代谢重塑

代谢重塑（Metabolic Reprogramming）是指细胞在生理或病理（如恶性转化、免疫激活、干细胞分化）过程中，通过主动调整代谢通路与通量，以满足其特定的生物能量、生物合成及氧化还原稳态需求的过程。作为癌症特征的核心维度，代谢重塑亦是决定间充质干细胞（MSC）治疗效价及免疫细胞杀伤功能的底层驱动力。

代谢重塑 · 生物全息图

Metabolic Reprogramming (点击展开)

                   细胞代谢重塑通路示意

代谢流转向与生物量积累视角

核心特征	Warburg效应
关键调控因子	$HIF\text{-}1\alpha$, $c\text{-}Myc$
应用维度	靶点治疗 / 极化调控

机制深度：从 ATP 供给转向生物合成

代谢重塑并非简单的代谢增强，而是细胞通过精密的分子开关，将营养物质从“产生能量”转向“构建细胞组分”的过程。

• 糖代谢模式切换： 即使在氧气充足时，重塑细胞仍显著提升葡萄糖摄取率并将其转化为乳酸。此举旨在通过磷酸戊糖途径（$PPP$）最大化产出核苷酸合成所需的 $R5P$。
• 谷氨酰胺依赖： 细胞上调 $ASCT2$ 等转运蛋白，通过谷氨酰胺分解（Glutaminolysis）为 $TCA$ 循环提供“补偿性能量”。
• 脂质景观重塑： 激活脂肪酸从头合成通路，为质膜的扩张和信号分子的产生提供必要的碳源。

代谢状态关键指标对照表

特性维度	静态细胞 (Steady State)	重塑细胞 (Activated/Malignant)
葡萄糖归宿	线粒体彻底氧化 ($CO_2 + H_2O$)	转化为乳酸 (即使在常氧环境下)
主要代谢产物	$ATP$ (高能量转化率)	碳骨架/核酸/氨基酸/脂质
线粒体生理学	高效电子传递链 ($ETC$)	作为合成代谢前体的库房

       参考文献与学术点评
       

[1] Warburg O. (1956). On the origin of cancer cells. Science.
[学术点评]：代谢重塑奠基之作，揭示了肿瘤细胞在有氧环境下依然利用糖酵解产能的生物学悖论。

[2] Vander Heiden M G, et al. (2009). Understanding the Warburg effect... Science.
[学术点评]：阐明了重塑代谢是为了获取生物合成中间产物而采取的进化策略，而非简单的产能效率问题。

[3] Pavlova N N, Thompson C B. (2016). The Emerging Hallmarks of Cancer Metabolism. Cell Metabolism.
[学术点评]：当代权威总结，系统定义了代谢重塑在营养获取、代谢转换及微环境互作中的核心属性。

代谢重塑 · 知识图谱关联

           Warburg效应 • 谷氨酰胺分解 • mTOR通路 • TME代谢竞争 • MSC代谢极化 • 代谢组学