南开大学等团队发现结直肠癌细胞糖酵解和肿瘤发生机制

2月24日，南开大学和徐州医科大学研究团队在期刊《Cell Death & Disease》上在线发表题为“PRMT1-mediated PGK1 arginine methylation promotes colorectal cancer glycolysis and tumorigenesis”的研究论文，研究人员提出了PRMT1通过介导R206位点的PGK1精氨酸二甲基化修饰促进结直肠癌糖酵解和肿瘤发生的潜在机制，从而促进ERK介导的PGK1在S203位点的磷酸化，PRMT1、meR206-PGK1和pS203-PGK1可能是结直肠癌预后的可靠组合生物标志物。这些生物标志物作为蛋白精氨酸甲基转移酶抑制剂在结直肠癌治疗中具有很大的应用前景。

研究背景

结直肠癌（CRC）发病率和死亡率不断上升。早期诊断和治疗是降低结直肠癌死亡率的有效方法，全面分析结直肠癌发生和发展的分子机制对于早期诊断和治疗具有重要意义。

糖酵解增强可显著促进肿瘤进展。靶向糖酵解在肿瘤治疗中具有重要的应用前景。目前，针对糖酵解过程中的葡萄糖转运体、己糖激酶和乳酸脱氢酶的多种药物已进入临床试验。有几篇文章报道了结直肠癌中异常糖酵解增强，但尚未明确异常糖酵解的详细机制，而靶向糖酵解过程是治疗结直肠癌的潜在方案。

蛋白质甲基转移酶在肿瘤进展中起着关键作用，而精氨酸甲基转移酶（PRMTs）和赖氨酸甲基转移酶主要催化蛋白质甲基化。PRMT1是PRMT家族中活跃的精氨酸甲基转移酶，也是哺乳动物细胞中主要的I型PRMT。异常的糖酵解活化常常在结直肠癌中被发现，但尚未确定PRMT1是否参与了结直肠癌中异常的糖酵解过程。

研究发现

研究人员报道了PRMT1促进结直肠癌细胞糖酵解和肿瘤发生。在机制上，PRMT1与PGK1结合并在R206位点甲基化(meR206-PGK1)，导致ERK介导的PGK1在S203位点磷酸化增加，从而磷酸化丙酮酸激酶并抑制线粒体中PDH复合物依赖的丙酮酸利用，导致糖酵解活性增加和肿瘤进展。研究人员还发现PRMT1表达与meR206K-PGK1表达呈正相关，meR206-PGK1的表达也与pS203-PGK1的表达呈正相关，meR206-PGK1的高表达与结直肠癌患者预后不良呈正相关。研究提供了PRMT1介导的异常糖酵解的新机制，并显示了甲基转移酶抑制剂在结直肠癌治疗中的潜在价值。

研究结果

综上所述，研究人员提出了PRMT1通过介导R206位点的PGK1精氨酸二甲基化修饰促进结直肠癌糖酵解和肿瘤发生的潜在机制，从而促进ERK介导的PGK1在S203位点的磷酸化，PRMT1、meR206-PGK1和pS203-PGK1可能是结直肠癌预后的可靠组合生物标志物。这些生物标志物作为蛋白精氨酸甲基转移酶抑制剂在结直肠癌治疗中具有很大的应用前景。