Метаболизм опухоли и эффект Варбурга: роль HIF-1 и PI3K

Показано, что метаболизм раковых клеток отличается от метаболизма нормальных неопухолевых клеток. Эффект Варбурга описывает явление, при котором раковые клетки преимущественно расщепляют глюкозу путём гликолиза с образованием лактата в качестве конечного продукта, несмотря на наличие кислорода. Это явление впервые описал Отто Варбург в 1920-х годах; впоследствии оно вновь стало предметом дискуссий как противоречивая теория, имеющая как подтверждающие, так и опровергающие аргументы. Биохимические аспекты эффекта Варбурга позволяют убедительно объяснить пролиферацию раковых клеток, обеспечивая биологические условия, необходимые для роста клетки. Исследования показали, что такие сигнальные пути, как фосфоинозитид-3-киназа/протеинкиназа B/механистическая мишень рапамицина у млекопитающих (PI3K/Akt/mTOR), а также индуцируемый гипоксией фактор-1 (HIF-1), являются центральными регуляторами гликолиза, опухолевого метаболизма и пролиферации раковых клеток. Показано, что сигнальные пути PI3K участвуют во многих клеточных процессах, включая метаболизм, воспаление, выживание и миграцию клеток, а также прогрессирование рака. В настоящем обзоре описаны клеточные аспекты пути PI3K и влияние HIF на метаболизм раковых клеток. Активация HIF-1 связана с ангиогенезом, эритропоэзом и регуляцией ключевых ферментов, участвующих в аэробном гликолизе, тем самым влияя на основные процессы, необходимые для реализации эффекта Варбурга. В обзоре обсуждаются молекулярные аспекты эффекта Варбурга с особым вниманием к роли HIF-1 и пути PI3K.