糖的亲和力和细胞骨架的可塑性是上皮细胞癌(包括:乳腺癌等)的一个重要指标。磷酸肌醇3-激酶(phosphoinositide
3-kinase,PI3K)是细胞内重要的信号分子,具有调控细胞增殖、分化、代谢和凋亡等功能。PI3K的基因易发生突变和扩增,从而导致PI3K被激活,过度活化的PI3K信号通路会促成乳腺癌、卵巢癌和子宫内膜癌等。已知,PI3K通路能调控细胞骨架功能(比如:细胞运动和细胞内区间化),并涉及糖吸收及代谢的多个步骤。
以色列贝丝-迪肯尼斯医疗中心和美国哈佛大学医学院的Hu H等进行了一系列实验研究,发现PI3K能以不依赖AKT的形式影响细胞骨架和直接调控糖酵解。
已知,糖酵解是将葡萄糖和糖原降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应,是一切生物有机体中普遍存在的葡萄糖降解途径。研究证实,糖类对癌细胞的生存非常重要,癌细胞会利用糖酵解过程中产生的生物质和能量进行自我更新、不断生长。
研究发现,生长因子或者胰岛会刺激PI3K依赖的Rac激活,导致细胞骨架被破坏,释放与丝状肌动蛋白结合的醛缩酶A,并且增加醛缩酶活性(糖酵解过程的关键酶),以加速糖酵解。与之一致的是,PI3K抑制剂(不是AKT、SGK或mTOR抑制剂)会通过抑制醛酸酶的催化活性,显著减少糖酵解,而相应的PI3K基因发生激活性突变会增加糖酵解。
这一新发现揭示了癌细胞形态及结构与代谢之间存在的一种既往不为人所知的联系。PI3K通过动员来自肌动蛋白细胞骨架的醛缩酶来调控糖酵解,以影响癌细胞生长。这一研究发现为开发并利用PI3K抑制剂作为癌症靶向治疗提供了新的信息。(作者:王敏骏)
参考文献:Cell 2016;164:433-446