代谢重编程指细胞为对抗不同环境而改变能量需求，而这种能量需求的改变需要改变代谢机制以达到增加或减弱合成反应来抵御外界环境胁迫、赋予细胞新功能的目的。
肿瘤发生过程中的 “瓦伯格效应 (Warburg effect) ” 是目前研究最为广泛的细胞代谢重编程模式之一，癌细胞通过自主改变各种代谢途径流量，以满足增加的生物能量和生物合成需求，并减轻癌细胞增殖和存活所需的氧化应激。在其它疾病或衰老、分化、炎症、免疫、应激等生理过程中，代谢重编程现象也普遍存在，包括糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢等，与疾病的发生与进展息息相关，且其相关信号通路上的关键蛋白也可成为药物的作用靶点。
近年来，以代谢重编程为研究对象的高分文章不断涌现，而且近几年国家自然科学基金的资助项目中，代谢重编程相关项目的比例呈指数增长。说明代谢重编程已成为当前生命科学/基础医学研究的一大热点。
代谢重编程最新研究进展
Cardio-onco-metabolism: metabolic remodelling in cardiovascular disease and cancer
Nature Revieus Cardiology(IF:49.421)
从代谢的角度，深度描绘了心血管疾病与癌症发生发展间-千丝万缕的生物学机制。代谢是心血管疾病和癌症共同的中心机制，代谢重新编程在心血管疾病和癌症中相互影响的认识日益增长，为肿瘤心脏病学 (cardio-oncology) 这一新兴领域的内在机理研究，提供了理论依据和方向。而新陈代谢中的开关不仅对能量消耗有影响，而且特定的底物也可以作为信号因子发挥作用。蛋白质的翻译后修饰与能量底物代谢有关，在信号传递、基因表达、蛋白质稳定性和相互作用以及酶动力学的调节中起着关键作用。从而形成 “代谢重塑-蛋白质翻译后修饰-心脏肿瘤” 通路，影响机体健康。
https://doi.org/10.1038/s41569-022-00698-6
Immunoediting instructs tumor metabolic reprogramming to support immune evasion
Cell Metabolism（IF：31.373）
研究报告了肿瘤发生中T细胞介导的免疫监视可以引起肿瘤细胞中的c-Myc上调和代谢重编程，这种肿瘤-免疫相互作用由非常规IFNγ-STAT3信号调控进而支持肿瘤免疫逃逸。这项工作揭示了肿瘤和肿瘤浸润性T细胞之间发生的代谢串扰是免疫编辑的结果，肿瘤细胞可以调整其代谢偏好以响应宿主抗肿瘤免疫施加的生存压力。
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.12.003
Metabolic programs tailor T cell immunity in viral infection, cancer, and aging
Cell metabolism（IF:31.373）
T细胞对感染和癌症的有效反应依赖于免疫细胞之间协调的代谢重编程和表观遗传重塑。特别是，T细胞效应器和记忆分化、衰竭和衰老/衰老受到代谢表观遗传学轴的密切调节。在这篇综述中，总结了代谢回路与表观遗传变化如何决定T细胞命运并塑造其功能状态的最新进展。讨论了代谢表观遗传轴如何协调T细胞耗竭，并探讨了饮食、肠道微生物群和生物钟等生理因素如何整合在T细胞表观遗传修饰和功能形成中。此外，作者总结了衰老/老化T细胞的关键特征，并讨论了如何通过代谢调节改善疫苗接种和COVID诱导的T细胞功能障碍。深入了解各种生理或病理背景下细胞代谢和表观遗传修饰之间未探索的联系，有可能揭示微调T细胞免疫的新治疗策略。
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.02.003
Metabolic reprogramming and epigenetic modifications on the path to cancer
Protein & cell（IF：15.328）
代谢重组和表观遗传重塑是众所周知的癌症特征之一，它们紧密相连并相互调节。最近的证据表明，由于酶或代谢产物的易位或空间区域化，许多代谢产物充当染色质修饰酶的底物或辅因子。据报道，在某些情况下，各种代谢改变和表观遗传修饰也会导致免疫逃逸或阻碍免疫监视，在肿瘤进展中发挥重要作用。在这篇综述中，作者重点关注肿瘤细胞和免疫细胞的代谢重编程如何重塑表观遗传改变，特别是组蛋白和DNA的乙酰化和甲基化。作者还讨论了其他著名的代谢修饰，如琥珀酰化、羟基丁酸化和乳酰化，并更新了基于代谢和表观遗传修饰的癌症治疗前景的最新进展。
https://doi.org/10.1007/s13238-021-00846-7
Decoding the multicellular ecosystem of lung adenocarcinoma manifested as pulmonary subsolid nodules by single-cell RNA sequencing
Science advances（IF：14.957）
作者对16个表现为SSN的LUAD样本进行了单细胞RNA测序分析，并将公共数据库中的6个相邻正常肺组织（nLung）和9个原发性LUAD伴淋巴结转移（mLUAD）纳入了比较，进而全面刻画了SSN的恶性细胞、免疫细胞和基质细胞的转录组特征，并解码了细胞占比的动态变化、细胞亚型的异质性和细胞间相互作用，为SSN和LUAD发展的生物学基础提供了新的认识。
https://doi.org/10.1126/sciadv.abd9738
Fueling T-cell Antitumor Immunity: Amino Acid Metabolism Revisited
Cancer immunology research（IF：12.02）
T细胞是消除恶性肿瘤的关键角色。肿瘤抗原特异性T细胞的过继转移和免疫检查点阻断在临床上产生了持久的抗肿瘤反应，但并非所有患者最初都有反应，有些患者最终有反应。因此，需要新的方法来提高免疫治疗的效用。T细胞活化和分化状态在转录、表观遗传和代谢水平上受到严格控制。氨基酸参与T细胞抗肿瘤免疫的多个步骤，包括T细胞活化、增殖、效应器功能、记忆形成以及功能衰竭。在这篇综述中，作者简要讨论了氨基酸代谢如何与T细胞命运决定相关，并总结了肿瘤微环境中某些氨基酸代谢产物的氨基酸缺失或积累如何降低T细胞功能。此外，作者讨论了通过内在或外在调节T细胞中的氨基酸代谢来实现治疗效果的免疫治疗的潜在策略。
https://doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-21-0459
The glucose transporter GLUT3 controls T helper 17 cell responses through glycolytic-epigenetic reprogramming
Cell Metab（IF 31.373）
代谢重编程是活化T细胞的标志。从氧化磷酸化到有氧糖酵解的转变为大分子的生物合成提供了能量和中间代谢产物，以支持克隆扩张和效应器功能。在这里，我们表明糖酵解重编程通过表观遗传重塑额外控制炎症基因表达。我们发现，葡萄糖转运蛋白GLUT3对自身免疫性结肠炎和脑脊髓炎模型中Th17细胞的效应器功能至关重要。在分子水平上，我们发现GLUT3依赖性葡萄糖摄取控制着调节Th17细胞致病性的代谢转录回路。代谢组学、表观遗传学和转录组学分析将GLUT3与线粒体葡萄糖氧化和ACLY依赖性乙酰辅酶a生成联系起来，作为炎症基因表达表观遗传学调控的限速步骤。从翻译的角度来看，我们的发现也很重要，因为抑制GLUT3依赖性乙酰辅酶a的生成是缓解Th17细胞介导的炎症疾病的一个有前途的代谢检查点。
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.02.015
Transcription factors TEAD2 and E2A globally repress acetyl-CoA synthesis to promote tumorigenesis
Mol Cell（IF 19.328）
乙酰辅酶A（乙酰辅酶A）通过其乙酰基转移到蛋白质和代谢产物，在代谢、基因表达、信号传导和其他细胞过程中发挥重要作用。然而，乙酰辅酶A在诸如癌症等疾病状态下的合成和使用特征尚不明确。在这里，我们研究了小鼠模型和肝细胞癌（HCC）患者样本中的全局乙酰辅酶a合成和蛋白质乙酰化。出乎意料的是，我们发现，由于所有六种乙酰辅酶A生物合成途径的转录下调，HCC中乙酰辅酶A水平降低。这导致了非组蛋白的低乙酰化，包括代谢途径中的许多酶。重要的是，乙酰辅酶A合成的抑制促进了致癌去分化和增殖。从机理上讲，乙酰辅酶A的合成受到转录因子TEAD2和E2A的抑制，而这些转录因子以前不知道如何控制乙酰辅酶A合成。TEAD2和E2A的敲除可恢复乙酰辅酶A水平并抑制肿瘤生长。我们的发现与乙酰辅酶A代谢、去分化和癌症的转录重编程有关。
https://doi.org/10.1016/j.molcel.2022.10.027
Gut microbiota production of trimethyl-5-aminovaleric acid reduces fatty acid oxidation and accelerates cardiac hypertrophy
Nat Commun（IF 14.919）
N,N,N-trimethyl-5-aminovaleric acid (TMAVA)，通过肠道微生物群衍生自三甲基赖氨酸，在前瞻性心力衰竭队列（n = 1647）中随着心脏死亡率和移植风险的逐渐增加而升高。TMAVA 治疗加重了高脂饮食喂养小鼠的心脏肥大和功能障碍。脂肪酸氧化 (FAO) 降低是患病心脏代谢重编程的标志，并导致心肌能量受损和收缩功能障碍。蛋白质组学发现 TMAVA 扰乱心脏能量代谢，导致抑制 FAO 和心肌脂质积累。TMAVA 与 γ-BB 竞争结合 BBOX，并抑制肝脏中 γ-BB 的内源性肉碱合成以及肾脏和心脏中 OCTN2 的摄取。肉碱水平降低会抑制游离脂肪酸（FFA）氧化，导致心肌脂质积累。随后，脂毒性导致过度的氧化应激和线粒体功能障碍。在 FFA 氧化被抑制的情况下，葡萄糖代谢可能会出现补偿性增加。而外源性肉碱补充剂能够逆转TMAVA 诱导的心脏肥大。这些研究结果表明，肠道微生物群衍生的 TMAVA 是通过抑制肉碱合成和随后的 FAO 导致心脏肥大发展的关键决定因素。
https://doi.org/10.1038/s41467-022-29060-7
Progress in research on the role of amino acid metabolic reprogramming in tumour therapy: A review
BIOMEDICINE & PHARMACOTHERAPY（IF：7.419）
恶性肿瘤是影响人类生活健康和生活质量的非传染性疾病。抗肿瘤相关研究也是肿瘤学研究的重点和难点。随着代谢组学、肿瘤生物学和肿瘤重编程理论的兴起，氨基酸代谢重编程已成为抗肿瘤研究的新靶点。氨基酸为肿瘤细胞增殖、侵袭和免疫逃逸过程提供生物分子，如核苷酸。它们也是肿瘤微环境中免疫细胞激活和抗肿瘤作用的必要代谢物。氨基酸代谢异常变化与肿瘤的发展和免疫密切相关。其代谢途径中的一些必需蛋白或关键酶可作为肿瘤诊断和预后评估的标志物。因此，本文综述了氨基酸代谢对肿瘤细胞增殖的影响以及肿瘤代谢周期中氨基酸代谢的异常改变，并对靶向氨基酸代谢的肿瘤治疗药物进行了分析和展望。本文为深入研究氨基酸代谢对肿瘤发展的调控及其可能的治疗靶点提供了理论参考。
https://doi.org/10.1016/j.biopha.2022.113923
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