美国看病：肿瘤细胞通过糖酵解途径的负反馈机制

关于有氧糖酵解另一个合理的解释是，除了产生ATP，糖酵解还有第二个作用：糖酵解途径的中间产物可以作为很多涉及细胞生长，如核酸和脂类的合成的分子的前体。美国看病机构爱诺美康了解到，肿瘤细胞通过糖酵解途径的负反馈机制，阻断糖酵解途径的结果一步，使 细胞内积累了大量早期中间代谢物。这些糖酵解途径的中间产物能参与许多重要的 生化合成反应。较肿瘤细胞而言，正常细胞没有那么强的增殖活性，也不需要大规模的生化合成反应，葡萄糖主要用来产生ATP以维持其正常代谢（据估计，正常细胞使用了超过30%的葡萄糖来提供ATP,而肿瘤细胞则仅使用1%的葡萄糖产生ATP， 这楚两者在代谢上的巨大差异）。

至于肿瘤细胞采用这种有氧糖酵解方式的真正原因，现在还不得而知。然而，不管这个问题的结果答案是什么，还有一个问题摆在我们面前：肿瘤细胞是如何精确调控，使其绕过线粒体糖代谢过程的呢？丙酮酸激酶（PK)催化糖酵解的结果一步一一将磷酸烯醇丙酮酸（PEP)催化为丙酮酸。美国看病机构爱诺美康了解到，通常情况下，糖酵解产物丙酮酸被运送到线粒体中并参与到三羧酸循环中。丙酮酸激酶的Ml亚型在大多数成体组织中特异表达，而M2亚型则在早期胚胎细胞、快速生长的正常细胞和肿瘤细胞中表达。PK的Ml亚型调控丙酮酸由细胞质运送到线粒体， 而在肿瘤细胞内表达的M2亚型则调控丙酮酸在细胞质内分解为乳酸。与Ml亚型相比，M2亚型催化酶的催化效率非常低，这就导致了糖酵解中间产物人量聚集，并参与到其他生化合成通路中。另外，肿瘤细胞中三羧酸循环的相对失活并非由线粒体的缺陷所致：它们在肿瘤细胞中正常存在，而且完全有能力接收丙酮酸并使其进入三羧酸循环。

许多实验的结果表明，肿瘤细胞的生长的确依赖于PK的M2亚型的存在，同时也依赖于较高水平表达的葡萄糖转运蛋闩GLUT1和乳酸脱氢酶A(LDH-A)，后者将丙酮酸分解为乳酸，再分泌出胞外。以上三者中任意一个受到抑制，肿瘤的生长速度就会减慢，且有时候这种效应非常显著。类似的结果给我们提供了重要的启示：肿 瘤细胞的这种异常葡萄糖代谢为其创造了生长和增殖的生理学环境。