線粒體丙酮酸載體與腫瘤的研究進展

李小麗，李亞青，鐘亞莉，樊慧杰(綜述)，張明智，索振河(審校)

(鄭州大學第一附屬醫院腫瘤科，鄭州 450052)

丙酮酸是糖類、脂肪和氨基酸代謝聯系的樞紐,細胞整體代謝狀態決定丙酮酸的代謝。有氧條件下，載體將丙酮酸從細胞基質轉運到線粒體基質，繼而被丙酮酸脫氫酶復合體轉化成乙酰輔酶A和二氧化碳；在無氧環境中，胞質中丙酮酸經無氧糖酵解形成乳酸并從細胞中轉出。線粒體丙酮酸載體(mitochondirial pyruvate carrier，MPC)是丙酮酸穿越線粒體膜過程中發揮重要作用的蛋白。此外，更重要的是腫瘤細胞即使在有氧的狀況下，也偏好糖酵解獲取能量。盡管科學屆已經在多個世紀前就注意到這種現象，但其分子機制直至目前尚未明確。MPC近年來的研究為進一步研究腫瘤、腫瘤干細胞以及腫瘤細胞干性調節帶來了新的契機。

1 MPC研究歷程

最初認為，丙酮酸可以以非解離形式自由通過細胞內膜。隨后對其生化特性評估發現，細胞內大多數丙酮酸以離子形式存在，因此推測存在轉運體易化丙酮酸進出細胞膜[1-2]。后來利用無蛋白的脂質體模型研究發現，丙酮酸有直接跨膜能力[3]。但是該實驗中丙酮酸濃度為100 mmol，這比細胞積聚濃度高出1000倍[4]，而且人造膜并不具有線粒體內膜的滲透性和其他特性。

1971年，Papa等[5]從大鼠肝臟中提純線粒體，用抑制劑進行預處理后與放射物標記丙酮酸混合，在HClO4硅油微梯度介質中離心，觀察丙酮酸的轉運。該研究證實丙酮酸通過特定的轉運蛋白跨越線粒體膜，首次提出MPC的概念，早期被命名為BRP44L和BRP44。……