吕志民教授Cell子刊癌症代谢重要发现

【字体: 时间:2016年03月08日 来源:生物通

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  来自德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员证实,一种糖酵解酶PGK1发挥作用协调了对于癌症代谢和脑肿瘤形成至关重要的一些细胞过程。他们的研究结果发布在3月3日的《分子细胞》(Molecular Cell)杂志上,有可能为改善胶质母细胞瘤和其他癌症的诊断及治疗奠定基础。

  

生物通报道  来自德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员证实,一种糖酵解酶PGK1发挥作用协调了对于癌症代谢和脑肿瘤形成至关重要的一些细胞过程。他们的研究结果发布在3月3日的《分子细胞》(Molecular Cell)杂志上,有可能为改善胶质母细胞瘤和其他癌症的诊断及治疗奠定基础。

领导这一研究的是德克萨斯大学MD安德森癌症中心神经肿瘤学系教授吕志民(Zhimin Lu)博士。吕教授的主要研究方向包括癌症代谢,肿瘤发生与进展。迄今在Nature、Cell、PNAS、JBC等国际著名刊物上发表论文40余篇。

2014年11月,吕志民教授领导的一项研究向人们展示了当细胞生成更多的丙酮酸激酶M2(PKM2)时,它在促进肿瘤细胞增殖中所起的非代谢性功能。研究结果发表在Nature Communications杂志上(吕志民教授Nature子刊解析癌症关键蛋白 )。2015年8月3日,吕志民教授课题组在Nature Cell Biology杂志上报告称,发现了一种代谢酶:延胡索酸酶在DNA复制中所起的作用(吕志民教授Nature子刊发布癌症重要发现 )。8月17日,吕教授再度在Nature Cell Biology杂志上发表论文,证实在癌细胞中细胞因子MIF帮助了关闭EGFR(吕志民教授两篇Nature子刊文章发表癌症新发现 )。

在最新的Molecular Cell研究中,德克萨斯大学MD安德森癌症中心证实,与肿瘤转移和耐药相关的PGK1参与了糖酵解和三羧酸循环——这两个过程对于生成供给癌细胞的能量起至关重要的作用。研究论文进一步阐明了癌细胞利用来提高能量水平,生成一些细胞物质促成肿瘤快速生成的一条酶信号通路——Wargurg效应。

吕志民说:“Warburg效应促进了肿瘤进展。但目前仍不清楚它的协调机制。我们的研究揭示,PGK1发挥蛋白激酶作用,协调了癌症代谢中的糖酵解和三羧酸循环及肿瘤形成。”

正常细胞会通过相对低速率的糖酵解来生成氧气实现生存,糖酵解将葡萄糖转化成为丙酮酸。丙酮酸被用于三羧酸循环(TCA)中——通过这一系列的化学反应生成了能量。

癌细胞则是在高速率的糖酵解后,通过细胞内的乳酸发酵来生成能量,这一过程将葡萄糖转化为细胞能量,并形成了乳酸。正常健康细胞在有氧情况下会绕过这一发酵过程。而快速生长的恶性肿瘤则可以比健康细胞高200倍的速度经历糖酵解,甚至在高氧水平下进行乳酸发酵。

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吕志民说:“葡萄糖水平、乳酸生成增高,及线粒体中丙酮酸代谢受抑制是Warburg效应的特征。但目前对于协调这一过程与癌症代谢的机制却知之甚少。”

吕志民的研究小组发现,涉及激活癌症基因EGFR、KRAS和B-Raf的一连串细胞事件,使得PGK1能够“易位”到细胞线粒体中。PGK1在线粒体中发挥蛋白质激酶作用,激活了一个抑制线粒体利用丙酮酸能力的关键酶,抑制了含氧化学活性分子,提高了乳酸水平。

“我们的研究结果提供了有关Warburg效应的一些重要认识,证实PGK1最终促进了癌细胞增殖和肿瘤形成。这或许可以帮助我们为改善癌症的诊断和治疗奠定分子基础,”吕志民说。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

Mitochondria-Translocated PGK1 Functions as a Protein Kinase to Coordinate Glycolysis and the TCA Cycle in Tumorigenesis

It is unclear how the Warburg effect that exemplifies enhanced glycolysis in the cytosol is coordinated with suppressed mitochondrial pyruvate metabolism. We demonstrate here that hypoxia, EGFR activation, and expression of K-Ras G12V and B-Raf V600E induce mitochondrial translocation of phosphoglycerate kinase 1 (PGK1); this is mediated by ERK-dependent PGK1 S203 phosphorylation and subsequent PIN1-mediated cis-trans isomerization……

作者简介:

吕志民

现为美国德克萨斯大学M. D. Anderson肿瘤中心, 肿瘤医学部, 神经肿瘤学系、分子与细胞肿瘤学系,正教授

教育背景
1986年毕业于泰山医学院医学专业,获医学学士学位(M.D. ),1998年于美国纽约市立大学研究生院与大学中心分子生物、细胞生物学与发育生物学获博士学位(Ph. D),1999年1月至2003年9月在美国加州萨尔克生物研究所进行博士后研究工作。

工作经历
1986年至1992年于中国山东省青岛市医院工作,2003年9月至2007年8月于美国德克萨斯大学安德森肿瘤中心分子遗传学系任助理教授,2003年9月至 2009年任美国德克萨斯大学安德森肿瘤中心, 肿瘤医学部, 神经肿瘤学系助理教授;2007年9月至2009年任美国德克萨斯大学安德森肿瘤中心, 肿瘤医学部, 分子与细胞肿瘤学系助理教授;2009至今任美国德克萨斯大学安德森肿瘤中心。并担任国内外多所高等院校博士生、博士后导师。

科研及获奖情况
迄今在Nature、Cell、PNAS、JBC等国际著名刊物上发表论文40余篇。1997年获纽约市立大学亨特学院Beatrice Goldstein Konheim 生命科学类研究生奖学金,1999年获萨尔克先锋奖,2000年获加州乳腺癌研究计划博士后基金,2004-2006年获美国德州安德森肿瘤中心研究基金,2004年获Charlotte Geyer基金会奖,2005年获美国儿童脑肿瘤基金会奖,2005年获中国科学院王宽诚基金会奖,2007年获脑肿瘤学会(BTS)基金会奖,2007-2009年获美国德州安德森肿瘤中心研究基金,2007年获Phi Beta Psi 联谊会研究资助奖,2008年获美国德州安德森肿瘤中心Peter Steck 青年科研工作者奖。

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