為了與周圍微環(huán)境進(jìn)行聯(lián)系，腫瘤細(xì)胞會主動釋放大量的胞外囊泡（EVs），包括外泌體、微泡（MV）或微粒、以及凋亡小體。這些由腫瘤釋放的 EV，在腫瘤患者的體液中是非常豐富的，它們在促進(jìn)腫瘤生長和進(jìn)展中起到了關(guān)鍵作用。例如，NCI-H460 腫瘤細(xì)胞系釋放含有 EMMPRIN（一種在腫瘤細(xì)胞內(nèi)高表達(dá)的跨膜糖蛋白）的 MV，MV 包裹的 EMMPRIN 通過促進(jìn)成纖維細(xì)胞中的基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。腫瘤細(xì)胞外泌體還可以遞送有活性的 Wnt 蛋白以調(diào)節(jié)靶細(xì)胞 b -catenin 相關(guān)的基因表達(dá)。腫瘤細(xì)胞釋放含有 P - 選擇素糖蛋白配體 1（P-selectin glycoprotein ligand 1 ）的微粒會加速體內(nèi)血栓的形成，這樣通過靶向 P - 選擇蛋白糖蛋白配體 1，研究人員就能夠預(yù)防血栓的形成。雖然這些研究有阻止腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移潛力，但是腫瘤細(xì)胞有活性的外泌體是如何被分泌的機(jī)制仍然不清楚。之前的研究表明在腫瘤發(fā)生期間外泌體的活性會增加，但是在此過程中腫瘤細(xì)胞進(jìn)行胞吐過程的分子機(jī)制需要進(jìn)一步闡明。

1 月 9 日，Nature Communications 雜志發(fā)表了來自南京大學(xué)張辰宇、曾科課題組、南京中大學(xué)胡剛課題組以及美國佐治亞州立大學(xué) Yuan Liu 課題組的研究成果，他們發(fā)現(xiàn)，丙酮酸激酶 M2 型（PKM2）——腫瘤細(xì)胞進(jìn)行無氧糖酵解（被稱為 Warburg 效應(yīng)）的關(guān)鍵酶，在促進(jìn)外泌體從腫瘤細(xì)胞的釋放的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究人員發(fā)現(xiàn)，磷酸化突觸體相關(guān)蛋白 23（SNAP-23）在腫瘤細(xì)胞中是 PKM2 的磷酸化底物，調(diào)控分泌顆�；虬�含外泌體的多泡體的停留和釋放。在外泌體分泌期間，磷酸化的 PKM2 會形成具有低丙酮酸激酶活性和高蛋白激酶活性的二聚體結(jié)構(gòu)，然后與細(xì)胞膜附近的 SNAP-23 結(jié)合，導(dǎo)致 SNAP-23 的 95 位絲氨酸（Ser95）的磷酸化和腫瘤細(xì)胞外泌體釋放的上調(diào)。SNAP-23 的磷酸化突變體（Ser95 突變?yōu)?Ala95）的表達(dá)會顯著減少 PKM2 介導(dǎo)的外泌體釋放，而 SNAP-23 磷酸化模擬體（Ser95 突變?yōu)?Glu95）的表達(dá)會 rescue 由 PKM2 敲低造成的低水平外泌體的釋放量。由此研究人員得出結(jié)論，PKM2 的磷酸化和二聚體化，不僅可以轉(zhuǎn)換腫瘤細(xì)胞代謝從氧化磷酸化到無氧糖酵解，還可以通過直接磷酸化 SNAP 23 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞外泌體的分泌。

圖 1：PKM2 通過 SNAP23 促進(jìn)外泌體的釋放

圖 2：PKM2 直接磷酸化 SNAP23 的 95 位絲氨酸位點

圖 3：SNAP23 的 Ser95 磷酸化促進(jìn)外泌體的釋放

參考文獻(xiàn)：Wei Y, Wang D, Jin F, Bian Z, Li L, Liang H, Li M, Shi L, Pan C, Zhu D, Chen X, Hu G, Liu Y, Zhang CY, Zen K. Pyruvate kinase type M2 promotes tumour cell exosome release via phosphorylating synaptosome-associated protein 23. Nat Commun. 2017 Jan 9;8:14041.