Exploiting Metabolic Changes in HCC for Cancer Therapy

利用 HCC 的代谢变化进行癌症治疗

基本信息

项目摘要

Project Summary: Hepatocellular carcinoma (HCC) is the 10th most common cancer but the fourth leading cause of cancer-related death in the United States. To date, the only FDA-approved molecular therapy, sorafenib, has not been effective. This grant is aimed at determining the role of hexokinase 2 (HK2) in HCC development and progression, and whether or not HK2 is a viable drug target for HCC treatment. Normal healthy adult hepatocytes express glucokinase, a low affinity hexokinase. However, during pathological transition to cirrhosis and HCC, transformed hepatocytes silence glucokinase and induce HK2. We have shown this isoform transition in both human HCC cell lines and in a tumor microarray of 312 samples from 153 patients. This transition also represents a more general metabolic alteration whereby cancer cells increase glucose utilization and lactate secretion despite ample oxygen being present, also known as the Warburg Effect. HK2 is a “mitochondrial” hexokinase, meaning it is capable of binding to the voltage dependent ion channel on the mitochondria, and we have data suggesting this interaction is essential for both tumorigenesis and efficient glucose utilization. Part of this grant will determine by what mechanism the mitochondrial interaction of HK2 promotes tumorigenesis and more generally why mitochondrial binding is necessary for full glycolytic capacity. We have shown that knockdown of HK2 beyond 70% is lethal to HCC cells, and indeed another group has shown that having either HK1 or HK2 is essential for cancer cell viability using a CRISPR/Cas9 knockout screen. Since HCC cells only express HK2, we believe HK2 is an ideal drug target for HCC. We will determine the feasibility of this therapeutic strategy using established mouse models of HCC to determine the cell autonomous necessity of HK2 in HCC initiation and progression. We will emulate drug therapy by using a doxycycline-inducible shRNA targeting HK2 in human HCC cells following subcutaneous implantation in nude mice. We will also determine if targeting mitochondrial glutamine metabolism synergizes with HK2 inhibition. Preliminary data suggests that production of NADPH, an important electron source for fatty acid synthesis and redox balance in cancer cells, is completely dependent on malic enzyme 1 and glutamine metabolism in HCC cells. We will exploit this dependency with a glutaminase-1 inhibitor, BPTES, or a complex-1 inhibitor, metformin in concert with HK2 inhibition. HK2 deletion should prevent compensatory activation of the pentose phosphate pathway and compensatory flux of glycolytic pyruvate into the mitochondria for TCA-flux, creating synergism with BPTES or metformin.
项目摘要: 肝细胞癌(HCC)是美国第十个最常见的癌症,但在美国与癌症有关的第四个主要原因。迄今为止,唯一经FDA批准的分子疗法索拉非尼尚未有效。该赠款旨在确定己糖酶2(HK2)在HCC开发和进展中的作用,以及HK2是否是HCC治疗的可行药物靶标。正常健康的成年肝细胞表达葡萄糖酶,一种低亲和力己糖酶。但是,在患者向肝硬化和HCC过渡过程中,转化的肝细胞静音葡萄糖酶并诱导HK2。我们已经在人类HCC细胞系和来自153例患者的312个样品的肿瘤微阵列中表明了这种同工型转变。这种过渡也代表了一种更一般的代谢改变,癌细胞增加了葡萄糖利用率,并使分泌量足够充分的氧气,也称为Warburg效应。 HK2是一种“线粒体”六动物酶,这意味着它能够与线粒体上的电压依赖离子通道结合,并且我们有数据表明这种相互作用对于肿瘤发生和有效的糖酵解利用都是必不可少的。该赠款的一部分将通过HK2的线粒体相互作用来确定哪种机制会促进肿瘤发生,以及更笼统地为什么要全糖酵解能力必不可少的线粒体结合。我们已经表明,HK2超过70%的敲低对HCC细胞是致命的,实际上另一组表明,使用CRISPR/CAS9敲除屏幕具有HK1或HK2对于癌细胞的生存能力至关重要。由于HCC细胞仅表达HK2,因此我们认为HK2是HCC的理想药物靶标。我们将使用已建立的HCC小鼠模型来确定这种治疗策略的可行性,以确定HK2在HCC启动和进展中必需的细胞自主性。我们将通过在皮下植入裸鼠后使用强力霉素诱导的shRNA靶向HK2的shRNA来模仿药物治疗。我们还将确定靶向线粒体谷氨酰胺代谢是否与HK2抑制协同作用。初步数据表明,NADPH的产生是癌细胞中脂肪酸合成和氧化还原平衡的重要电子源,完全取决于HCC细胞中苹果酶1和谷氨酰胺代谢。我们将使用谷氨酰胺-1抑制剂,BPTE或复合-1抑制剂二甲双胍与HK2抑制作用来利用这种依赖性。 HK2缺失应防止磷酸戊糖途径的补偿性激活和糖酵解丙酮酸的补偿通量进入线粒体,以进行TCA-升力,从而与BPTES或二甲双胍产生协同作用。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Alexander Richard Terry其他文献

Alexander Richard Terry的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Alexander Richard Terry', 18)}}的其他基金

Exploiting Metabolic Changes in HCC for Cancer Therapy
利用 HCC 的代谢变化进行癌症治疗
  • 批准号:
    10328967
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 4万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于计算生物学技术小分子农兽药残留物驼源单域抗体虚拟筛选与亲和力成熟 -以内蒙古阿拉善双峰驼为例
  • 批准号:
    32360190
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    34 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于胞内蛋白亲和力标记策略进行新型抗类风湿性关节炎的选择性OGG1小分子抑制剂的发现
  • 批准号:
    82304698
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于多尺度表征和跨模态语义匹配的药物-靶标结合亲和力预测方法研究
  • 批准号:
    62302456
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
框架核酸多价人工抗体增强靶细胞亲和力用于耐药性肿瘤治疗
  • 批准号:
    32301185
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
抗原非特异性B细胞进入生发中心并实现亲和力成熟的潜力与调控机制
  • 批准号:
    32370941
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

The role of ALK4 signaling in skeletal homeostasis and pathogenesis
ALK4 信号传导在骨骼稳态和发病机制中的作用
  • 批准号:
    10607071
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4万
  • 项目类别:
Development of vaccine approaches to elicit broadly protective influenza-specific immune responses in infants
开发疫苗方法以在婴儿中引发广泛保护性的流感特异性免疫反应
  • 批准号:
    10229523
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4万
  • 项目类别:
Innate immune signaling at the synapse in development and pathological Alzheimer’s disease
发育和病理性阿尔茨海默病中突触的先天免疫信号传导
  • 批准号:
    10115567
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4万
  • 项目类别:
Innate immune signaling at the synapse in development and pathological Alzheimer’s disease
发育和病理性阿尔茨海默病中突触的先天免疫信号传导
  • 批准号:
    10343757
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4万
  • 项目类别:
Development of vaccine approaches to elicit broadly protective influenza-specific immune responses in infants
开发疫苗方法以在婴儿中引发广泛保护性的流感特异性免疫反应
  • 批准号:
    10456073
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了