我们有一个新的 URL!www.cellsignal.cn | 点击了解更多 >>

细胞代谢研究

细胞代谢研究

页面浏览量:

您可以通过点击 CST 信号转导通路图的各个节点查找研究资源或产品信息。您还可以下载通路图,将其用于教育和研究。

细胞代谢研究

葡萄糖是生物体内大多数细胞的主要能量来源。研究葡萄糖代谢对细胞增殖、生长、存活以及最近的肿瘤进程都至关重要。维持血糖平衡是一个由激素调节的非常重要的生理过程。摄食后血糖水平升高,刺激胰岛素通过血糖敏感的途径从胰岛 β 细胞中释放。胰岛素通过胰岛素受体 (IR) 介导的信号级联放大能刺激骨骼肌和脂肪组织从血液中摄取葡萄糖。胰岛素与 IR 结合,激活胰岛素受体底物 (IRS) 蛋白质,然后将信号发送至 PI3K/Akt 与 Erk1/2 通路,导致 Glut4 囊泡转位,促进葡萄糖摄取、细胞增殖和存活。异常的胰岛素信号转导会引发糖尿病和肥胖症,还可能会引发动脉粥样硬化,甚至是神经退行性疾病。

在细胞 ATP 水平下降且缺乏葡萄糖的状态下,丝氨酸/苏氨酸激酶 AMPK 会变得活跃。AMPK 是一个会因为 AMP/ATP 比率升高而激活的能量传感器,而 AMP/ATP 比率升高的原因为细胞应激和环境应激,例如:低糖、热休克、低氧和局部缺血。AMPK 激活正向调控补充细胞内 ATP 供应的信号通路。例如,AMPK 激活会增强 Glut4 的转录与转位,从而增加受胰岛素刺激的葡萄糖摄取。同时它还会刺激分解代谢过程,例如:脂肪酸氧化以及通过抑制 ACC 和激活 PFK2 而产生的醣酵解。AMPK 负向调控 ATP 消耗流程中的数个核心蛋白质,如 mTORC2、糖原合成酶、SREBP-1 和 TSC2,从而下调或抑制糖异生作用以及糖原、脂质和蛋白质合成。

近期,该领域的焦点集中于癌症的代谢。在 20 世纪 20 年代,Otto Warburg 发现,在有氧状态下,肿瘤细胞进行了高速率的醣酵解和乳酸生成,而这种情况通常是缺氧状态下才会发生的。该现象后来被称为 Warburg 效应。多条信号转导通路,如 Akt、Erk1/2 和 AMPK 等,聚集在关键糖解酶 PFK 和 PKM2 上,调控 ATP 合成的活动及其直接生成。转录因子 c-Myc 和 p53 也在这个过程中通过调控谷氨酰胺代谢、脂质代谢和戊糖磷酸支路而发挥重要作用,从而产生对于支持和维持肿瘤细胞快速生长所必需的细胞成分(核苷酸、脂质、蛋白质、三羧酸循环中间体)。

参考文献:

  1. Koppenol WH, Bounds PL, Dang CV, Warburg O (2011) Otto Warburg's contributions to current concepts of cancer metabolism. Nat. Rev. Cancer 11(5), 325–37.
  2. Mihaylova MM, Shaw RJ (2011) The AMPK signalling pathway coordinates cell growth, autophagy and metabolism. Nat. Cell Biol. 13(9), 1016–23.
  3. Zemva J, Schubert M (2011) Central insulin and insulin-like growth factor-1 signaling: implications for diabetes associated dementia. Curr Diabetes Rev 7(5), 356–66.
  4. Hardie DG (2011) AMP-activated protein kinase: an energy sensor that regulates all aspects of cell function. Genes Dev. 25(18), 1895–908.
  5. Bornfeldt KE, Tabas I (2011) Insulin resistance, hyperglycemia, and atherosclerosis. Cell Metab. 14(5), 575–85.
  6. Bayley JP, Devilee P (2012) The Warburg effect in 2012. Curr Opin Oncol 24(1), 62–7.
  7. Gallagher EJ, LeRoith D (2011) Diabetes, cancer, and metformin: connections of metabolism and cell proliferation. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1243, 54–68.
Powered by Translations.com GlobalLink OneLink SoftwarePowered By OneLink