葡萄糖转运蛋白1在恶性肿瘤中的临床研究进展
腺癌,敏感性,1GLUT1分布,结构及功能,2GLUT1在恶性肿瘤诊断中的作用,3GLUT1在恶性肿瘤治疗中的作用,4GLUT1在恶性肿瘤预后中的作用
赵玲琼,罗治彬综述,张献全△审校(.重庆医科大学附属第二医院肿瘤科,重庆40006;.重庆市人民医院肿瘤科40000)恶性肿瘤细胞的主要特征是快速克隆性增殖。随着肿瘤细胞数量的增加,其能量消耗也越来越大。肿瘤细胞为了满足自身新陈代谢的需要,会增加葡萄糖的摄取,而葡萄糖转运的主要载体——葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)在这一过程中发挥了重要作用。本文综述近年来GLUT1在恶性肿瘤中的临床研究进展。
1 GLUT1分布、结构及功能
GLUT是分布在细胞膜上的跨膜糖蛋白,其主要作用是介导葡萄糖跨膜转运,是癌细胞摄取葡萄糖的关键蛋白。目前已发现的GLUT/SLC2A家族总共有14种,包括 GLUT1~12、HMIT 和 GLUT14等,GLUT1是分布最广泛的转运蛋白家族成员。在已知的人类遗传性疾病中,GLUT1的基因突变可能影响正常的葡萄糖摄取,从而导致一系列疾病,如脑萎缩、智力低下、发育迟缓、癫痫等。另一方面,当细胞恶变时,葡萄糖会成为最重要的能量来源,GLUT1可在多种肿瘤中呈高表达,这使得临床可将GLUT1表达作为癌症检测指标。
葡萄糖的跨膜转运研究历史已逾100年。1952年,学者首次提出了GLUT的概念;1977年,首次从红细胞中分离出了GLUT1;1985年,GLUT1基因序列被确定;2014年,首次解析了GLUT1的三维晶状体结构[1]。GLUT1具有向内开放构象,由12个跨膜螺旋的氨基端和羧基端组成2个结构域,这种构象可以使研究人员精确地绘制出GLUT1致病突变的结构。
即使在无氧环境中,恶性肿瘤细胞也可以通过无氧酵解来确保其肿瘤细胞保持高增殖率。研究表明,肿瘤细胞中GLUT1高表达可以促进肿瘤细胞对葡萄糖的转运吸收,为无氧糖酵解过程提供丰富的原料,从而促进肿瘤细胞的侵袭、生长和转移[2]。肿瘤细胞对葡萄糖的缺乏较敏感,当葡萄糖吸收减少时会抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡,为了确保葡萄糖的摄取量,肿瘤细胞膜中GLUT1的表达被上调,从而促进葡萄糖被转运到细胞[3]。GLUT1在肿瘤组织中葡萄糖的利用方面起重要作用。GLUT1不仅能反映肿瘤的增殖、恶性程度、缺氧、侵袭和转移等病理特征,还能够对预肿瘤分期、分级、疗效和预后等给予客观评价。
2 GLUT1在恶性肿瘤诊断中的作用
大量临床研究表明,恶性肿瘤组织中GLUT1呈高表达,因此可以推测GLUT1作为分子标记,可能在恶性肿瘤诊断中有潜在应用价值,但目前关于其诊断价值的研究较少。CARVALHO等[4]对多种肿瘤组织进行免疫组织化学分析发现 ......
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