代谢重编程

代谢重编程（Metabolic Reprogramming），是指细胞为了适应特定的生理需求或病理环境，通过改变关键代谢酶的活性或信号通路，主动调整其生物能量代谢模式的过程。虽然这一现象在胚胎发育和免疫激活中正常存在，但最典型的应用在于恶性肿瘤。在**最新研究进展**中，代谢重编程被视为肿瘤逃避 **蛋白质稳态** 监控、促进 **肿瘤浸润** 及实现 **远端定植** 的核心动力来源。它不仅限于糖代谢，还广泛涉及脂质、氨基酸及线粒体功能的全局性调整。

代谢重编程
Metabolic Reprogramming

METR 肿瘤恶性表型的能量引擎
核心现象	瓦博格效应 (Warburg Effect)
关键驱动子	c-Myc, HIF-1α, AKT激酶
监测通路	AMPK, mTORC1
临床价值	PET-CT成像、靶向代谢治疗

核心机制：支持恶性增殖的资源配置

代谢重编程的核心逻辑在于将“产能模式”切换为“建材模式”：

• **糖代谢（有氧糖酵解）**：肿瘤细胞即使在氧气充足时也偏向于将葡萄糖转化为乳酸。这种方式虽然产生 ATP 效率低，但能通过磷酸戊糖途径提供大量的核苷酸原料。
• **脂质代谢重塑**：癌细胞通常依赖于**脂肪酸从头合成**（De novo lipogenesis）来构建细胞膜，而非依赖外源摄取。这一过程受 **PI3K/AKT/mTOR信号通路** 的高度激活。
• **谷氨酰胺成瘾**：许多肿瘤表现出对谷氨酰胺的高度依赖，将其作为三羧酸循环（TCA）的补充碳源和氮源，以支持快速分裂。
• **感应与平衡**：当养分极度匮乏时，细胞激活 **AMPK** 通路，通过诱导 **细胞自噬** 来回收自身组分，从而在应激中存活。

临床应用：从显像诊断到靶向治疗

代谢重编程的特性已成为肿瘤精准诊疗的重要靶标：

代谢重编程在临床中的转化应用

应用维度	机制解析	最新转化进展
**诊断成像 (PET-CT)**	利用癌细胞对葡萄糖的高摄取特性（GLUT1上调）。	通过 F18-FDG 显影实现肿瘤微小转移灶的早期定位。
**代谢酶抑制剂**	针对 LDHA（乳酸脱氢酶）或 GLS1（谷氨酰胺酶）进行靶向抑制。	针对特定代谢漏洞（如 IDH1 突变）的靶向药已获批上市。
**耐药机制逆转**	耐药细胞常通过增强线粒体氧化磷酸化实现“代谢适应”。	结合 **二甲双胍** 抑制线粒体复合物I，可增强部分化疗的敏感性。

参看

• 瓦博格效应
• 肿瘤代谢重编程
• AMPK
• mTORC1
• 长寿医学

参考文献

• [1] **Hanahan D**, Weinberg RA. **Hallmarks of cancer: the next generation.** Cell. 2011.
  • 【评析】**：首次将“解除能量代谢限制”列为肿瘤的核心标志之一。

• [2] **Pavlova NN**, Thompson CB. **The Emerging Hallmarks of Cancer Metabolism.** Cell Metabolism. 2016.
  • 【评析】**：系统梳理了肿瘤细胞如何通过氨基酸、脂质代谢重塑获取增殖优势。

• [3] **Vander Heiden MG**, DeBerardinis RJ. **Understanding the Intersections between Metabolism and Cancer Biology.** Cell. 2017.
  • 【评析】**：深入探讨了代谢异质性如何驱动肿瘤的进化与治疗抗性。

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