细胞代谢信号通路
细胞代谢整合葡萄糖摄取与糖酵解、线粒体三羧酸循环与氧化磷酸化、谷氨酰胺与脂肪酸等碳源利用，以及戊糖磷酸途径与一碳/核苷酸合成支路；AMPK 与 mTORC1 感知能量与营养可用性，HIF 等转录程序在缺氧时偏向糖酵解。肿瘤与慢性炎症中常见代谢重编程，与生长信号、免疫微环境及治疗抵抗耦联。
1. 相关靶点
核心节点
- GLUT / HK / PFK / PKM
葡萄糖捕获与流量控制；PKM2 等亚型影响中间产物分支与核内非代谢功能（语境依赖）。
- PDH / TCA / ETC
丙酮酸进入线粒体与乙酰辅酶A 供应；电子传递与 ATP 生成耦联氧化应激与生物合成前体。
- GLS / IDH / ACLY / FASN
谷氨酰胺回补、α-KG/2-HG 轴、胞质柠檬酸盐–乙酰辅酶A 与脂肪酸合成。
感应与整合
- AMPK：AMP/ADP 上升、Ca2+、LKB1 等上游
- mTORC1：氨基酸、葡萄糖、生长因子与 Rag/Rheb
- HIF1A：脯氨酰羟化酶–VHL–蛋白酶体轴
输出与转运
- LDH–乳酸–MCT：维持 NAD+ 循环与微环境酸化
- NADPH：PPP、苹果酸酶、叶酸/一碳支路（模型依赖）
补充：代谢相关靶点（基因符号）
在上方概述基础上，按糖酵解与葡萄糖捕获、丙酮酸与 TCA、氧化磷酸化与 PPP、脂肪酸氧化与脂质合成、谷氨酰胺回补与氨基酸转运、AMPK/mTOR/HIF 感应及乳酸/NAD 平衡等模块列出 HGNC 符号。请以数据库与文献核对同工酶、复合物亚基与细胞模型差异。
葡萄糖摄取与糖酵解
丙酮酸脱氢酶与 TCA
氧化磷酸化与 PPP / 一碳
脂肪酸氧化与脂质合成
谷氨酰胺酶、回补与溶质载体
AMPK、mTOR 与 HIF
2. 推荐实验读出
代谢表型建议结合通量（耗氧率/胞外酸化）、稳定同位素示踪与靶向蛋白组；药物探针需记录浓度、时间与细胞密度依赖性。
- Seahorse：OCR / ECAR；寡霉素、FCCP、鱼藤酮/抗霉素 A 对照顺序
- 13C6-葡萄糖或 13C5-谷氨酰胺示踪—糖酵解/TCA/回补通量
- 胞外乳酸、葡萄糖摄取（2-NBDG 等）、胞内 ATP/ADP 比值（方法学敏感）
- p-AMPKα、p-ACC、磷酸化 S6K / p-S6（mTORC1 读出）
- HK2、PKM2、LDHA、GLS、ACLY、FASN、IDH1/2 总蛋白与亚细胞分级（依课题）
3. 主要碳流模块对照
| 模块 | 主要功能 | 典型读出 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 糖酵解 | 快速 ATP、生物合成中间体、乳酸生成 | ECAR, 13C-lactate, HK2/PKM2 | Warburg 表型不等于“无氧化磷酸化”。 |
| TCA / OXPHOS | 高效 ATP、生物合成前体、NADH/FADH2 | OCR, 13C-glutamine TCA, TMRE | 培养基丙酮酸/谷氨酰胺浓度强烈影响表型。 |
| PPP | NADPH、核苷酸合成前体 | 6-AN（6-氨基烟酰胺）、13C1-葡萄糖分支示踪 | 氧化/非氧化分支需区分。 |
| 脂肪酸氧化 / 脂质合成 | β-氧化 ATP、NADH；棕榈酸等从头合成与膜脂供应 | Seahorse FAO 底物、CPT1 抑制（etomoxir，注意脱靶）、FASN/p-ACC | 肿瘤与肝脏模型对 FAO 依赖差异大。 |
| 谷氨酰胺回补 | α-KG 回补 TCA；支持生物合成与氧化还原平衡 | 13C5-谷氨酰胺示踪、GLS 抑制（BPTES/CB-839）、GOT1/2 | 部分细胞系“谷氨酰胺成瘾”并非普遍。 |
4. 肿瘤与微环境：代谢重编程
- 营养竞争：葡萄糖/谷氨酰胺限制下，肿瘤细胞与免疫细胞代谢偏好可相互塑造。
- 乳酸与酸性微环境：MCT 介导的乳酸穿梭影响邻近细胞功能与药物渗透。
- 靶向代谢的耐药：旁路酶上调、线粒体可塑性、自噬增强等可补偿单一代谢抑制。
细胞代谢相关抗体（精选）
5. 产品线说明与站内检索
一抗与修饰抗体
HK2、PFKL、ALDOA、PKM2、LDHA、GLUT1、MCT1/4、PDK1、PDH、IDH1/2、ACLY、FASN、GLS、AMPKα、p-AMPK、mTOR、p-S6K、p-S6、HIF1α 等；WB、IHC、IF、流式依克隆选择。
重组蛋白 / 酶
己糖激酶、LDH、谷氨酰胺酶等重组蛋白用于体外酶活或下拉实验（视库存）。
检测与试剂盒
葡萄糖摄取、乳酸、ATP、NAD/NADH 比色或荧光试剂盒；遵循说明书与伦理审批。
6. 抑制剂与工具化合物（汇总）
科研用途；请遵循实验室 SOP、化合物说明书与伦理审批。部分为通量探针而非特异治疗药物。
己糖激酶底物类似物；糖酵解通量常用探针。
ATP 合酶抑制剂；Seahorse OCR 对照。
谷氨酰胺酶（GLS）抑制剂；谷氨酰胺依赖模型。
CPT1 / 脂肪酸氧化探针（注意脱靶）。
线粒体复合物 I 相关效应；AMPK 语境研究常用。
mTORC1 抑制；注意反馈激活 PI3K/Akt。
LDH 抑制工具；乳酸/NAD+ 平衡实验。
突变 IDH1 抑制剂（课题/注册状态依从）。
7. 通路示意图
- 葡萄糖经 GLUT 进入糖酵解，丙酮酸–乳酸支路
- 线粒体 TCA 与氧化磷酸化耦联 ATP 与 ROS
- 谷氨酰胺回补与 IDH 等节点影响 α-KG/2-HG
- AMPK 与 mTORC1 整合营养与生长信号
8. 通路生物学简介
代谢网络并非孤立的基础生理功能，而与染色质修饰、细胞周期检查点及免疫受体信号广泛交联；同一基因产物可在胞质与核内承担不同调控角色。
- 组织与细胞类型决定基线通量，跨模型外推需谨慎
- 培养条件（血清、氧气、底物）是代谢表型的第一变量
10. 外部数据库与修饰资源
11. 参考文献
肿瘤代谢经典
- • Warburg O. (1956). Science. 123(3191):309-14.
- • Vander Heiden MG, Cantley LC, Thompson CB. (2009). Science. 324(5930):1029-33.
通路整合与综述
- • DeBerardinis RJ, Thompson CB. (2012). Cell. 148(6):1132-44.
- • Martinez-Reyes I, Chandel NS. (2020). Nat Rev Mol Cell Biol. 21(12):710-27.