双重机制激活AKT增强黑色素瘤细胞对葡萄糖剥夺的敏感性：能量应激下SYK-PDK1协同调控网络的新发现

本研究针对肿瘤微环境葡萄糖匮乏条件下AKT激酶的功能悖论，通过多维度实验揭示了能量应激激活AKT的双重分子机制。研究人员发现葡萄糖剥夺通过升高ADP/NADP+水平诱导SYK构象变化，进而激活PI3K-AKT通路；同时ROS介导的PDK1二聚化进一步强化AKT磷酸化。该研究不仅阐明了AKT在代谢应激中的促死亡作用，更为靶向肿瘤代谢脆弱性提供了新策略。

　　

在肿瘤微环境研究中，葡萄糖代谢异常始终是核心科学问题。早在1920年代，Warburg就发现肿瘤细胞独特的糖酵解特征，但随后的研究发现：当葡萄糖供应不足时，恶性肿瘤却能发展出抵抗机制。这种代谢适应性使得靶向肿瘤能量代谢的治疗策略面临重大挑战。蛋白激酶B（AKT/PKB）作为调控细胞存活的枢纽分子，在营养充足时促进能量产生，但其在代谢应激中的角色却充满争议——既往研究既发现其促生存作用，也观察到促死亡现象，这种功能二重性背后的机制始终未明。

为破解这一科学难题，国内研究机构的研究人员通过系统研究，在《Cell Death and Disease》发表了突破性发现。研究团队综合运用蛋白质构象生物传感器、微尺度热泳动技术（MST）、氧化还原态分析等前沿方法，结合基因编辑和药理学干预手段，首次揭示了葡萄糖剥夺条件下AKT激活的双重分子开关：一方面，能量代谢物ADP/NADP⁺直接结合脾酪氨酸激酶（SYK）的SH2结构域，解除自抑制构象，触发PI3K依赖性AKT激活；另一方面，升高的活性氧（ROS）促使3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1（PDK1）通过Cys21/Cys23发生氧化二聚化，增强其对AKT Thr³⁰⁸的磷酸化能力。这种正反馈循环最终导致黑色素瘤细胞ROS暴发和死亡命运。

研究结果部分的重要发现包括：

1. 葡萄糖 deprivation 诱导 AKT 激活：在多种肿瘤细胞系（黑色素瘤、肝癌、结肠癌等）中，葡萄糖剥夺均能显著增加AKT Thr³⁰⁸和Ser⁴⁷³位点磷酸化，2DG（2-脱氧-D-葡萄糖）和葡萄糖转运体抑制剂BAY-876可模拟此效应。

2. SYK-PI3K 通路的关键作用：通过抑制剂筛选和基因敲除实验证实，SYK是连接葡萄糖剥夺与PI3K激活的核心介质。独特的"binder/tag"技术首次捕捉到SYK在能量应激下的构象变化。

3. 代谢物直接激活机制：MST分析显示ADP（K_d=42.4μM）和NADP⁺（K_d=69.1μM）直接结合SYK的N端结构域，分子对接揭示关键结合位点（Arg22/42/45等），突变这些位点（SYK5A）可阻断AKT激活。

4. ROS-PDK1 正反馈环：非还原凝胶电泳和共免疫沉淀证实，葡萄糖剥夺诱导PDK1通过Cys21/Cys23形成二硫键二聚体，显著增强其与AKT3的相互作用和激酶活性。

5. AKT3 的促死亡功能：在黑色素瘤细胞中，AKT3（而非AKT1/2）特异性敲除可抵抗葡萄糖剥夺引起的ROS升高和细胞死亡，揭示AKT亚型的功能特异性。

这项研究的重要意义在于：首先，颠覆了传统认知中AKT作为纯粹促生存因子的观点，阐明其在能量应激条件下的"双刃剑"特性；其次，发现SYK作为能量代谢物的新型感受器，拓展了免疫相关激酶在代谢调控中的功能谱；最后，提出的双重激活机制为开发针对肿瘤微环境代谢压力的联合治疗策略（如SYK抑制剂与糖酵解阻断剂联用）提供了理论依据。该研究不仅解决了领域内长期存在的争议问题，更为靶向肿瘤代谢脆弱性开辟了新思路。