近日，中科院上海生命科學研究院生化細胞所楊巍維研究組在國際學術期刊Cell Research上發表了一項最新研究進展，他們證實線粒體PKM2可通過穩定Bcl2調節氧化應激誘導的細胞凋亡。
由于癌基因刺激、代謝活性增加和線粒體功能紊亂等因素，癌細胞的活性氧水平高于正常細胞。在持續的氧化應**況下，癌細胞通過一系列機制得以適應，不僅激活ROS清除系統，也會抑制細胞凋亡。許多研究表明癌細胞的這種適應性會促進惡性轉化、轉移和對抗癌藥物的抵抗，因此理解ROS適應機制對于殺死癌細胞解決耐藥問題是非常重要的。
PKM2能夠催化糖酵解的最后一步，對于腫瘤細胞增殖也非常重要。在這項研究中，研究人員發現PKM2在氧化應激條件下會轉定位到線粒體，在線粒體與Bcl2結合并將其磷酸化。這種磷酸化修飾會阻止Bcl2與Cul3為基礎的E3連接酶的結合，防止Bcl2的降解。研究人員還發現分子伴侶HSP90α1是PKM2發揮該功能所必需的一個分子，HSP90α1的ATP酶活性可引起PKM2發生構象變化，促進PKM2與Bcl2的結合。將野生型Bcl2替換為磷酸化缺陷的突變體會增加膠質瘤細胞對氧化應激誘導細胞凋亡的敏感性，并損傷原位移植模型中的腦腫瘤形成。
值得注意的是，單獨合成PKM2與Bcl2結合的肽段能夠破壞PKM2與Bcl2的相互結合促進Bcl2降解，損傷腦腫瘤生長。此外，Bcl2 T69磷酸化水平，構象改變的PKM2和Bcl2蛋白在人類膠質母細胞瘤患者標本中彼此關聯，Bcl2 T69磷酸化水平和構象改變的PKM2還與膠質瘤惡性程度等級以及腫瘤預后相關。
這些結果揭示了癌細胞可以在氧化應**況下通過定位在線粒體的PKM2與Bcl2之間的相互作用抑制細胞凋亡，表明PKM2在癌細胞對ROS的適應性中具有至關重要的作用，因此HSP90-PKM2-Bcl2可能是治療膠質母細胞瘤的一個潛在靶點