浸泡在纯氧与林格氏液里的癌细胞:瓦尔堡测压计下的有氧糖酵解
1924 年 8月1日 · 双室瓦氏测压杯(Two-Vessel Warburg Flask)与大鼠腹水瘤/肿瘤薄切片
你知道吗?
即使给癌细胞一整座氧气森林,它也执拗地选择用古老的无氧发酵火把去焚烧生命。
在柏林达勒姆的威廉皇帝生物学研究所,奥托·瓦尔堡(Otto Warburg)以近乎偏执的实验精度闻名。为了测量活体组织的呼吸率与产酸速率,他亲手改进了用于微量气体分析的差示测压计(Warburg Apparatus)。他将大鼠肉瘤或人卵巢癌组织切成不到0.5毫米的极薄切片,悬浮在充填95%氧气与5%二氧化碳的林格氏缓冲液中。
在密封的测压杯副室中放置氢氧化钾以吸收CO2,通过U型毛细管液面高度精确换算出微升尺度的氧气消耗。传统生理学认为,巴斯德效应保证了氧气存在时细胞必然优先选择高效的有氧氧化并压制低效的无氧发酵。然而瓦尔堡震惊地发现,癌细胞在氧分压高达接近饱和的环境中,其乳酸生成速率依然高达正常组织的数十倍,消耗葡萄糖的速度快如脱缰野马。
这种反常的“有氧糖酵解”(Aerobic Glycolysis)不仅没有被巴斯德效应阻断,反而成为恶性细胞掠夺碳骨架以供分裂的标志性代谢重编程,即今日著名的“Warburg效应”。