肿瘤细胞中磷酸戊糖途径概述

蔡洪容

（随县中医医院，湖北 随州 510170）

肿瘤细胞中不仅糖代谢发生重编程，其它营养物质的代谢过程也同样发生了改变，有研究表明，肿瘤细胞中的脂质代谢与氨基酸的代谢均会有不同程度的重编程。葡萄糖被誉为细胞重要的“燃料”，理解肿瘤糖代谢对于理解细胞生物学行为和对于临床治疗的指导非常重要[1-2]。

1 肿瘤细胞

继2000年，Hanahan和Weinberg提出肿瘤细胞的六大特性后，2011年，二者将肿瘤细胞的特性完善至十点：分别是：无限增殖的潜能、在生长中自给自足的能力、对于抗生长信号的不敏感性、抵抗细胞死亡、持续的血管新生、组织的浸润和转移、避免免疫系统的摧毁、促进肿瘤的炎症反应、基因组的不稳定和突变、代谢异常[3]。

2 肿瘤细胞的糖代谢

肿瘤细胞由于其自身无限增值的特性，所以它会改变自己的能量代谢以满足其自身对于高速增殖所需要的能量和物质的需求。相较于普通细胞，肿瘤细胞会选择磷酸戊糖途径来提供生长分化必须的物质和能量，这也被称为Warburg效应。

磷酸戊糖途径也是葡萄糖的一条重要代谢途径，代谢生成物NADPH可以用于生物大分子的合成，同时它也是细胞内不可或缺的还原剂，清除细胞内活性氧内物质，维持细胞内氧化还原稳态；而核糖-5-磷酸则可用于DNA的合成，对于细胞的复制及其重要[4]。

3 磷酸戊糖途径

磷酸戊糖途分为两个阶段：氧化相和非氧化相（图1）。在氧化相中，由3步可逆反应组成，产生NADPH和核糖核苷酸。在第一步中，葡萄糖-6-磷酸由葡萄糖-6-磷酸脱氢酶催化，产生6-磷酸葡萄糖酸酯，随之被水解成6-磷酸葡萄糖酸盐，接着被6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶催化，产生核酮糖-5-磷酸。非氧化相由一些列可逆的反应组成，利用糖酵解中间体如果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸而后转化为戊糖磷酸盐[5]。

4 磷酸戊糖途径的调节

4.1 p53

Jiang Pen2011年的文章[6]指出p53通过直接激活G6PD来调控磷酸戊糖途径。p53抑制葡萄糖的消耗、NADPH生成和生物合成。p53蛋白和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD)结合，阻止其活性二聚体的形成。p53突变后，G6PD的活性抑制也会减少。揭示了p53在无应激细胞中对于G6PD调控不依赖于转录。p53也可以瞬时抑制G6PD，诱导G6PD的构象发生变化。

4.2 mTOR C1

mTOR C1促进磷酸戊糖途径氧化相的流量，通过SREBP来促进G6PD的表达。由于mTORC1信号传导异常升高，大多数遗传性肿瘤综合征和散发性癌症，这种途径有望成为一种主要的肿瘤细胞代谢转化的驱动因素[7]。

4.3 PI3K

PI3K是一种众所周知的癌蛋白，可调节葡萄糖酸通过PI3K/AKT信号通路进行消化增强葡萄糖转运蛋白表达和磷酸化激酶活性，从而促进糖酵解[8]。

除了在糖酵解中的调节作用外，几年前发表的一项研究表明，PI3K/AKT信号通路可以调节转录物中的G6PD依赖于方式，虽然这背后的机制过程仍未被描述[9]。

5 结 语

综上所述，肿瘤细胞由于其快速增长转变其代谢向有氧糖酵解进行，而磷酸戊糖途径是其重要的一个分支，因此，研究磷酸戊糖的调节对于临床患者的治疗有着指导作用。肿瘤细胞依赖磷酸戊糖途径来提供NADPH和核糖-5-磷酸，探究磷酸戊糖途径将对理解肿瘤和探索新的治疗方式提供新的思路。