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[基金项目] 湖北省中央引导地方科技发展专项（2022BCE031）；湖北省宜昌市医疗卫生研究项目（A22-2-003；A19-301-11）。
▲通讯作者丙酮酸激酶M2型在非小细胞肺癌中的作用徐江莉1 宋新宇1▲ 郑红艳2 熊晓琦1 杨爱兰3 李 勋41.湖北省宜昌市中心人民医院 三峡大学第一临床医学院呼吸与危重症医学科，湖北宜昌 443003；2.湖北省宜昌市中心人民医院 三峡大学第一临床医学院中心实验室，湖北宜昌 443003；3.湖北省枝江市人民医院 宜昌市中心人民医院枝江分院呼吸与危重症医学科，湖北宜昌 443200；4.湖北省枝江市人民医院 宜昌市中心人民医院枝江分院介入放射科，湖北宜昌 443200；[摘要] 肺癌是目前全球最常见的病死原因之一，其中，非小细肺癌（NSCLC）占所有肺癌的85%。
丙酮酸激酶（PK）是糖代谢中的关键酶，调控磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸转化速率，存在四种亚型，其中丙酮酸激酶M2型（PKM2）主要存在于具有高合成代谢要求的高增殖细胞，尤其是肿瘤和胚胎组织中。
PKM2可以调控肿瘤细胞的有氧糖酵解过程，并能转移至细胞核内参与调控多种促癌因子的表达。
PI3K/AKT 信号通路在细胞生长、增殖、分化、生存和代谢等多个生物学过程中发挥着至关重要的作用。
PKM2可以通过与PI3K/AKT 通路的相互作用参与NSCLC 的发生、发展。
本文针对PKM2在非小细胞肺癌中作用及其调节机制的研究进展进行综述。
[关键词] 丙酮酸激酶M2型；非小细胞肺癌；能量代谢；AKT 信号通路[中图分类号] R734.2 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616（2024）07-0038-04DOI:10.20116/j.issn2095-0616.2024.07.09The role of pyruvate kinase M2 in non-small cell lung cancerXU Jiangli 1 SONG Xinyu 1 ZHENG Hongyan 2 XIONG Xiaoqi 1 YANG Ailan 3 LI Xun41. Department of Respiratory and Critical Care Medicine, the First College of Clinical Medical Science, China Three Gorges University, Yichang Central People’s Hospital, Hubei, Yichang 443003, China;2. Central Laboratory, the First College of Clinical Medical Science, China Three Gorges University, Yichang Central People’s Hospital, Hubei, Yichang 443003, China;3. Department of Respiratory and Critical Care Medicine, the People’s Hospital of Zhijiang City, Zhijiang Branch of Yichang Central People’s Hospital, Hubei, Yichang 443200, China;4. Department of Interventional Radiology, the People’s Hospital of Zhijiang City, Zhijiang Branch of Yichang Central People’s Hospital, Hubei, Yichang 443200, China[Abstract] Lung cancer is one of the most common causes of death in the world, among which non-small cell lung cancer (NSCLC) accounts for 85% of all lung cancers. Pyruvate kinase (PK) is a key enzyme in glucose metabolism, which regulates the conversion rate of phosphoenolpyruvate to pyruvate. There are four subtypes, among which pyruvate kinase M2 (PKM2) mainly exists in highly proliferative cells with high anabolic requirements, especially in tumors and embryonic tissues. PKM2 can regulate the aerobic glycolysis process of tumor cells and be transferred to the nucleus to participate in regulating the expression of various cancer-promoting factors. PI3K/AKT signaling pathway plays an important role in many biological processes such as cell growth, proliferation, differentiation, survival and metabolism. PKM2 can participate in the occurrence and development of NSCLC through the interaction with PI3K/AKT pathway. In this paper, the role of PKM2 in non-small cell lung cancer and its regulatory mechanism are reviewed.[Key words] Pyruvate kinase M2; Non-small cell lung cancer; Energy metabolism; AKT signal pathway肺癌是导致全球范围内癌症相关病死的首要因素，其发病率及病死率均位于前列[1]，肺癌分为小细胞肺癌、非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）；蛋白激酶B/丝氨酸/苏氨酸激酶（protein kinase B，PKB/AKT）信号通路，是磷脂酰肌醇3-激酶/AKT（phosphoinositide 3-kinase/AKT，PI3K/AKT）通路的一部分，其是细胞生长、增殖和迁移的关键调节因子，与肿瘤发生、发展密切相关[2]。
小分子药物蛋白质谱（Proteomics）是研究生物体内蛋白质组成、结构和功能的一门学科，是系统生物学和生物医学研究的重要工具之一。
蛋白质谱学技术在疾病诊断、治疗和新药研发等方面具有广泛的应用前景。
PKM2（Pyruvate Kinase M2）是一种重要的代谢酶，在肿瘤发生和发展过程中起着重要作用。
近年来，研究人员发现小分子药物与PKM2结合并调控其活性，成为肿瘤治疗的新策略。
本文将重点介绍小分子药物与PKM2之间的相互作用和蛋白质谱技术在该领域的应用研究进展。
一、PKM2的生物学功能及临床意义1. PKM2的结构和功能PKM2是一种重要的蛋白质激酶，参与糖酵解途径中催化磷酸烯醇丙酮酸（PEP）向丙酮酸转化的关键步骤，是维持细胞能量代谢平衡的重要因子。
2. PKM2在肿瘤发生和发展中的作用近年来的研究表明，PKM2在肿瘤细胞的代谢重编程、增殖和转移过程中发挥重要作用，成为肿瘤治疗研究的热点。
3. PKM2作为肿瘤治疗靶点的潜在价值由于PKM2在肿瘤发生和发展中的重要作用，研究人员开始探索将PKM2作为肿瘤治疗的靶点，开发靶向PKM2的抗肿瘤药物。
二、小分子药物与PKM2的相互作用机制1. 小分子药物对PKM2活性的调控机制研究人员发现，小分子化合物（如狭叶马兜铃碱）通过与PKM2特定残基的相互作用，能够调控PKM2的催化活性和代谢途径选择。
2. 小分子药物在调控肿瘤细胞代谢转化中的作用对PKM2活性的调控直接影响肿瘤细胞的代谢转化，进而影响肿瘤生长、增殖和转移过程。
三、蛋白质谱技术在小分子药物与PKM2相互作用研究中的应用1. 亲和纯化-质谱分析（AP-MS）技术在PKM2小分子药物结合蛋白互作蛋白质组学研究中的应用通过AP-MS技术，研究人员可以筛选出PKM2与小分子药物的结合蛋白，揭示小分子药物通过哪些蛋白质介导影响PKM2的活性。
2. 肽质谱分析技术在鉴定PKM2翻译后修饰的应用肽质谱技术可以帮助研究人员鉴定PKM2的翻译后修饰，揭示小分子药物与PKM2相互作用的分子机制。
大学细胞生物学考试(试卷编号1101)1.[单选题]在个体发育过程中,细胞分化的规律是( )A)单能细胞、多能细胞、全能细胞B)全能细胞、单能细胞、多能细胞C)全能细胞、多能细胞、单能细胞D)单能细胞、全能细胞、多能细胞答案:C解析:2.[单选题]卵磷脂又叫做( )A)磷脂酰胆碱B)磷脂酰乙醇胺C)磷脂酰丝氨酸D)鞘磷脂答案:A解析:3.[单选题]用去污剂Triton X-100处理血影，带3蛋白及血型糖蛋白消失，但血影维持原来形状，下列推导错误的是（ ）。
[南开大学2007研]A)用去污剂Triton X-100处理后，血影脂质结构完整，因而血影维持原来形状B)对维持细胞形态并不起决定作用C)带3蛋白及血型糖蛋白是膜内在蛋白D)带3蛋白及血型糖蛋白肯定存在跨膜结构域答案:A解析:用Triton X-100处理后可使细胞膜崩解，但对蛋白的作用比较温和，即血影脂质结构被破坏。
4.[单选题]关于线粒体基因组，下列说法错误的是（ ）A)线粒体DNA为一条双链环状的DNA分子，全长16569个碱基对B)线粒体DNA可以编码线粒体的tRNA、rRNA及全部线粒体蛋白质C)线粒体合成蛋白质的过程与原核细胞相似D)线粒体遗传系统受控于细胞核的遗传系统答案:B解析:5.[单选题]下列关于细胞膜的叙述哪项有误（ ）A)跨膜蛋白以各种形式镶嵌于脂质双分子层B)含胆固醇C)含糖脂6.[单选题]有关端粒或端粒酶的说法，下列选项错误的是（ ）：A)端粒起到计时器的作用，体细胞每分裂一次，端粒重复序列就缩短一些B)端粒酶是一种核糖核蛋白复合物，具有逆转录性质C)在生殖系细胞、干细胞和体细胞内都发现有端粒酶活性D)肿瘤细胞具有表达端粒酶活性的能力答案:C解析:7.[单选题]广义的核骨架包括（ ）A)核基质B)核基质、核孔复合物C)核纤层、核基质D)核纤层、核孔复合体和一个不溶的网络状结构（即核基质）答案:D解析:8.[单选题]线粒体内三羧酸循环的特点是（ ）A)脱羧产生CO2、放出氢原子B)放出氢原子和电子C)脱羧产生CO2、放出ADPD)脱羧放出ATP答案:B解析:9.[单选题]下列对受体作用特点描述不正确的是( )A)选择性高B)饱和性效应C)可逆性D)不可调控性答案:D解析:10.[单选题]存在于细胞膜上的钠钾泵，每消耗1分子的ATP可以 （ ）A)泵出3个钠离子，泵进2个钾离子B)泵进3个钠离子，泵出2个钾离子C)泵出2个钠离子，泵进3个钾离子D)泵进2个钠离子，泵出3个钾离子11.[单选题]现认为指导分泌性蛋白到糙面内质网上合成的决定因素是（ ）。
M2型丙酮酸激酶（PKM2）
M2型丙酮酸激酶（PKM2）一种在癌细胞糖代谢过程中发挥关键性作用的酶，可通过一种非代谢机制促进细胞增殖和肿瘤形成。
正常细胞只有在缺氧的情况下进行糖酵解，而肿瘤细胞即使在不缺氧的情况下也优先进行糖酵解，消耗更多的葡萄糖和产生更多的乳酸，PKM2在这一过程的最后一个阶段发挥关键作用，最终刺激癌细胞生长。
PKM2还直接参与调控了细胞生长相关的基因转录。
在人类癌细胞中证实EGFR信号活化可诱导PKM2易位进入细胞核，在细胞核中PKM2的K433与β-catenin的c-Src磷酸化Y333位点结合，随后两结合蛋白招募至下游基因周期蛋白D1（CCND1）启动子区域，调控cyclin D1表达，加速细胞增殖和肿瘤生成。
本品采用DNA重组技术表达，并经HIS6亲和层析纯化
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巨噬细胞极化及其信号通路的研究进展杨正弦; 王涛; 苗春木【期刊名称】《《检验医学与临床》》【年(卷),期】2019(016)015【总页数】4页(P2252-2255)【关键词】巨噬细胞极化; 经典活化; 替代性活化; 信号通路【作者】杨正弦; 王涛; 苗春木【作者单位】重庆市綦江区中医院普外科重庆401420; 重庆医科大学附属第二医院肝胆外科重庆400010【正文语种】中文【中图分类】R329.28机体内巨噬细胞来源广泛，由血液中的单核细胞、骨髓中的造血干细胞和胸腺内的早期T淋巴细胞分化而来，其中血液中的单核细胞穿出血管进入结缔组织分化形成巨噬细胞是最主要的途径。
巨噬细胞分布于全身组织，具有组织特异性，包括存在于肝组织中的KCs(Kuppfer细胞)、肺组织中的肺泡巨噬细胞、脑组织中的小胶质细胞、脂肪组织中的脂肪组织巨噬细胞、骨组织中的破骨细胞和腹腔中的腹腔巨噬细胞等。
巨噬细胞作为机体固有免疫的重要组成部分，具有吞噬和杀灭病原微生物、处理并提呈抗原、介导特异性免疫应答、清除衰老细胞、修复损伤的功能，同时也是维持自身代谢稳定的关键因素[1]。
巨噬细胞还具有在炎症因子诱导下分化异常的特点，称之为巨噬细胞的极化。
巨噬细胞的极化所涉及的诱导因子、信号通路、转录因子相互交叉，极为复杂，且在特殊条件下巨噬细胞极化的两个极端可以相互转化，构成了一种动态变化的过程。
1 巨噬细胞极化的特点1.1 巨噬细胞的M1型、M2型极化巨噬细胞的极化可分为两个极端，即经典活化(M1型)和替代性活化(M2型)。
目前在构建巨噬细胞极化模型时，多通过使用细菌脂多糖(LPS)刺激巨噬细胞构建巨噬细胞M1型极化的细胞模型，而白细胞介素-4(IL-4)刺激巨噬细胞则可使巨噬细胞分化为M2型巨噬细胞[2]。
处于休眠状态下的巨噬细胞在干扰素-γ(IFN-γ)和LPS刺激下极化为M1型巨噬细胞，产生包括IL-1、IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、一氧化氮合酶(iNOS)在内的促炎因子和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、C-C motif 趋化因子2-4(CCL2-4)、C-X-C motif 趋化因子配体8-11(CXCL8-11)等趋化因子，介导强烈的炎性反应和Th1免疫应答。
丙酮酸激酶分型
丙酮酸激酶（pyruvate kinase）是一种催化糖酵解过程中磷酸转移的酶。
根据其分型，丙酮酸激酶可以分为四种不同的亚型：
1. L型丙酮酸激酶（L-type pyruvate kinase）：主要存在于肝脏和肾脏组织中，参与葡萄糖的合成与解构代谢。
2. R型丙酮酸激酶（R-type pyruvate kinase）：主要存在于红细胞中，参与糖酵解过程中的ATP生成。
3. M1型丙酮酸激酶（M1-type pyruvate kinase）：主要存在于成熟的肌肉组织中，参与肌肉细胞中的能量代谢。
4. M2型丙酮酸激酶（M2-type pyruvate kinase）：主要存在于胚胎组织和某些癌细胞中，参与胚胎发育和癌细胞的能量代谢。
M2型丙酮酸激酶在癌细胞中的高表达与肿瘤发展和增殖有关，因此成为肿瘤治疗的潜在靶点。
M2型丙酮酸激酶在肿瘤代谢和发展中的作用朱珠;陈敏;张晓琦;杨燕;邹晓平【摘要】肿瘤细胞不同于正常细胞,即使在氧气充足的条件下,主要依赖糖酵解代谢,称为有氧糖酵解.丙酮酸激酶(PK)是糖酵解最后一个限速酶,催化磷酸烯醇式丙酮酸产生丙酮酸和ATP.M2型丙酮酸激酶(PKM2),丙酮酸激酶同工酶之一,在肿瘤细胞中高表达.PKM2不仅在肿瘤代谢中,而且在基因表达的调控及细胞增殖中都具有重要作用.【期刊名称】《基础医学与临床》【年(卷),期】2014(034)012【总页数】4页(P1706-1709)【关键词】有氧糖酵解;M2型丙酮酸激酶;肿瘤代谢【作者】朱珠;陈敏;张晓琦;杨燕;邹晓平【作者单位】南京医科大学鼓楼医院消化内科,江苏南京210008;南京医科大学鼓楼医院消化内科,江苏南京210008;南京医科大学鼓楼医院消化内科,江苏南京210008;南京医科大学鼓楼医院消化内科,江苏南京210008;南京医科大学鼓楼医院消化内科,江苏南京210008【正文语种】中文【中图分类】R73正常细胞在氧气充足的条件下会通过葡萄糖的有氧氧化来获得能量，但1920 年，德国生化专家Warburg首次报道肝癌细胞糖酵解活性较正常肝细胞明显增强，进一步研究表明即使在氧充足条件下恶性肿瘤细胞糖酵解代谢同样明显活跃，肿瘤细胞这种活跃的有氧糖酵解代谢特性被称为“Warburg 效应”[1]。
最初，人们认为有氧糖酵解是由于肿瘤的呼吸链的损伤(线粒体的损伤)。
然而，之后的研究表明，肿瘤细胞中线粒体损伤比较罕见[2- 3]。
在某些情况下，肿瘤细胞可以转换成线粒体呼吸供能[4]。
丙酮酸激酶(pyruvate kinase，PK)是糖酵解通路中最后一个限速酶，催化磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate，PEP)去磷酸化，产生丙酮酸和ATP。
PK在哺乳动物中存在4种亚型：PKL，在肝脏和肾脏中表达；PKR，在红细胞中表达；PKM1，主要表达在骨骼肌和脑组织中；PKM2，主要表达于胚胎组织以及高增殖细胞，尤其是肿瘤细胞中[5]。
大学细胞生物学考试(习题卷1)第1部分：单项选择题，共88题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]下列哪项不属于细胞衰老的特征？（ ）[南京师范大学2008研]A)原生质减少，细胞形状改变B)细胞膜磷脂含量下降，胆固醇含量上升C)线粒体数目减少，核膜内折D)脂褐素减少，细胞代谢能力下降答案:D解析:细胞衰老的特征之一是细胞色素颗粒沉积增多：如脂褐素在胞浆中沉积随老年化过程而增加，在肝细胞、肌细胞和神经细胞中的积聚更为明显。
2.[单选题]（ ）不是细胞表面受体。
A)离子通道B)酶联受体C)G蛋白偶联受体D)核受体答案:D解析:3.[单选题]一氧化氮受体是（ ）。
[南开大学2011研]A)G蛋白偶联受体B)鸟苷酸环化酶C)腺苷酸环化酶D)受体酪氨酸激酶答案:B解析:NO是种可溶性气体，可作为局部介质在许多组织中发挥作用，靶细胞内可溶性鸟苷酸环化酶（G-cyclase，GC）的激活是NO发挥作用的主要机制。
4.[单选题]物质进出细胞的过程中，需消耗能量，但不需要载体的一项是（ ）。
[南开大学2008研]A)根吸收矿质元素离子B)红细胞保钾排钠C)腺细胞分泌的酶排出细胞D)小肠对Ca、P的吸收答案:C解析:ABD三项，都是通过主动运输来实现，需要消耗能量，更需要特异性的载体的协助。
C项，腺细胞分泌通过胞吐作用，消耗能量，但不需要载体参与。
二、填空题5.[单选题]圆泡多出现在细胞有丝分裂的 （ ）A)晚期和G1期B)S期C)G2期6.[单选题]细胞膜的特定功能是由组成膜的哪类生物大分子决定的（ ）A)蛋白质B)脂类C)糖类D)核酸答案:A解析:7.[单选题]在下列细胞结构中不存在Ca2+-ATPase的是（ ）。
A)线粒体膜B)内质网膜C)细胞膜D)核膜答案:D解析:8.[单选题]卵磷脂又叫做( )A)磷脂酰胆碱B)磷脂酰乙醇胺C)磷脂酰丝氨酸D)鞘磷脂答案:A解析:9.[单选题]mRNA的分离操作前提是抑制（ ）A)DNA酶B)RNA酶C)乳酸脱氢酶D)苹果酸脱氢酶答案:B解析:10.[单选题]联会复合物完全形成时，同源染色体配对完成，这时的染色体称（ ）A)四价体B)二价体C)二分体D)一价体答案:B解析:11.[单选题]欲将一个5kb左右大小的外源基因片段导入某种植物细胞中去，首选的方法应为（ ）。
小分子化合物对PKM2作用机制的研究进展於怀龙;余嘉莹;张景红【摘要】M2型丙酮酸激酶（ pyruvate kinase M2，PKM2）在调控肿瘤细胞糖酵解、增殖和信号传递方面发挥了至关重要的作用，随着对其调控机制的研究越来越深入，PKM2 已经成为临床上肿瘤治疗的一个新靶点。
本文通过对小分子化合物对PKM2表达调控、抑制和激动作用及其机制的总结，旨在为抗肿瘤药物的筛选提供了新的方向。
【期刊名称】《药学研究》【年(卷),期】2017(036)006【总页数】6页(P347-352)【关键词】M2型丙酮酸激酶作用机制小分子化合物【作者】於怀龙;余嘉莹;张景红【作者单位】[1]华侨大学生物医学院,福建泉州362021 [2]华侨大学分子药物研究院,福建泉州362021;[1]华侨大学生物医学院,福建泉州362021 [2]华侨大学分子药物研究院,福建泉州362021;;[1]华侨大学生物医学院,福建泉州362021 [2]华侨大学分子药物研究院,福建泉州362021;[1]华侨大学生物医学院,福建泉州362021 [2]华侨大学分子药物研究院,福建泉州362021;;[1]华侨大学生物医学院,福建泉州362021 [2]华侨大学分子药物研究院,福建泉州362021;[1]华侨大学生物医学院,福建泉州362021 [2]华侨大学分子药物研究院,福建泉州362021【正文语种】中文【中图分类】R730.4肿瘤发生的最初原因是线粒体呼吸功能障碍，为了提供维持细胞生存、增殖所需的ATP、氨基酸、核酸等生物大分子，细胞选择激活另一种能量代谢方式－有氧糖酵解(aerobic glycolysis)，这一现象称为Warburg效应[1]。
M2型丙酮酸激酶(pyruvate kinase M2，PKM2)作为糖酵解途径中重要的限速酶，是连接Warburg效应与肿瘤发生、发展、转移等的重要因子，一直以来都是国内外研究的重点。
缺氧诱导因子（HIF—1α）、M2型丙酮酸激酶（PK—M2）在肿瘤细胞中的研究进展作者：张楠偰光华廉卿朴鹤云来源：《中国保健营养·中旬刊》2014年第02期【中途分类号】R473.73 【文章标识码】A 【文章编号】1004-7484（2014）02-0500-02缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）是一个缺氧条件下稳定，在正常氧分压时通过泛素-蛋白体酶系统水解的蛋白质。
国内目前尚缺乏HIF因子与PKM2在肿瘤细胞中的表达以及相互关系的研究报道。
本文拟就HIF因子与PKM2之间存在的联系以及可能存在的几种分子通路的研究进展作一介绍。
1 缺氧引导因子（HIF）的结构、功能及调节缺氧是肿瘤普遍存在的现象，由于肿瘤的快速生长以及血供相对不足导致其微环境处于相对乏氧状态，此时肿瘤细胞可表现出向周围组织浸润生长、转移等生物学特性。
而缺氧诱导因子HIF在这些过程中起着中枢纽带的作用，它通过反式激活作用于缺氧反应元件HRE，激活下游靶基因的表达，改变组织的血管生成和代谢变化来维持氧的稳态，对肿瘤组织还参与其发生、发展和转移。
生化研究表明，HIF-1是一个异源二聚体，由120-KDa HIF-1α亚基和91-94 KDa的HIF-1β/ARNT亚基组成，两亚基均属bHLH -PAS家族的成员。
其中α亚基还包括HIF-2α和HIF-3α两种成员，但在组成异源二聚体时只有一种α亚基与β亚基结合。
α亚基及β亚基具有以下共同特点：1）具有基本的螺旋-环-螺旋（bHLH）结构域，介导二聚体形成；2）具有PAS区域，与bHLH共同构成一个蛋白/蛋白二聚体功能界面；3）C末端有两个反式激活结构即N-TAD和C-TAD，对反式激活起调节作用。
其中在N-TAD中含有一约200个氨基酸结构，是降解作用部位及降解必需结构，称为氧依赖的降解结构域。
氧分压是调节HIF-1α的主要生理性因素，一般认为缺氧依赖的HIF-1α激活是一个多步骤和多因子参与的过程。
