图2.代谢介导的表观遗传学重塑。细胞通过代谢葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等营养物质，产生多种中间代谢产物，如acetyl-CoA、NAD+、SAM、α-KG、ATP、succinate等。这些中间代谢物作为底物或辅助因子，修饰染色质及蛋白质。具体来说，可广泛参与GlcNAcylation、Lactylation、Acetylation、Phosphorylation、β-hydroxybutyrylation、Citrullination、Succinylation、Methylation等修饰。

　　2021年5月29日，华南理工大学的孙林冲、高平教授和中国科学技术大学的张华凤教授在Protein & Cell发表了题为Metabolic reprogramming and epigenetic modifications on the path to cancer的综述长文。该论文全面概括了肿瘤进程中整合代谢与表观遗传修饰的分子通路，详细阐述了代谢改变在乙酰化（acetylation）、甲基化（metylation）、琥珀酰化（succinylation）、β-羟基丁酰化（β-hydroxybutyrylation）、乳酰化（lactylation）等重要表观遗传修饰中的作用和机制，并系统总结了近年来从靶向代谢相关的染色质修饰以及饮食干预的角度治疗肿瘤的最新进展、潜在策略以及应用前景。

　　图1. 细胞代谢组、表观基因组与分子驱动蛋白以双向互作的方式协同调节肿瘤。细胞代谢组和表观基因组以双向的方式相互调控，并通过与转录因子的互作调控肿瘤。全面了解转录调控、代谢重编程和表观遗传修饰在肿瘤中的相互作用，将进一步阐明它们之间的联系，并有助于开发有效的肿瘤治疗方法。

　　图4.基于膳食干预的肿瘤治疗方法。基因和环境因素，包括基因突变、辐射、吸烟和过量饮酒等可导致多种与代谢失调和表观遗传重塑有关的疾病；膳食摄入通过调节营养可用性、代谢产物生成等重塑新陈代谢和表观遗传学的稳态来延长寿命并促进机体健康。

　　代谢重编程与表观遗传学改变是肿瘤的两大重要特征。近年来的研究表明，二者之间存在非常广泛的相互调控关系。一方面，癌症特征性的代谢改变、肿瘤微环境因素和饮食干预等会通过改变代谢物水平影响表观遗传修饰酶及辅因子的活性或底物丰度，从而参与表观遗传学调控；另一方面，表观遗传修饰酶的表达或活性改变也会对细胞的代谢产生广泛的直接或间接的影响。因此，全面理解肿瘤发生发展过程中机体的代谢及表观遗传修饰的特征性改变，系统总结代谢与表观遗传的过去发现、当前趋势以及未来研究方向，将有助于开发针对肿瘤代谢-表观遗传特征性改变的新的联合治疗策略和思路。

　　长期以来，肿瘤被认为是一种由癌基因和抑癌基因突变驱动的遗传性疾病。然而在过去的三十多年里，随着高通量测序等新兴技术的快速发展，表观遗传变化被越来越多地认为是另一个主要的致癌因素。表观遗传修饰是调节基因表达而不改变DNA序列本身的过程。癌症中的表观遗传失调通常包括表观遗传修饰酶的突变和/或异常表达以及相关辅因子水平的改变，它们通过改变染色质的结构和动力学从而导致基因表达的改变，最终促进肿瘤的发生和进化。与此同时，越来越多的研究表明代谢重编程通过产生额外的能量、提供更多的生物大分子用于细胞生物合成的同时，还可通过平衡肿瘤细胞中的氧化还原状态促进肿瘤的发生发展。癌基因和抑癌基因的突变可以驱动代谢和表观遗传修饰的重塑，同时它们也受到表观遗传修饰及代谢物水平改变的调节（图1）。然而，我们对于肿瘤中癌基因/抑癌基因的紊乱、代谢重编程以及表观遗传修饰之间的紧密地交织以及它们的异常串扰如何影响肿瘤还缺乏全面的理解。因此，进一步阐明它们之间的联系对于更有效的肿瘤治疗是必要且迫切的。