M2型丙酮酸激酶控制有丝分裂,抑制癌细胞凋亡和促进大脑肿瘤的生长
研究者们发现了一种蛋白，他们此前与多种促进肿瘤作用相关，在脑肿瘤细胞分裂、生存、发展中发挥重要功能。

德克萨斯大学MD安德森癌症中心的神经肿瘤科教授，陆志明博士及其同事发表在《分子细胞》的一篇文章报道了，一种肿瘤特异性蛋白是如何轻易启动了有丝分裂的非常规机制，从而允许癌细胞安全地分裂。

陆教授说：“我们的研究发现，肿瘤细胞非常依赖于明显不同于正常细胞分裂机制，由癌基因诱导表达的M2型丙酮酸激酶（pyruvate kinase M2，PKM2）。“

细胞复制所有的染色体后开始分裂，通过有丝分裂形成的两个细胞拥有一套相同的染色体。染色体分离结束后，开始胞质分离，最后完成了细胞分裂。

“若没有PKM2调控有丝分裂中的转折点，癌细胞将不能成功分裂，如果耗尽PKM2将导致分离过程中DNA不均等地进入两个新细胞中，或在分裂完成后启动细胞程序性死亡或凋亡”“这个新发现，增加了PKM2在肿瘤发展、生存中的作用，将为那些PKM2上调肿瘤的诊断、治疗提供一个分子基础”他和他的同事目前已经认识到PKM2在促进肿瘤进展中的四个特别机制。

PKM2调控有丝分裂加重小鼠脑肿瘤；影响人成胶质细胞瘤。

研究者们揭示了PKM2活力和有丝分裂之间的重要关系，小鼠PKM2激活导致脑肿瘤快速生长，PKM2活性被阻断后肿瘤体积减少了83%，增加了两倍多的生存时间，从大约20天到超过40天不等。
　对50例多形性胶质母细胞瘤和50例肺癌分析，证实了这种关系。并表明对脑肿瘤中最致命的胶质母细胞瘤患者，生存期的影响。
PKM2具有蛋白酶样作用，通过磷酸化激活其他蛋白。当在糖代谢中作为正常功能酶时，PKM2同样活跃在生长旺盛的婴儿期，促进细胞生长。通常，最终会失去这种作用，但是肿瘤细胞重新激活PKM2的这种作用，通常在实体瘤中过度表达。这种肿瘤特异性PKM2蛋白被表皮生长因子（EGFR）激活，EGFR在多种肿瘤中过度激活。

在有丝分裂过程中耗尽PKM2，肿瘤细胞将异常分裂成多种类型癌细胞。
对脑胶质瘤母细胞瘤株的一系列实验研究表明PKM2使一种叫Bub3的蛋白磷酸化，激活的Bub3蛋白与复合体中的其他蛋白相互作用确保染色体正常的均等的分离。

该团队在人乳腺癌、肺癌、胰腺癌、大肠癌的癌细胞系中证实了这一发现。在小鼠脑肿瘤形成过程中，PKM2诱导的 Bub3蛋白激活是必不可少的。

在对５０例胶质母细胞瘤和肺癌肿瘤分析中证实Bub3蛋白的磷酸化与H3-S10的磷酸化相关，它是肿瘤细胞有丝分裂的一种标记蛋白。

Bub3蛋白低磷酸化的胶质母细胞瘤患者活的更久


在５０例胶质母细胞瘤患者中，１５例Bub3蛋白低磷酸化的胶质母细胞瘤患者生存期中位数是69.8周。３５例Bub3蛋白高磷酸化患者的生存期中位数是40.5周。

陆教授及其同事之前的研究表明PKM2通常在细胞核外活化，随后进入核内通过以下机制发挥促进肿瘤形成、生长、生存作用。
１、激活重要的转录辅助因子，同时反过来激活其他肿瘤促进基因。
２、使Ｈ３组蛋白磷酸化，使ＤＮＡ结构变得松散利于细胞分裂基因激活。
３、减少糖代谢基因的表达（包括ＰＫＭ２基因自身），激活可以营养肿瘤细胞的Ｗａｒｂｕｒｇ效应。

在他们的实验中已经认识到两类药物可以抑制ＳＲＣ和ＭＥＫ活性，是潜在的阻止这种效应的方法。

陆教授说：“我们的研究进一步强调了PKM2在人类肿瘤中的重要性，以及发展以激活为靶点的方法和使用它作为生物标记指导治疗。”