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与病毒感染相关的糖酵解研究进展
病毒感染威胁着人类的健康,作为寄生生物体,病毒自身无法合成能量,主要依靠宿主细胞为其复制、繁殖提供能量及大分子物质,同时病毒也改变着宿主的代谢状态,特别是糖代谢.瓦博格效应是指当肿瘤细胞线粒体功能失调后,即使在氧气充足的情况下,肿瘤细胞仍主要通过增强有氧糖酵解生成乳酸的方式来获得能量,早由德国科学家Otto Warburg在20世纪20年代提出.
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分子营养学(中)
(接上期)2.3几种营养素对基因表达的调控2.3.1碳水化合物对基因表达的调控碳水化合物对许多基因的表达有调控作用,主要表现在碳水化合物在胃肠道被消化成葡萄糖并吸收入血以后,葡萄糖能够刺激脂肪组织、肝脏和胰岛β细胞中脂肪合成酶系和糖酵解酶基因的转录.下面以葡萄糖对肝细胞中L-丙酮酸激酶(L-pyruvate kinase,L-PK)基因和S14基因的表达调控为例,介绍碳水化合物对基因表达的调控机制及意义.
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黄连解毒汤对大鼠上火牙龈炎的治疗作用
目的:采用牙龈黏膜下注射内毒素法构建大鼠上火牙龈炎模型,观察黄连解毒汤对大鼠上火牙龈炎的治疗作用.方法:雄性SD大鼠随机分为7组:正常对照组、溶剂对照组、上火牙龈炎模型组、黄连解毒汤低(0.25 g/kg)、中(0.50 g/kg)、高剂量组(1.00 g/kg)和甲硝唑芬布芬胶囊组.代谢笼喂养观测饮水量和尿量;LC-ESI-MS/MS法检测牙龈组织蛋白表达;生化试剂盒结合酶标仪检测牙龈组织氧化应激相关分子总超氧化物歧化酶(Total Superoxide Dismutase,T-SOD)和过氧化氢酶(Hydrogen Peroxidase,Catalase,CAT)的表达;Western Blotting法检测牙龈组织能量代谢相关信号通路TSC的表达.结果:上火牙龈炎时,大鼠饮水量和尿量减少,T-SOD和CAT表达水平降低,果糖二磷酸醛缩酶C、磷酸甘油醛异构酶1和TSC2均表达升高.黄连解毒汤可增加饮水量和尿量,升高T-SOD和CAT的水平,降低果糖二磷酸醛缩酶C和磷酸甘油醛异构酶1的表达,抑制能量代谢相关通路分子TSC2的表达.结论:黄连解毒汤可通过TSC信号通路和糖酵解相关分子抑制能量代谢,并抑制氧化应激,发挥治疗上火牙龈炎的作用.
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消癌解毒方含药血清对人结肠癌细胞增殖及糖酵解过程的影响
目的:探讨不同浓度消癌解毒方含药血清对人结肠癌细胞增殖及糖酵解过程的影响及其作用机制.方法:8只新西兰兔随机分为含药血清组(消癌解毒方40 g·kg-1·d-1)和空白血清组(等体积生理盐水),每组兔子连续灌胃3d,制备消癌解毒方含药血清和空白血清.5％,10％,15％消癌解毒方含药血清处理人结肠癌HT-29与HCT-116细胞后,采用噻唑蓝比色法测定其对HT-29与HCT-116细胞生长的抑制作用,乳酸试剂盒检测HT-29与HCT-116细胞的乳酸生成量,葡萄糖试剂盒检测HT-29与HCT-116细胞的葡萄糖生成量,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测己糖激酶(HK2),丙酮酸脱氢酶激酶(PDK1),乳酸脱氢酶(LDHA)和低氧诱导因子-1α(HIF-1α)蛋白表达.结果:消癌解毒方含药血清能够抑制HT-29与HCT-116细胞增殖能力,15％消癌解毒方含药血清对人结肠癌HT-29与HCT-116细胞的抑制率分别为42.7％,50.2％.Western blot结果显示,与空白组比较,消癌解毒方含药血清可降低HK2,PDK1,LDHA,HIF-1α蛋白相对表达量(P＜0.05),且随浓度的增加表达降低.乳酸及葡萄糖试剂盒检测结果显示,与空白组比较,消癌解毒方含药血清可降低HT-29与HCT-116细胞的乳酸及葡萄糖水平(P＜0.05),且随浓度的增加乳酸及葡萄糖水平降低.结论:消癌解毒方含药血清可以通过抑制人结肠癌HT-29与HCT-116细胞糖酵解的过程从而抑制肿瘤细胞的增殖,其抑制糖酵解过程的机制可能与降低HIF-1α表达,进而减少糖酵解相关酶HK2,PDK1,LDHA表达有关.
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维泰醇对小鼠黑色素瘤B16FO糖酵解的影响
目的:研究维泰醇对小鼠黑色素瘤B16F0细胞糖酵解水平的影响并初步探究其机制.方法:以小鼠黑色素瘤B16F0细胞为研究对象,不同浓度维泰醇处理小鼠黑色素瘤B16F0细胞,另设空白组,采用磺酰罗丹明(SRB)法检测维泰醇对细胞增殖的影响,反向高效液相色谱法检测维泰醇对B16F0细胞ATP含量影响,试剂盒检测B16F0细胞培养液中乳酸含量影响,放射同位素法测定维泰醇对B16F0细胞葡萄糖摄取影响,试剂盒检测维泰醇对B16F0细胞己糖激酶(HK),丙酮酸激酶(PK),乳酸脱氢酶(LDH)活性影响.结果:与空白组比较,维泰醇可浓度依赖性的抑制B16F0细胞ATP的产生和乳酸的释放,减少B16F0细胞对葡萄糖的摄取,浓度依赖性的降低PK和LDH的活性(P＜0.05,P＜0.01),但对HK的活性无显著性影响.结论:维泰醇可抑制B16F0细胞糖酵解水平,其机制可能与抑制葡萄糖摄取,下调糖酵解的关键酶PK和LDH的活性有关.
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川楝素调节丙酮酸激酶M2抑制乳腺癌糖酵解
目的:观察川楝素对乳腺癌糖酵解的干预及糖酵解相关酶的影响.方法:采用人乳腺癌细胞株MDA-MB-231,MCF-7;通过噻唑蓝(MTT)比色法考察川楝素(0,2.5,5,10,20,40,60,80 μmol·L-)对乳腺癌细胞增殖的抑制作用,检测10,20,40 μmol·L-1川楝素干预后乳腺癌细胞中葡萄糖消耗,乳酸含量,评价川楝素对乳腺癌细胞糖酵解的干预作用;检测乳腺癌细胞中三磷酸腺苷(ATP)及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)/还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADH)水平,评价乳腺癌细胞能量供应水平;检测己糖激酶2及丙酮酸激酶活性,考察川楝素对糖酵解相关酶活性影响.蛋白免疫印迹法检测川楝素对乳腺癌细胞中丙酮酸激酶M2蛋白表达的调控作用.结果:川楝素对人乳腺癌MDA-MB-231,MCF-7细胞增殖具有明显抑制作用(P＜0.05),并呈浓度依赖性;川楝素可以明显降低不同乳腺癌细胞株中葡萄糖消耗及乳酸含量(P＜0.05),并降低细胞ATP含量(P＜0.05),升高NAD+/NADH含量(P＜0.05),抑制肿瘤细胞糖酵解水平.此外川楝素可抑制丙酮酸激酶活性,但对己糖激酶2活性无影响,蛋白检测结果表明,川楝素可以下调丙酮酸激酶M2蛋白表达水平(P＜0.05).结论:川楝素可以明显抑制乳腺癌细胞增殖,并影响乳腺癌细胞糖酵解水平,其机制与其干预乳腺癌细胞中丙酮酸激酶M2的表达相关.
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基于中医理论探讨“瓦博格效应”与自噬在肿瘤防治中的意义
肿瘤已成为全球重要的公共卫生问题,近年来调控肿瘤能量代谢成为防治肿瘤的研究热点.“瓦博格效应”为肿瘤细胞特有的代谢方式,自噬是细胞重要的物质代谢方式与保护机制,自噬缺陷则促进肿瘤发生,两者在能量代谢方面密切相关,且代谢特点均与脾失健运的表现非常相似,属于中医脾虚范畴.因此,通过健脾中药抑制“瓦博格效应”并促进肿瘤细胞自噬可能是中医药防治肿瘤的新思路.
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动脉粥样硬化性脑梗死患者血清HCY、NSE与hs-CRP测定的临床意义
近年来实验研究表明,高同型半胱氨酸(HCY)血症可能是造成和加速动脉粥样硬化的重要的独立危险因素[1],神经烯醇化酶(NSE)是主要存在于大脑神经元和神经内分泌细胞内并参与糖酵解的特异性酶[2],超敏C-反应蛋白(hs-CRP)是预测未来心血管危险有价值的炎症标志物[3].为此我们测定了139例动脉粥样硬化性脑梗死患者的HCY、NSE、hs-CRP的水平,分析其与疾病发展的关系.报告如下:
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热休克蛋白70对骨骼肌细胞系(C2C12)葡萄糖代谢的影响
目的 探讨高表达热休克蛋白70(HSP70)对骨骼肌细胞(C2C12)葡萄糖代谢的影响.方法 将C2C12细胞分为HSP70转染组与正常对照组.转染组细胞通过构建重组pTRE2hyg-HSP70质粒,稳定转染C2C12骨骼肌细胞系,使其高表达HSP70.待转染组及对照组细胞分化后3和7d,用葡萄糖氧化酶法检测葡萄糖的消耗,用3H-2-脱氧葡萄糖测定葡萄糖摄取能力,用生化仪检测乳酸的产生,用比色法测定磷酸果糖激酶(PFK),乳酸脱氢酶(LDH),己糖激酶(HK),丙酮酸激酶(PK)等葡萄糖酵解关键酶的活性及细胞内ATP水平,用Western blot检测细胞膜葡萄糖转运体4 (Glut4)的表达.结果 与对照组相比,在细胞分化后3和7d,过表达HSP70的C2C12细胞葡萄糖的消耗和乳酸的产生(P＜0.01),以及葡萄糖的摄取量都明显升高(P＜0.05);细胞磷酸果糖激酶(PFK),乳酸脱氢酶(LDH),己糖激酶(HK),丙酮酸激酶(PK)的活性及ATP的水平明显升高(P＜0.01);细胞膜Glut4的表达也明显升高(P＜0.05).结论 HSP70通过提高骨骼肌C2C12细胞膜Glut4的表达增加细胞对葡萄糖的摄取,并通过提高糖酵解关键酶的活性促进细胞的葡萄糖酵解.
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抵抗素抑制大鼠肝细胞葡萄糖激酶活性及mRNA的表达
抵抗素(resistin)是近年发现的由脂肪组织特异分泌的一种多肽类激素,它可以导致胰岛素抵抗,与2型糖尿病关系相当密切.近有文献报道,肝脏也是抵抗素重要的靶器官,抵抗素可以明显损害肝胰岛素的敏感性,促进肝糖输出,升高血糖[1].但是抵抗素参与肝胰岛素抵抗的发生发展机制尚不明了.本文通过观察抵抗素对肝细胞糖酵解关键酶-葡萄糖激酶活性及mRNA表达水平的影响,初步探讨抵抗素在胰岛素抵抗形成中的作用及机制.
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调控糖酵解和生脂的重要转录因子:碳水化合物反应元件结合蛋白
碳水化合物反应元件结合蛋白(carbohydrate response element binding protein,ChREBP)是近发现和分离的一种重要的转录调控因子,它直接激活多个参与糖酵解和脂肪合成基因的表达,从而调控糖代谢和脂肪酸合成.研究ChREBP表达的调控机制及生物学效应,将有助于全面认识肥胖、糖尿病等代谢综合征的发病机制.本文综述了碳水化合物调控元件(carbohydrate response element,ChRE)及ChREBP的结构,ChREBP DNA结合活性的活化过程和分子机制,以及对靶基因的作用.
关键词： 碳水化合物反应元件结合蛋白 转录因子 糖酵解 脂肪合成 -
糖酵解参与痫性发作时能量代谢及痫性发作终止机制
痫性发作时大量神经元异常同步放电而导致脑内生物能量大量消耗,在此应激状态下,无氧酵解供能系统启动以缓解有氧代谢(三羧酸循环)供能系统的能量供应短缺.研究表明,糖酵解过程作为生物体内重要的旁路供能途径,参与了痫性发作过程,为痫性发作提供能量,而其代谢产物乳酸可能参与痫性发作的终止.现就糖酵解过程参与痫性发作的可能作用机制,从下述两个方面进行综述(1)糖酵解过程在痫性发作能量代谢中的作用;(2)糖酵解过程代谢产物可能影响痫性发作的终止.
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线粒体解偶联蛋白UCP2与恶性肿瘤
解偶联蛋白2 (UCP2)属于线粒体内膜阴离子转运体蛋白超家族成员.UCP2作为线粒体内膜上的一种质子转运蛋白,通过影响肿瘤细胞的能量代谢、活性氧的产生、细胞凋亡和增殖及耐药性等方面,参与肿瘤的进程,可能在肿瘤的发生和进展中发挥重要作用.对于UCP2与恶性肿瘤的深入研究有望为恶性肿瘤的防治提供新的治疗靶点.
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缺氧条件下效应型记忆型CD4＋T细胞功能的免疫代谢基础
效应型记忆型 CD4＋ T 细胞（effector memory CD4＋ T cell，EMCD4＋ T cell），在含氧量正常的血液和缺氧的组织间循环，进而识别同源抗原，发挥免疫功能。然而，这些细胞的线粒体是如何在氧气含量不断变化的情况下，维持细胞生物能量稳定和抵抗细胞凋亡的呢？本文作者针对这一科学问题进行了研究，作者发现，缺氧状态下，相较于初始 T 细胞，EM CD4＋ T 细胞能够保存更多的剩余呼吸能力，这令 EMCD4＋ T 细胞获得不依赖氧气的糖酵解储能，可以在氧气含量频繁波动的情况下维持线粒体膜电位和 ROS 水平，维持了细胞的存活、迁移和功能的发挥。
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葡萄糖转运体GLUT1对CD4 T细胞激活和功能发挥至关重要
CD4T细胞激活后会增殖分化为效应性T细胞和调节性T细胞，进而介导免疫反应的发生。在离体状态下，不同亚型的T细胞，其代谢方式对糖酵解和氧化磷酸化的侧重不同，对于T细胞葡萄糖摄取和代谢的在体调控机制目前尚不清楚。尽管在T细胞上有诸多葡萄糖转运体的表达，但是GLUT1缺失选择性损伤胸腺细胞和效应性T细胞的代谢和功能。而静息T细胞在未激活之前都处于正常状态。GLUT1的缺失抑制T细胞葡萄糖摄取和糖酵解，生长和增殖，降低效应性T细胞存活和分化能力。更重要的是，Glut1缺失抑制效应性T细胞扩增以及诱导炎症免疫反应疾病发生的能力。相反的，调节性T细胞的数量并未减少，并且能够正常发挥对效应性T细胞的抑制作用，并不受Glut1表达的影响。这些结果提示在体调控CD4 T细胞激活和效应性T细胞扩增于存活中，对于Glut1的选择性需要。
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TLR通过激酶TBK1-IKKε驱动糖酵解重组来支持树突状细胞激活的合成代谢需求
树突状细胞在Toll样受体（ TLR）激动剂的刺激下会迅速被激活。已有的研究表明，激活后的树突状细胞胞内的糖酵解水平会被长时间持续性地上调，这是因为细胞在激活的过程中内产生了内源性的一氧化氮（NO），NO能抑制线粒体电子的传导，从而抑制了氧化磷酸化，使得细胞代谢发生向糖酵解方向的转换，继而产生ATP维持细胞的存活。
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UCP2介导的线粒体逆向信号抑制肿瘤细胞增殖和肿瘤产生
肿瘤细胞在恶性的进程中会将能量产生途径从氧化磷酸化转变为糖酵解，即使在有氧条件下也是如此。这一过程又称瓦伯格效应，而翻转这一效应可能为肿瘤治疗提供一种新的广谱策略。本文的研究人员将立足点放在了肿瘤细胞中的解偶联蛋白2（UCP2）这一线粒体膜转运蛋白。与其他家族成员相似，UCP2具有经典的解偶联效应，能将线粒体呼吸与ATP产生这一过程解偶联。
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M1型巨噬细胞的葡萄糖分解代谢
巨噬细胞在机体先天性免疫中发挥着重要作用。巨噬细胞在γ干扰素（IFN-γ）或脂多糖（LPS）刺激下，极化为 M1型巨噬细胞，其主要的糖代谢途径随之改变，主要表现为糖酵解取代三羧酸循环成为产生 ATP 的主要途径，并且糖酵解过程的中间产物还可作为 M1型巨噬细胞产生促炎细胞因子的原料参与炎症反应。本文将重点讨论 M1巨噬细胞的葡萄糖分解代谢。
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酸敏感的离子通道研究
组织细胞酸化是机体生理及病理条件下的常见现象.剧烈运动时,骨骼肌无氧糖酵解增强,乳酸积聚.细胞外液pH值降低;组织损伤、缺氧、癫痫、感染等状态下也常伴有细胞外液pH值的降低.机体如何感受细胞外液pH值的变化来进一步调整其活动,一直是此领域研究的难解之谜.
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哇巴因对乳腺癌MCF7细胞能量代谢的影响研究
目的 检测哇巴因对人乳腺癌MCF7细胞能量代谢的影响,初步探索相关作用机制.方法 联合使用ATP检测系统及海马生化分析仪检测哇巴因作用后细胞内ATP水平及线粒体呼吸作用的变化;使用葡萄糖氧化酶法检测哇巴因对MCF7细胞葡萄糖吸收水平的影响;使用 AMPK 活性检测探针检测 AMPK 活性的变化;通过 Western blot 实验初步检测哇巴因对 MCF7细胞内相关激酶蛋白水平的影响.结果 哇巴因能够时间依赖性地降低 MCF7 细胞内 ATP水平,剂量依赖性地降低线粒体呼吸作用,同时 25 ~50 nmol/L 的哇巴因作用 24 h 后能够促进葡萄糖吸收.该化合物可激活 AMPK 活性,在 12 h 表现出佳活性.Western blot 实验结果证实哇巴因能够升高 AMPK 和底物蛋白乙酰辅酶 A 羧化酶(ACC)的磷酸化水平,抑制Na+/K+-ATP 酶 α1 亚型(NKAα1)的表达.结论 哇巴因可抑制人乳腺癌 MCF7 细胞的线粒体氧化呼吸作用,促进糖酵解.哇巴因对肿瘤代谢的影响可能与其调控 AMPK 活性有关.
