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为阐明 RB1 在代谢与分化中的作用，研究人员聚焦 RB1 对磷酸甘油酸变位酶（PGAMs）的调控。发现 RB1 正向调控 PGAM1/2，其缺失导致糖酵解代谢偏移和分化缺陷，而 PGAM 过表达可部分逆转。该研究揭示 RB1-PGAM 轴的新功能，为相关疾病研究提供思路。
细胞的生命活动离不开精密的调控网络，其中视网膜母细胞瘤抑癌基因 1（RB1）一直被视为细胞周期的 “守护者”，主要调控细胞从 G1 期到 S 期的过渡。但近年来研究发现，RB1 的功能远不止于此，它在代谢调控中也扮演着关键角色，涉及甲羟戊酸途径、脂肪酸代谢、谷氨酰胺代谢等多个方面。然而，RB1 如何通过代谢调控影响细胞分化，尤其是在糖酵解通路中的具体机制，一直是未解之谜。
糖酵解作为细胞获取能量的重要途径，其关键酶的调控对细胞状态至关重要。多数糖酵解酶由缺氧诱导因子 - 1α（HIF-1α）和 MYC 转录调控，但磷酸甘油酸变位酶（PGAMs）是个例外。这一特殊性暗示 PGAMs 可能受其他关键因子调控，而 RB1 是否参与其中，以及这一调控如何影响细胞分化，成为值得深入探索的问题。解开这些谜团，不仅能完善 RB1 的功能图谱，还可能为理解肿瘤发生、细胞发育异常等疾病提供新的视角。
日本金泽大学癌症研究所（Cancer Research Institute, Kanazawa University）的 Susumu Kohno 团队开展了相关研究，揭示了 RB1 通过正向调控 PGAM1 和 PGAM2，在细胞分化中发挥关键作用的新机制，相关成果发表在《Cell Death and Disease》。
该研究采用的主要技术方法包括：对 Trp53-null leiomyosarcoma 细胞（53KOLS）和胃癌细胞系（SNU-638、SNU-601 等）进行 RB1 敲低 / 敲除处理；利用代谢组学分析（如毛细管电泳 - 质谱法）检测细胞代谢物变化；通过转录组学、RT-qPCR 和免疫印迹（IB）分析基因和蛋白表达；采用细胞球形成实验评估干细胞样特性；借助染色质免疫沉淀 - 定量 PCR（ChIP-qPCR）探究表观遗传调控；利用细胞外 flux 分析检测细胞呼吸和糖酵解活性。
RB1 缺失下调糖酵解活性和 Pgam2 表达
研究人员首先在 Trp53 敲除小鼠的平滑肌肉瘤细胞（53KOLS）中敲除 RB1，发现细胞糖酵解代谢物（如果糖 - 1,6 - 二磷酸、3 - 磷酸甘油酸）水平显著下降，而 PGAM2 的表达被特异性下调。这表明 RB1 缺失会降低糖酵解活性，且这种变化与 PGAM2 的下调相关，并非由细胞去分化引起。
RB1 缺失降低胃癌细胞糖酵解和 PGAM1 表达
在胃癌细胞系中，研究发现 RB1 缺失同样导致糖酵解活性下降，且 PGAM1 表达显著降低。通过基因集富集分析（GSEA）和通路分析，证实 RB1 在胃癌细胞中通过转录调控 PGAM1 影响糖酵解，且 RB1 状态与 PGAM1 状态密切相关。
RB1 缺失减少糖酵解通量
进一步研究显示，RB1 缺失显著抑制葡萄糖摄取、乳酸分泌以及葡萄糖衍生碳向脂肪酸的掺入，而过表达 PGAM2 或 PGAM1 可部分逆转这些变化。这表明 RB1 通过调控 PGAMs 控制糖酵解通量，且这种调控直接影响葡萄糖代谢而非谷氨酰胺代谢。
RB1 通过 PGAM 调控球形成
RB1 缺失会增强 53KOLS 细胞和胃癌细胞的球形成能力（干细胞样特性），而过表达 PGAM2 或 PGAM1 可显著抑制这种能力。此外，单独敲低 PGAM1 也能促进球形成，说明 PGAM 表达降低是球形成和未分化状态诱导的关键。
RB1 通过 PGAM2 调控肌源性分化
在 C2C12 成肌细胞分化过程中，PGAM2 与肌球蛋白重链（MHC）同步诱导，且 RB1 低磷酸化。RB1 缺失会抑制 PGAM2 诱导，而敲低 PGAM2 则阻碍肌管形成和 MHC 表达。补充丙酮酸可部分恢复 RB1 缺失细胞的早期肌源性标志物表达，表明 RB1 通过 PGAM2 调控肌源性分化的早期阶段。
RB1 通过 PGAM1 调控脂肪生成分化
在 3T3L1 前脂肪细胞分化过程中，PGAM1 表达上调，且敲低 PGAM1 会减少 PPARγ 表达和油红染色阳性细胞数。补充丙酮酸可部分恢复这些变化，说明 RB1 通过 PGAM1 调控脂肪生成分化。
MEF2s 参与 PGAM2 的转录调控
研究发现，肌细胞增强因子 2（MEF2A/D）在 53KOLS 细胞中调控 PGAM2 表达，RB1 缺失会降低 PGAM2 启动子区 MEF2 结合位点的 H3K4 二甲基化水平，从而减少 MEF2A/D 的募集，抑制 PGAM2 转录。
RB1-KDM5A 轴调控 PGAM1 转录
RB1 与组蛋白去甲基化酶 KDM5A 相互作用，RB1 缺失会激活 KDM5A，降低 PGAM1 启动子区 H3K4me2 水平，抑制其转录。使用 KDM5A 抑制剂或敲低 KDM5A 可恢复 RB1 缺失细胞中 PGAM1 的表达。
该研究首次揭示了 RB1 通过正向调控 PGAM1 和 PGAM2，在细胞分化中发挥关键作用的新机制。这一发现突破了 RB1 仅作为细胞周期调控因子的传统认知，将其功能拓展到糖酵解代谢与细胞分化的关联中，表明 RB1-PGAM 轴是细胞分化调控的重要通路。
从理论意义看，该研究完善了细胞代谢与分化调控的网络，阐明了 PGAMs 在不同组织分化中的特异性作用（PGAM2 在肌肉、PGAM1 在脂肪和胃癌中），以及表观遗传调控（MEF2s、KDM5A）在此过程中的参与机制。从应用价值而言，这为理解肿瘤发生（如胃癌、肉瘤）中细胞去分化和干细胞样特性获得的机制提供了新线索，也为相关疾病的治疗提供了潜在靶点（如 PGAMs、KDM5A），有望推动开发针对代谢异常的新型治疗策略。
