Front Med：特殊的肿瘤抑制家族分子或能抑制肺癌细胞的有氧糖酵解过程

肺癌因其具有较高的死亡率而臭名昭著，其也是全球人群癌症相关死亡的主要原因，癌症转移是患者较差治疗结局的主要原因。这一毁灭性疾病的一个关键因素就是癌细胞所表现出的代谢重编程机制，尤其是其对有氧糖酵解（aerobic glycolysis）而不是氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）的偏好，这种现象被称为沃伯格效应（Warburg effect），这一代谢转变是癌细胞侵袭性和生存的核心。

近日，一篇发表在国际杂志Frontiers of Medicine上题为“ING5 inhibits aerobic glycolysis of lung cancer cells by promoting TIE1-mediated phosphorylation of pyruvate dehydrogenase kinase 1 at Y163”的研究报告中，来自空军军医大学附属唐都医院等机构的科学家们通过研究揭示了ING肿瘤抑制家族成员ING5分子在调节肺癌细胞代谢重编程中所扮演的关键角色；文章中，研究者揭开了ING5促进丙酮酸脱氢酶激酶1（PKD1）酪氨酸163号位点（Y163）磷酸化从而抑制沃伯格效应并降低肺癌细胞恶变背后的新型分子机制。

文章中，研究人员通过一系列实验调查了ING5在肺癌细胞代谢中的角色，这些实验包括磷酸化-蛋白质组学技术、蛋白质免疫印迹（WB，Western Blot）和多种细胞实验，他们揭示了ING5的过表达会显著增加PDK1 Y163位点的磷酸化，进而负向调节PKD1激酶对丙酮酸脱氢酶E1亚基α1（PDHA1）的活性。

这就会导致PDHA1 S293磷酸化水平的减少及PDH酶类活性的增加，从而促进氧化磷酸化过程并减少糖酵解过程；通过对肿瘤组织微阵列进行免疫组化染色就能进一步确立PDK1 Y163磷酸化的临床相关性，结果表明，磷酸化水平越高，肺癌患者的预后越好。此外，本文研究还探讨了PDK1 Y163磷酸化对肺癌细胞增殖、侵袭和代谢的影响，Y163磷酸化死亡突变笑出了ING5过表达对这些细胞过程的抑制性效应。此外，利用小鼠异种移植模型进行体内实验后，研究者证实，ING5的过表达会抑制肿瘤生长和转移，而这种效应会被Y163F突变所逆转，这些研究发现强调了PDK1 Y163磷酸化在肺癌进展中的重要性以及其作为治疗性靶点的潜力。

在寻找负责PDK1 Y163磷酸化的激酶时，研究人员发现，TIE1或能被确定为潜在的候选者，TIE1是一种受体酪氨酸激酶，其能被ING5上调从而直接在Y163位点对PKD1进行磷酸化修饰，研究人员指出，TIE1能定位于线粒体，而对TIE1敲除会降低PDK1 Y163的磷酸化，这就进一步揭示了TIE1或许参与到了ING5所介导的肺癌细胞的代谢重编程过程。

因此，本文研究识别出了一种参与ING5、TIE1和PDK1 Y163磷酸化过程的新型信号通路，其在调节肺癌细胞代谢重编程和侵袭性过程中扮演着关键角色。靶向这一通路，尤其是通过促进PDK1 Y163的磷酸化修饰过程，或许能作为人类肺癌疗法的新型治疗性策略。这项研究有望帮助科学家们理解肺癌代谢和侵袭性背后的分子机制，强调了精准医学手段在抵御这种致死性疾病方面的潜力。

综上，本文研究结果表明，ING5过表达上调的TIE1或能磷酸化修饰PDK1Y163，这对于抑制肺癌细胞的有氧糖酵解过程和侵袭性至关重要。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Zhang, H., Liu, X., Li, J. et al. ING5 inhibits aerobic glycolysis of lung cancer cells by promoting TIE1-mediated phosphorylation of pyruvate dehydrogenase kinase 1 at Y163. Front. Med. 18, 878–895 (2024). doi：10.1007/s11684-024-1057-7