摘要

糖酵解對于維持癌癥的干性至關(guān)重要。本研究展示了糖酵解酶α-烯醇酶（ENO1）在胃癌（GC）糖酵解和干中的作用。高ENO1表達(dá)與預(yù)后不佳相關(guān)，并促進(jìn)惡性表型和類干特征。從機(jī)制上講，ENO1通過調(diào)節(jié)糖酵解直接刺激乳酸和ATP的產(chǎn)生，影響乳酸穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞內(nèi)ATP庫，并共調(diào)控AMPK/mTOR和PI3K/AKT信號通路。這最終驅(qū)動了GC干、上皮-間充質(zhì)過渡（EMT）相關(guān)標(biāo)志物表達(dá)、自我更新、遷移和入侵。值得注意的是，細(xì)胞內(nèi)ATP池的增加可以以濃度依賴性的方式直接激活PI3K/AKT通路，從而進(jìn)一步刺激糖酵解形成正反饋環(huán)。乳酸的功能依賴于糖酵解來源的ATP同時存在，協(xié)同激活PI3K/AKT通路。乳酸穩(wěn)態(tài)還可以通過提高整體多克酸化水平來促進(jìn)腫瘤干性。此外，藥理學(xué)研究顯示，二甲雙胍與可潘利西聯(lián)合使用顯著抑制腫瘤，阻斷了能量代謝通路PI3K/AKT和AMPK/mTOR。我們的發(fā)現(xiàn)揭示了ENO1在介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)和代謝調(diào)控以增強(qiáng)GC莖方面多方面的作用。通過建立不同代謝物濃度的細(xì)胞模型，我們發(fā)現(xiàn)了PI3K/AKT和AMPK/mTOR通路通過乳酸穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞內(nèi)ATP池的差異調(diào)控，進(jìn)一步證實了代謝串?dāng)_機(jī)制。理性上，針對ENO1-ATP/乳酸-AMPK/PI3K/AKT-mTOR軸的多個淋巴結(jié)可能對GC治療有效，這一點從二甲雙胍（抑制ATP產(chǎn)生）和糖苷諾品（破壞乳酸穩(wěn)態(tài)）顯著抑制腫瘤生長可見一斑。總之，代謝與腫瘤干性之間的復(fù)雜相互作用為GC提供了新的治療方向和潛在治療策略。

簡介

胃癌（GC）仍是全球癌癥相關(guān)死亡的第四大原因，在東亞的發(fā)病率相對較高。1盡管有所改善，GC仍與耐藥性低迷相關(guān)，即使在高收入國家，這也證實了需要關(guān)注新穎的治療靶點和策略。2隨著對腫瘤代謝譜的關(guān)注度增加，越來越多的證據(jù)表明代謝，主要是糖酵解，與腫瘤莖密不可分。3因此，針對干性和腫瘤異質(zhì)性可作為克服現(xiàn)有療法固有局限性時的優(yōu)先考慮。4最新研究表明，腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出活躍的糖酵解活性，并且高度依賴糖酵解;5糖解中間體或產(chǎn)物異常增加被認(rèn)為是癌細(xì)胞干性和化療耐藥增強(qiáng)的標(biāo)志。6因此，針對抑制腫瘤代謝的特定靶點的研究具有臨床意義。7

主動糖酵解通常代表腫瘤的惡性表型，通常伴隨著糖解酶和代謝底物水平升高;然而，糖酵解作用對腫瘤的影響機(jī)制尚不明確。8啟動代謝柔韌性的代謝酶，包括HK2、PKM2和LDHA（糖解速率限制酶），是抑制腫瘤干的潛在靶點。9,10,11盡管糖酵解中α-烯醇酶（ENO1）是一種非速率限制酶，已被證明能加速癌細(xì)胞的糖酵解過程，12很少有研究深入探討其在促進(jìn)糖酵解本身及進(jìn)一步調(diào)控以驅(qū)動腫瘤進(jìn)展中的作用。然而，ENO1作為關(guān)鍵的RNA結(jié)合蛋白和多功能癌蛋白，在多種癌癥中引起了特別關(guān)注。 12,13此前的研究主要聚焦于ENO1在腫瘤進(jìn)展中的兼職功能，14例如其在干擾脂質(zhì)代謝中的作用，12影響YAP1依賴的花生四烯酸代謝，15HGFR信號，16以及鐵磷遁。17我們之前的研究重新審視了ENO1作為糖解酶的分子功能，初步證明ENO1通過提高糖解能力增強(qiáng)了GC干性，18這表明ENO1可能是阻斷糖酵解的理想治療靶點。然而，糖酵解作用在腫瘤進(jìn)展中的不明確性以及糖酵解在所有細(xì)胞類型中普遍存在，這使得在激發(fā)抗腫瘤活性且不全部抑制糖酵解作用的風(fēng)險方面構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。13

PI3K/AKT信號通路在調(diào)控多種細(xì)胞過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，包括代謝、增殖、存活和轉(zhuǎn)移，且在癌癥中常被過度激活， 19,20包括胃癌。在糖酵解驅(qū)動的腫瘤進(jìn)展和治療耐藥性中，該通路作為代謝樞紐，將細(xì)胞內(nèi)能量可用性與致癌信號傳導(dǎo)整合起來。其在某些腫瘤亞群中的激活對于維持惡性行為至關(guān)重要，且無法被其他通路繞過。 19,21雖然針對PI3K/AKT途徑關(guān)鍵成分的多種抑制劑已顯示出初步臨床療效，但其長期益處常受藥物耐藥性出現(xiàn)的限制。這種抗性主要源于通路激活背后的異質(zhì)性和多因素機(jī)制，包括遺傳改變和代謝適應(yīng)。 19,22這些局限性凸顯了結(jié)合PI3K信號傳導(dǎo)和腫瘤代謝策略的必要性。

基于上述考慮，我們進(jìn)一步研究了ENO1通過糖酵解調(diào)控癌細(xì)胞干的詳細(xì)機(jī)制。我們建立了含有不同代謝物濃度的GC細(xì)胞系模型，發(fā)現(xiàn)ENO1能夠調(diào)控細(xì)胞內(nèi)三磷酸腺苷（ATP）水平和乳酸穩(wěn)態(tài)。這又通過特定機(jī)制作用于下游通路，導(dǎo)致不同程度的PI3K/AKT通路激活和AMPK/mTOR通路失活。此外，藥效動力學(xué)研究表明，針對這些通路中多個節(jié)點的聯(lián)合治療可能減輕癌癥負(fù)擔(dān)。