PCK2,全称为磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶2(Phosphoenolpyruvate carboxykinase 2),是葡萄糖新生途径中的关键酶之一,负责将草酰乙酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸,这是一个能量密集型的反应,消耗ATP并生成GTP。PCK2主要存在于线粒体中,与PCK1(存在于细胞质中)一起,维持了细胞内的能量代谢平衡,尤其是在能量需求增加的情况下,如饥饿或某些病理状态。
PCK2的异常表达与多种疾病相关。在癌症中,PCK2的表达往往与肿瘤的发生和发展有关。例如,在结直肠癌中,PCK2的表达下调与不良预后相关[4]。这表明PCK2可能通过影响细胞代谢和能量供应来促进肿瘤的生长和转移。此外,PCK2的表达还与肝癌、肾细胞癌等癌症的预后相关[5][6]。
除了在癌症中的作用,PCK2还与一些非癌症疾病相关。例如,在糖尿病肾病中,PCK1的表达上调对肾脏具有保护作用[3]。而在血管平滑肌细胞增殖中,PCK2通过Akt-FoxO-PCK2信号通路发挥重要作用[2]。此外,PCK2还与青光眼等眼科疾病有关。一项研究发现,PCK2基因的一个新杂合错义突变与原发性闭角型青光眼(PACG)的发生有关[1]。这项研究通过全基因组测序,在患有PACG的五代中国家族中发现了PCK2基因中的一个新突变,该突变导致PACG患者中的一种氨基酸改变,进而影响细胞周期和凋亡,最终导致PACG的发生。
综上所述,PCK2是一种重要的代谢酶,参与细胞内的能量代谢和多种生物学过程。PCK2的异常表达与多种疾病相关,包括癌症、糖尿病肾病、血管平滑肌细胞增殖和青光眼等。因此,PCK2可能成为治疗这些疾病的新靶点。
参考文献:
1. Xu, Menghan, Yang, Jin, Sun, Jiayue, Liu, Zheng, Liu, Tao. 2021. A novel mutation in PCK2 gene causes primary angle-closure glaucoma. In Aging, 13, 23338-23347. doi:10.18632/aging.203627. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34650006/
2. Ko, Dai Sik, Kang, Junho, Heo, Hye Jin, Baek, Seung Eun, Kim, Yun Hak. 2022. Role of PCK2 in the proliferation of vascular smooth muscle cells in neointimal hyperplasia. In International journal of biological sciences, 18, 5154-5167. doi:10.7150/ijbs.75577. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35982907/
3. Hasegawa, Kazuhiro, Sakamaki, Yusuke, Tamaki, Masanori, Wakino, Shu. 2023. PCK1 Protects against Mitoribosomal Defects in Diabetic Nephropathy in Mouse Models. In Journal of the American Society of Nephrology : JASN, 34, 1343-1365. doi:10.1681/ASN.0000000000000156. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37199399/
4. He, Xuefeng, Zhong, Xinyang, Fang, Yi, Li, Dawei, Wei, Ping. . AF9 sustains glycolysis in colorectal cancer via H3K9ac-mediated PCK2 and FBP1 transcription. In Clinical and translational medicine, 13, e1352. doi:10.1002/ctm2.1352. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37565737/
5. Li, Chenxuan, Zhang, En-di, Ye, Youzhi, Huang, Hanfei, Zeng, Zhong. 2024. Association of mitochondrial phosphoenolpyruvate carboxykinase with prognosis and immune regulation in hepatocellular carcinoma. In Scientific reports, 14, 14051. doi:10.1038/s41598-024-64907-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38890507/
6. Xiong, Zhiyong, Yuan, Changfei, Shi, Jian, Chen, Ke, Zhang, Xiaoping. 2020. Restoring the epigenetically silenced PCK2 suppresses renal cell carcinoma progression and increases sensitivity to sunitinib by promoting endoplasmic reticulum stress. In Theranostics, 10, 11444-11461. doi:10.7150/thno.48469. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33052225/