Role of AMPK in the regulation of breast cancer metabolism and beige adipocytes differentiation

Absztrakt

Az élő szervezet a túlélés érdekében kénytelen alkalmazkodni az olyan különféle környezeti faktorokhoz, mint például a tápanyagok elérhetősége (pl.: tápanyag bőség, tápanyag hiány), vagy a külső hőmérsékleti változások. Ennek érdekében a sejtek olyan energia- és tápanyag érzékelő rendszerrel rendelkeznek, mely az anyagcsere finomhangolásában és a szervezet energia egyensúlyának fenntartásában segíti őket. Ezen érzékelő rendszer nem megfelelő működése olyan patológiás anyagcsere-adaptációhoz vezet, mely hozzájárulhat a karcinogenezishez és a rák előrehaladásához. Munkánk során mind a fiziológiai, mind a patológiai anyagcsere-adaptáció szabályozását egyaránt vizsgáltuk. Az AMPK egy jól ismert Ser / Thr kináz, amely kiemelkedő szerepet játszik az emlőssejtek energia egyensúlyának fenntartásában. Működését az ATP/AMP arány szabályozza. Az AMPK aktivációja több szerv és szövetfüggő hatást vált ki, közös bennük, hogy beindítják a cukor és a zsírsav oxidációt, hogy helyreállítsák a sejtek, szövetek ATP szintjét. Ezen védelmi mechanizmusok mellett az AMPK különböző szerepet tölt be nem csak a perifériás szövetek (pl. zsírszövet, máj, hasnyálmirigy-β-sejtek, vázizmok) metabolizmusának szabályozásában, de mindemellett a központi idegrendszer (hipotalamusz) energiaérzékelésének, és ebből következően az egész test energia háztartásának finomhangolásában is. Az AMPK a leggyakoribb krónikus betegségekben, például a rákban, a cukorbetegségben, a gyulladásban és az elhízásban is alulszabályozott. Ebből kifolyólag az AMPK a fent említett betegségek egyik lehetséges terápiás célpontjává vált.


Living organisms must accommodate to changes in the environment, the availability or scarcity of nutrients and to changes of the external temperature. Therefore, cells possess an energy and nutrient sensor system that fine-tunes metabolism to meet the needs of the organism. The pathological function of this sensory system leads to a pathological metabolic adaptation that may in fact contribute to carcinogenesis and cancer progression. We assessed the regulation of both physiological and pathological metabolic adaptation. 5’-adenosine monophosphate (AMP)-activated protein kinase called AMPK is a well-studied heterotrimeric enzyme complex, a Ser/Thr kinase with prominent role in the maintenance of cellular energy equilibrium in mammalian cells. AMPK is sensitive for alterations in the energy charge reflected by changes in the ATP/AMP ratio. When AMPK is activated by the decreased ATP/AMP ratio, it switches on catabolic mechanisms while simultaneously switching off anabolic processes to rebalance the energy state. Besides these protective effects AMPK has diverse role in detecting and regulating not only the metabolism of peripheral tissues (e.g. adipose tissue, liver, pancreatic β cells, skeletal muscle) but also energy sensing in the central nervous system, more closely, the hypothalamus and hence fine-tunes the whole body energy homeostasis. Moreover, AMPK is downregulated in most common chronic diseases like cancer, diabetes, inflammation, and obesity. Due to these facts, AMPK became a possible therapeutic target in the above mentioned diseases.

Leírás
Kulcsszavak
emlőrák, AMPK, mitokondrium, mitokondriális biogenezis, Warburg hatás, adipocita, beige, browning, termogenezis, breast cancer, mitochondria, mitochondrial biogenesis, Warburg effect, adipocyte, beige, browning, thermogenesis, SIRT1, PGC1α, FOXO1, UCP1
Forrás