瓦尔堡效应：为什么癌细胞会发酵葡萄糖

与线粒体断裂无关

瓦尔堡最初提出癌细胞的呼吸功能受损。事实上，大多数肿瘤细胞都具有功能性线粒体并使用它们。向糖酵解的转变是由生长信号驱动的调节选择，而不是缺陷。

包括 PI3K/AKT、MYC 和 HIF-1 在内的致癌途径直接增加葡萄糖转运蛋白和糖酵解酶，将代谢表型与促进增殖的相同驱动因素联系起来。

为什么它对生长中的细胞有意义

分裂细胞需要的碳和氮构件多于其需要的最大能量。快速通过糖酵解运行葡萄糖，并将中间体转移到戊糖磷酸途径以及丝氨酸、脂质和核苷酸合成中，提供生物合成并维持其所需的氧化还原辅因子。

乳酸分泌会再生保持糖酵解快速运行所需的 NAD+，并且输出的乳酸和质子还会酸化微环境，从而损害免疫细胞。

临床足迹

许多肿瘤的高葡萄糖摄取是 FDG-PET 成像的基础，该成像使用放射性标记的葡萄糖类似物来定位代谢活跃的疾病。具有弱 Warburg 表型的肿瘤，例如一些低级别或粘液性癌症，对 FDG 的亲和力较低。

直接靶向糖酵解的药物很难开发，因为正常增殖细胞共享该途径，因此大多数代谢策略更多地针对肿瘤选择性依赖性。

新陈代谢可以做什么和不能做什么

Warburg 表型的可靠临床用途是成像。 FDG-PET 对许多癌症进行分期，评估治疗反应并检测复发，其局限性直接源于生物学——大脑、肾脏和发炎组织由于其他原因而需要 FDG，而弱糖酵解肿瘤可能会错误地让人放心。

作为药物靶点，该途径一直令人沮丧。乳酸转运蛋白和乳酸脱氢酶抑制剂以及其他糖酵解导向药物仍在研究中，大多数代谢药物开发已转向更具选择性的依赖性，例如突变 IDH、特定情况下的谷氨酰胺酶或 MTAP 缺失相关的 PRMT5。

要点

• ·瓦尔堡效应是指尽管有氧气存在，但仍会产生高葡萄糖摄取和乳酸生成。
• ·它反映了生物合成和氧化还原平衡的调节支持，而不是受损的线粒体。
• ·它是 FDG-PET 成像的基础，有助于形成酸性、免疫抑制的微环境。