M2PK(pyruvateKinaseM2)丙酮酸激酶M2

[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。

小鼠丙酮酸激酶M2型同工酶（M2-PK）酶联免疫分析试剂盒使用说明书本试剂盒仅供研究使用检测范围：3.12IU/ml-200IU/ml最低检测限：0.78IU/ml特异性：本试剂盒可同时检测天然或重组的小鼠M2-PK，且与其他相关蛋白无交叉反应。

有效期：6个月预期应用：ELISA法定量测定小鼠血清、血浆、细胞培养上清或其它相关生物液体中M2-PK 含量。

说明1．试剂盒保存：-20℃（较长时间不用时）；2-8℃（频繁使用时）。

2．浓洗涤液低温保存会有盐析出，稀释时可在水浴中加温助溶。

3．中、英文说明书可能会有不一致之处，请以英文说明书为准。

4．刚开启的酶联板孔中可能会含有少许水样物质，此为正常现象，不会对实验结果造成任何影响。

实验原理用纯化的抗体包被微孔板，制成固相载体，往包被抗M2-PK抗体的微孔中依次加入标本或标准品、生物素化的抗M2-PK抗体、HRP标记的亲和素，经过彻底洗涤后用底物TMB显色。

TMB在过氧化物酶的催化下转化成蓝色，并在酸的作用下转化成最终的黄色。

颜色的深浅和样品中的M2-PK呈正相关。

用酶标仪在450nm波长下测定吸光度（OD值），计算样品浓度。

试剂盒组成及试剂配制1.酶联板（Assay plate）：一块（96孔）。

2.标准品（Standard）：2瓶（冻干品）。

3.样品稀释液（Sample Diluent）：1×20ml/瓶。

4.生物素标记抗体稀释液（Biotin-antibody Diluent）：1×10ml/瓶。

5.辣根过氧化物酶标记亲和素稀释液（HRP-avidin Diluent）：1×10ml/瓶。

6.生物素标记抗体（Biotin-antibody）：1×120μl/瓶（1：100）7.辣根过氧化物酶标记亲和素（HRP-avidin）：1×120μl/瓶（1：100）8.底物溶液（TMB Substrate）：1×10ml/瓶。

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
产品包装：50 ug/管
纯度：>90% (PAGE鉴定)
保存于-20°C
本产品仅供科研使用。

肿瘤M2型丙酮酸激酶在胃肠道恶性肿瘤中的临床价值【摘要】目的：探讨肿瘤M2型丙酮酸激酶(M2_PK)对胃肠道恶性肿瘤的诊断价值。

方法：采集30例胃癌、33例结直肠癌及10例健康人外周血，用ELISA法检测血清M2_PK含量，用放射免疫法检测癌胚抗原(CEA)含量，并进行比较分析。

结果：胃癌和结直肠癌组M2_PK［(17 59±119)U/mL，(2015±191)U/mL］与对照组［(62±073)U/ml］比有统计学意义(P<005，P<001)。

M2_PK 对胃癌诊断的阳性率(400%)比CEA(367%)高；对结直肠癌诊断的阳性率(485%)比CEA(303%)高；M2_PK+CEA对胃癌和结直肠癌诊断的阳性率分别为600%和667%。

结论：肿瘤标志物M2_PK 对胃肠道恶性肿瘤的诊断有临床意义，且阳性率高于CEA，M2_PK+CEA 检测可提高胃肠道恶性肿瘤诊断的阳性率。

【关键词】肿瘤M2型丙酮酸激酶胃肠道肿瘤［Abstract］Objective：To evaluate the diagnostic value of tumor type M2_pyruvate kinase(M2_PK)in gastrointestinal cancer. Methods：The peripheral blood was collected in 30 cases with gastric cancer, 33 cases with colorectal cancer and 10 healthy persons. The level of serum M2_PK was detected by ELISA and the CEA was detected by radioimmunity co_lorectal cancer. Results：There were significant different in mean M2_PK levels with gastric cancer group［(1759±119)U/mL］, colorectal cancer group［(2015±191)U/mL］and control group［(62±073)U/mL］(P<0 05, P<001). The positive rate of M2_PK was 400% in gastric cancer higher than 367% in CEA, and 485% in colorectal cancer higher than 303% in CEA. The positive rate of M2_PK+CEA in gastric cancer and colorectal cancer was 60 0% and 667%, respectively.Conclusion：M2_PK may be used as a valuable diagnostic marker in gastrointestinal cancer and is more sensitive than CEA. M2_PK+CEA can increase the positive rate of gastric cancer and colorectal cancer.［Key Words］tumor type M2 pyruvate kinase; gastrointestinal neoplasm肿瘤标志物检测是影像、病理诊断之后临床最常用的肿瘤诊断方法之一。

肿瘤M2型丙酮酸激酶的研究进展
贾芳;杨永丰
【期刊名称】《医学研究与教育》
【年(卷),期】2009(26)2
【摘要】癌症是严重危害人民健康和生命的疾病,中国每年癌症发病人数达160万,且有逐年上升的趋势。

癌症正在超过心、脑血管疾病将成为死亡原因的第一位。

有关癌症诊断与治疗的问题,已成为研究的热点,而且对恶性肿瘤的早期发现、早期诊断以及对患者的病情进展监测尚缺乏一个较为理想的肿瘤标志物。

近几年研究发现,肿瘤M2型丙酮酸激酶（tumor M2 pyruvate kinase,TU M2-PK）在癌症诊断、动态监测、抗癌疗效评价及预后判断中可能具有广泛的应用价值。

【总页数】3页(P82-84)
【作者】贾芳;杨永丰
【作者单位】保定市三医院,河北,保定,071000;河北大学附属医院,河北,保
定,071000
【正文语种】中文
【中图分类】R979.1
【相关文献】
1.肿瘤M2型丙酮酸激酶的研究进展 [J], 周莹艳
2.肿瘤M2型丙酮酸激酶在肺癌中的研究进展 [J], 周莹艳
3.M2型丙酮酸激酶调控肿瘤细胞能量代谢的研究进展 [J], 李志艳;张小燕;唐海林;
吴清
4.M2型丙酮酸激酶调控肿瘤生长的研究进展 [J], 周静;郑栋栋;卢玲;
5.肿瘤M2型丙酮酸激酶在妇科肿瘤中的研究进展 [J], 潘启红;李胜泽
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M2型丙酮酸激酶在宫颈鳞状细胞癌和宫颈腺癌中临床意义的生物信息学分析苏川;齐元麟【期刊名称】《福建医药杂志》【年(卷),期】2024(46)2【摘要】目的基于生物信息学方法分析M2型丙酮酸激酶(pyruvate kinaseM2,PKM2)在宫颈鳞状细胞癌和宫颈腺癌(cervical squamous cell carcinoma and endocervical adenocarcinoma,CESC)中的临床意义。

方法通过R软件分析PKM2基因在CESC和正常宫颈组织中的表达差异;GEPIA平台分析PKM2基因对CESC病人总生存期(overall survival,OS)的影响;TIMER平台验证PKM2基因表达对CESC病人OS的影响;HPA平台分析PKM2蛋白表达对CESC病人OS的影响;TIMER平台分析免疫细胞浸润水平与PKM2基因表达及病人OS的相关性。

结果CESC病人中PKM2基因和蛋白质高表达病人的OS均劣于低表达者,CESC中PKM2基因表达还与免疫细胞浸润水平有关,而免疫细胞浸润水平又与病人的OS 有关。

结论PKM2是CESC预后的不利因素,在CESC的诊断和治疗中可作为潜在的指标和靶点。

【总页数】5页(P1-5)【作者】苏川;齐元麟【作者单位】闽江师范高等专科学校;福建医科大学【正文语种】中文【中图分类】R319;R737【相关文献】1.M2型丙酮酸激酶与宫颈癌关系的研究进展2.人肺鳞状细胞癌中肿瘤M2型丙酮酸激酶表达及临床意义的研究3.肿瘤M2型丙酮酸激酶和肝肠钙黏连蛋白在胃腺癌中的表达及临床意义4.微RNA-125b靶向调控M2型丙酮酸激酶影响宫颈癌SiHa细胞机制验证5.宫颈癌患者高危型HPV感染状况与血清M2型丙酮酸激酶、巨噬细胞集落刺激因子表达的相关性因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

肿瘤型M2丙酮酸激酶检测在结直肠癌中的临床价值近年来，结直肠癌的发病率及死亡率呈明显上升趋势，早期诊断CRC对于治疗有重大意义。

肿瘤型丙酮酸激酶（TU M2-PK）可能因肿瘤坏死或细胞转化而被释放入体液，通常以无活性的二聚体形式占据主要地位，故在体液中可被检测。

应用酶联免疫吸附试剂（ELISA）检测结直肠癌患者68例，正常对照者82例，进行相关分析，评价血清TU M2-PK水平与结直肠癌分期，淋巴结转移、性别、年龄的相关性和对结直肠癌诊断的灵敏度、特异度、阳性预测值。

同时用化学发光法（LC）检测血清中CEA表达水平，两者进行比较分析。

通过ROC曲线分析其作為结直肠癌诊断指标的临床价值。

本文实验提示血清TU M2-PK检测对早期诊断结直肠癌、判断临床分期、浸润转移，评价预后有重要意义。

其灵敏度及阳性预测值明显高于CEA，对结直肠癌有一定的重要意义，两者联合检测可显著提高CRC的诊断率，可以作为一项新型的结直肠癌肿瘤标志物应用。

标签：TU M2-PK；结直肠癌；ELISA；CEA结直肠癌是我国常见的恶性肿瘤。

目前发病率位于我国恶性肿瘤的第四位，全球发病率仅次于肺癌、乳腺癌，居恶性肿瘤发病率的第三位[1]。

其发病率和死亡率都呈逐年上升趋势。

丙酮酸激酶（pyruvate kinase，PK）是糖酵解途径的一个关键酶，多以二聚体和或四聚体形式存在于不同的组织中，根据肿瘤代谢活动的需要，两者可进行相互之间的转化[2]。

肿瘤型M2-PK可能因肿瘤坏死或细胞转化而被释放入体液，通常以无活性的二聚体形式占据主要地位，故在体液中可被检测[3]。

肿瘤型M2-丙酮酸激酶（TU M2-PK）可用于肾癌、胃肠道肿瘤、乳腺癌等的筛查、诊断及跟踪治疗，其价值得到临床的充分肯定[4-5]。

近几年的大量科学家研究发现，肿瘤M2型丙酮酸激酶（tumor M2 pyruvate kinase，TU M2-PK）在消化道肿瘤患者的外周血中呈明显高表达，并且与肿瘤的发生、发展密切相关[6]。