综述：代谢酶及相关代谢产物的核功能作用：聚焦基因表达调控

这篇综述系统阐述了代谢酶（MEs）及其代谢产物在细胞核内的非经典功能，重点揭示了其通过调控转录因子（TFs）和表观遗传机制（如组蛋白修饰/DNA甲基化）介导基因表达的新范式，为理解能量代谢（如TCA循环/OXPHOS）与疾病（如肿瘤/免疫失调）的分子关联提供了全新视角。

　　

背景

从生理发育到病理状态，动态能量代谢及其失调与多种生命过程密切相关。最新研究发现，代谢重编程（Metabolic Rewiring）使细胞能通过调节基因表达快速适应环境压力、营养波动等变化。突破性进展在于揭示了代谢酶（MEs）和代谢产物在细胞核内的非代谢功能——它们不仅通过核孔扩散入核，更能在细胞分化、巨噬细胞激活（M1/M2极化）和肿瘤发生等过程中主动转位至核内。

研究范畴

本综述聚焦代谢酶核功能的三大调控机制：

1. 直接调控转录因子（TFs）活性：如柠檬酸（Citrate）通过抑制HIF-1α羟基化稳定缺氧信号通路；

2. 表观遗传修饰干预：α-酮戊二酸（α-KG）作为TET双加氧酶辅因子调控DNA去甲基化；

3. 能量感应枢纽作用：ATP/AMP比值通过AMPK-mTOR通路耦合代谢状态与转录调控。

主要结论

线粒体呼吸链酶（如复合物II/SDH）的核定位现象，揭示了能量代谢与基因表达存在实时对话：

• 代谢酶核转位具有时空特异性，如PKM2二聚体在肿瘤细胞G1期入核调控cyclin D1表达；

• 代谢物构成"表观遗传密码"：S-腺苷甲硫氨酸（SAM）动态调节组蛋白甲基化水平；

• 该领域研究将为代谢性疾病（如2型糖尿病）和癌症的靶向治疗提供新思路，例如IDH1突变抑制剂通过重塑α-KG/2-HG平衡逆转表观遗传异常。

这些发现重新定义了代谢网络作为"细胞信息处理器"的双重角色——既是生命活动的驱动力，又是基因表达的精密调控者。未来研究需进一步解析代谢酶核转位的分子开关及其在组织特异性中的调控差异。