泛表达于各种细胞中,而HIF-2仅表达于内皮细胞,肾,心脏,肺及小肠组织中,HIF-3的作用至今不明[11]。
在氧气充足的条件下，HIF通常被泛素化途径讲解，因此含量很少。
主要机制为，HIF被PHD家族成员羟化，形成与肿瘤抑制蛋白VHL(von Hippel-Lindau)结合的位点，HIF与VHL蛋白结合形成复合体，然后被引导至蛋白酶体降解[12]。
氧气缺乏时，PHD活性受到抑制，不能使HIF羟化，VHL不能识别，所以可以稳定存在。
HIF-1α与HIF-1β结合,进入细胞核,与靶基因启动子区的缺氧应答元件(HRE)识别并结合,启动靶基因的转录。
HIF-1α转录活化的基因有100~200个，包括GLUT1、GLUT3、糖酵解酶类、单羧基转运体4(MCT4)等。
HIF-1α通过上调GLUT1，GLUT3增强肿瘤细胞对葡萄糖的摄取，为活跃的糖酵解提供充足原料；通过上调糖酵解通路中的多个酶的转录,增强糖酵解代谢;通过上调MCT4表达，促进细胞内乳酸的排除，维持胞内PH稳定；通过上调血管内皮生长因子(VEGF)和促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)等的表达,促进新生血管的生成[13];通过增强丙酮酸脱氢酶激酶(pyruvate dehydrogenase kinase isozyme1,PDK1)的表达,减少线粒体氧化磷酸化的底物生成从而影响线粒体的功能[14]。
3.4基因人类线粒体DNA编码13种参与线粒体呼吸链的蛋白分子。
线粒体DNA由于与细胞内活性氧产生位点在物理位置上非常接近，缺乏组蛋白并且修复能力弱，所以容易受损而发生突变。
肿瘤细胞线粒体DNA变异现象较为普遍。
线粒体DNA 突变可引起线粒体氧化磷酸化呼吸功能下降,糖酵解代谢增高[15]。
3.4.1癌基因Ras，Src，PI3K/Akt，Bcr-Abl等癌基因有促进糖酵解并减弱线粒体氧化磷酸化的功能。
Ras基因活化导致ROS增加，抑制HIF-1α羟化。
使肿瘤细胞中GLUT1表达增高，肿瘤细胞摄取葡萄糖增高，糖酵解增加[16]。
另外Ras可以通过PI3Kα与AKT1的活化性突变所致的mTOR(mammalian target of rapamycin)通路的活化，会促进HIF1α的转录和翻译，促进糖酵解活性。
Bcr-Abl也可以促进糖酵解活性。
3.4.2抑癌基因LKB1、PML、PTEN和TSC1/TSC2 抑癌基因功能性失活，也可通过mTOR信号通路促进HIF1α的转录和翻译、诱导代谢相关的基因表达，使糖酵解活性增强。
肿瘤抑制蛋白p53在调节线粒体呼吸与糖酵解平衡间起重要作用。
p53可以通过直接激活SCO2（synthesis of cytochrome c oxidase 2）转录调节有氧呼吸。
p53与SCO2基因中的p53结合序列特异结合启动SCO2基因转录[17]。
此外，p53可以通过调控TIGAR（Tp53-induced glycolysis and apoptosis regulator）表达来抑制糖酵解。
TIGAR表达产物可降解2，6-二磷酸果糖，而2，6-二磷酸果糖可以激动糖酵解的发生，所以TIGAR可抑制糖酵解通路。
p53缺失使TIGAR 表达受抑制，可导致糖酵解活性增强[18]。
4.癌症治疗目前肿瘤对化疗放疗的耐受性给肿瘤治疗增加了很大难题。
但是由于肿瘤细胞的糖酵解活性高，所以可以通过靶向抑制肿瘤的糖酵解，从而抑制肿瘤的增殖。
具体的方法包括抑制葡萄糖转运、直接抑制糖酵解、抑制HIF作用、抑制mTOR 通路等多种途径来治疗肿瘤。
现在已经有多种药物进入临床应用，还有很多正在进行临床试验（如表一[19]）5.展望虽然在肿瘤能量代谢方面已经取得了显著的成就，但是还是有很多问题现在还很难解释。
肿瘤细胞糖代谢中糖酵解活跃，而脂质代谢，蛋白质代谢又有什么异常呢？这些代谢之间互相又有什么联系呢？肿瘤不同时期的代谢类型又有什么不同？这些问题都有待于进一步的研究。
通过进一步研究，进一步揭示肿瘤代谢改变，定将为肿瘤的靶向治疗提供新的突破。
【参考文献】[1] Gillies RJ, Gatenby RA. Hypoxia and adaptive landscapes in the evolution of carcinogenesis[J]. Cancer Metastasis Rev, 2007,26(2):311-317.[2] Warburg O. On the origin of cancer cells[ J]. Science, 1956, 123(3191): 309-314.[3] Koppenol WH，Bounds PL.The Warburg effect and metabolic efficiency :recrunching the numbers[EB/OL].(2009-09-14)[2011-04-16]./content/324/5930/1029/reply[4] Gatenby RA, Gillies RJ. Why do cancers have high aerobic glycolysis[J]. NatRev Cancer, 2004, 4(11): 891-899.[5]Zhao FQ, Keating AF. Functional properties and genomics of glucose transports[J]. Curr Genomics,2007,8(2):113-128.[6]Mathupala SP, Colen CB, Parajuli P,et al. Lactate and malignant tumors: a therapeutic target at the end stage of glycolysis[J]. Bioenerg Biomembr, 2007,39(1):73-77.[7]Gottlieb RA, Giesing HA, Zhu JY, et al. Cell acidification in apoptosis: granulocyte colony-stimulating factor delays programmed cell death in neutrophils by up-regulating the vacuolar H+-ATPase[J]. Proc Natl Acad Sci USA,1995,92(13): 5965-5968.[8] Goel A,Mathupala SP, Pederson PL.Glucose metabolism in cancer.Evidence that demethylation events play a role in activating type Ⅱ hexokinase gene expression [J]. Biol Chem,2003 :278(17);15333-15340.[9] Ohanian V et al. Hypertension,2005,46:93-99.[10] Kaelin WG,Ratcliffe Jr PJ.Oxygen sensing by metazoans:the central role of the HIF hydroxylase pathway[J].Mol Cell,2008,30(4):393-402.[11] Gordan JD, Simon MC. Hypoxia-inducible factors: central regulators of the tumor phenotype[J]. Curr Opin Genet Dev,2007,17(1):71-77.[12] Maxwell PH, Wiesener MS, Chang GW, et al. The tumor suppressor protein VHL targets hypoxia-inducible factors for oxygen-dependent proteolysis[J]. Nature, 1999,399(6733): 271-275.[13] Fang J, Yan L, Shing Y, et al. HIF-1α mediated up-regulation of vascular endothelial growth factor, independent of basic fibroblast growth factor, is important in switch to the angiogenic phenotype during early tumorigenesis[J]. Cancer Res,2001,61(15):5731-5735.[14] Kim JW, Tchernyshyov I, Semenza GL, et al. HIF-1 mediated expression of pyruvate dehydrogenase kinase: a metabolic switch required for cellular adaptation to hypoxia [J]. Cell Metab,2006,3(3):177-185.[15]Lopez-Rios F,Sanchez-Arago M,Garcia-Garcia E,et al. Loss of the mitochondrial bioenergetic capacity underlies the glucose avidity of carcinomas [J]. Cancer Res, 2007,67(19):9013-9017.[16]Yun J,Rago C,Cheong I,et al.Glucose deprivation contributes to the development of KRAS pathway mutations in tumor cells[J].Science,2009,325(5947):1555-1559[17]Halfter UM et al.[J]Biochem ,2004,388:17-28.[18] Bensaad K, Tsuruta A, Selak MA, et al. TIGAR, a p53-inducible regulator of glycolysis and apoptosis[J]. Cell,2006,126(1):107-120.[19] Luo xiangjian, Cao ya.Progress in Biochemistry and Biophysics[J].2011,38(7):585-592.。