生酮饮食发挥抗癌作用的新机制

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来源：生物世界

2024-08-13 11:37:37

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核心提示：该研究揭示了生酮饮食引发的果糖二磷酸醛缩酶B的第108位赖氨酸的赖氨酸β-羟基丁酰化修饰（ALDOB Lys108bhb）在重塑癌症代谢中的关键作用，还提供了一种普遍适用的预测具有重要功能的赖氨酸修饰位点的算法——pFunK。

　　2024年8月12日，华中科技大学薛宇教授、四川大学贾大教授合作，在 Nature 子刊 Nature Metabolism 上发表了题为：Ketogenic diet reshapes cancer metabolism through lysine β-hydroxybutyrylation 的研究论文【1】。

　　该研究揭示了生酮饮食引发的果糖二磷酸醛缩酶B的第108位赖氨酸的赖氨酸β-羟基丁酰化修饰(ALDOB Lys108bhb)在重塑癌症代谢中的关键作用，还提供了一种普遍适用的预测具有重要功能的赖氨酸修饰位点的算法——pFunK。

　　为了系统地研究生酮饮食对肝脏功能的影响，研究团队对进行生酮饮食或非生酮饮食的小鼠的肝脏进行了多组学分析，包括转录组学、蛋白质组学、代谢组学和β-羟基丁酰组学。

　　研究团队发现，对肿瘤的发生和发展至关重要的多种代谢途径，例如糖酵解和三羧酸(TCA)循环，主要在β-羟基丁酰化水平显著重塑。由于只有少数赖氨酸β-羟基丁酰化(Kbhb)位点被报道具有重要功能，研究团队开发了一个分层学习框架——预测功能重要的赖氨酸修饰位点(pFunK)，以预测有功能的Kbhb位点。

　　研究团队选择了pFunK预测的6个Kbhb位点，并成功验证了其中5个位点，包括果糖二磷酸醛缩酶B(ALDOB)Lys108.进一步实验表明，生酮饮食或β-羟基丁酸(β-OHB)的添加，增加了ALDOB Lys108bhb，从而抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路和抑制癌细胞增殖。

　　更关键的是，pFunK可以扩展到其他类型的赖氨酸酰基化修饰，例如赖氨酸乙酰化(Kac)，赖氨酸乳糖化(Kla)和赖氨酸巴豆酰化(Kcr)。