前列腺癌（Prostate cancer, PCa）是全球男性发病率极高的肿瘤，随着我国国民生活水平的提高及饮食习惯的改变，PCa在我国发病率也逐年增高。“代谢重编程”是肿瘤发生发展过程中的重要特征性改变，是基因组和蛋白组调控生物学活动的结局性标志。近日，广西医科大学王富博教授与上海长海医院任善成教授发表文章，探讨线粒体丙酮酸转运体（MPC）受阻对前列腺癌诊断和放疗敏感性的影响。
该研究结果发表在Cancer Biology & Medicine2022年第9期。
文章重点
No.1
前列腺癌代谢的异质性
“代谢重编程”作为肿瘤的四大特征性改变之一，一方面受到癌基因的调控，另一方面代谢物和相关基因的变化也影响着癌基因的表达和转录。然而前列腺癌的代谢方式有着明显的“异质性”，这种差异一方面表现在前列腺癌的代谢形式与其他肿瘤相比异质性显著，另一方面表现在随着肿瘤进展，前列腺癌细胞的代谢形式变化明显。
No.2
“丙酮酸线粒体内流”在前列腺癌
分子诊断中的意义
在前列腺癌发展初期，糖酵解水平下调明显，这一方面与前列腺癌细胞的锌离子水平下降有关，另一方面与丙酮酸内流重新开放而葡萄糖的氧化磷酸化水平相对增强关系密切。而其中控制丙酮酸内流入线粒体的关键蛋白MPC（线粒体丙酮酸转运体）在前列腺癌发生初期表达量显著上升（下图所示）。进一步的研究证实，在前列腺癌晚期此蛋白复合体的表达量出现下调，从而导致丙酮酸线粒体内流受阻而糖酵解代谢水平重新升高。
No.3
“丙酮酸线粒体内流”在前列腺癌
影像学诊断中的意义
上述前列腺癌的糖代谢的特异性也造成了18F-Glucose-PET/CT在前列腺癌早期诊断中的不敏感。而随着病程进展，其糖酵解水平升高。因而，18F-Glucose-PET/CT对进展期PCa的诊断价值较大。“丙酮酸线粒体内流”下降对于前列腺正常上皮和前列腺癌作用不同。当线粒体内流阻断或下调时，正常前列腺上皮会出现葡萄糖消耗量的急剧下降，而前列腺肿瘤细胞的糖酵解水平则相对上升。因此短暂的MPC阻断可使得早期前列腺癌的18F-Glucose-PET/CT敏感性增加，这种现象可由“VDAC1-线粒体膜电位” 机制介导。
No.4
“糖酵解潜力”是前列腺非肿瘤上皮细胞
和前列腺癌细胞代谢形式的差异
研究者将早期前列腺癌细胞MPC受阻引起的这种能量代谢转化的现象定义为“糖酵解潜能”，这意味着尽管在PCa发生的早期阶段糖酵解水平没有增加，但此时“糖酵解潜能”水平高。当MPC阻断后，糖酵解水平增高，细胞产生能量增加，从而适应急剧变化的外部环境或相对不足的营养供给。也就是说，虽然前列腺癌细胞糖酵解水平并不高，但其可上调或变化的潜力更大。而这个假说也是对在2016年提出的肿瘤糖代谢的“开关模型”假说的一种补充（下图所示）。
