Targeting metabolic stress to induce pancreatic tumor cell death

针对代谢应激诱导胰腺肿瘤细胞死亡

基本信息

项目摘要

ABSTRACT Pancreatic cancer is a devastating disease with a five-year survival rate below 10%. One of the main factors underscoring this low survival rate is the lack of effective clinical treatments. Like most cancers, metabolic processes in pancreatic cancer cells are altered to facilitate macromolecular biosynthesis and protect against intra and extracellular stressors. Reactive oxygen species (ROS) are a byproduct of metabolism and represent a notable metabolic stress to pancreatic cancer cells. Previously, we described a new metabolic pathway in pancreatic cancer, mediated by cytosolic glutamate oxaloacetate transaminase 1 (GOT1), that is used to manage ROS by facilitating the coordination of cytosolic and mitochondrial metabolism and maintaining glutathione (GSH) pools. Ferroptosis is a recently described form of iron-dependent, non-apoptotic cell death caused by lipid peroxidation and mediated by loss of GSH pools. We found that GOT1 inhibition potentiated the activity of known ferroptotic agents. Further, we also discovered that GOT1 inhibition can engage ferroptosis when nodes in cysteine metabolism are inhibited. In this research proposal, we will determine how GOT1 inhibition promotes ferroptosis. Mechanistic insight from these studies will then be used to selectively target pancreatic cancers for ferroptotic cell death. This will be accomplished using metabolomics techniques in combination with genetic and pharmacological inhibitors of metabolism. In parallel, we will test combinations of ferroptotic agents with GOT1 inhibition in human patient-derived 3D culture models and in orthotopic mouse models to determine the translation value. Given the safety profile of GOT1 and some ferroptosis-inducers, the profound sensitivity of this combination in pancreatic cancer cells, and the desperate need for new strategies to treat pancreatic cancer, there is now a critical need to understand mechanistically what confers sensitivity to these combinations. Such insights may provide strategies to promote redox imbalance in pancreatic cancer, paving the way for tumor-selective, ferroptosis-based therapies.
抽象的 胰腺癌是一种毁灭性疾病,五年生存率低于10%。主要因素之一 强调这种低存活率的是缺乏有效的临床治疗。像大多数癌症一样,代谢 胰腺癌细胞中的过程被改变以促进大分子生物合成并预防 细胞内应激源。活性氧(ROS)是代谢的副产品,代表 胰腺癌细胞的明显代谢应激。以前,我们描述了一种新的代谢途径 胰腺癌,由胞质谷氨酸草酸乙酸酯转氨酸酶1(GOT1)介导的,用于 通过促进胞质和线粒体代谢的协调来管理ROS并保持 谷胱甘肽(GSH)池。 铁凋亡是最近描述的铁依赖性的,非凋亡细胞死亡的形式,由脂质引起 过氧化,由GSH池丢失介导。我们发现GOT1抑制作用增强了 已知的铁毒剂。此外,我们还发现got1抑制作用可以在节点时引起螺栓杀伤 在半胱氨酸中,代谢受到抑制。在这项研究建议中,我们将确定GOT1抑制 促进铁铁作用。然后,这些研究的机械洞察力将用于选择性地靶向胰腺 癌症细胞死亡的癌症。这将使用代谢组学技术组合来完成 具有代谢的遗传和药理抑制剂。同时,我们将测试铁毒性的组合 在人类患者衍生的3D培养模型和原位小鼠模型中具有GOT1抑制剂的药物 确定翻译值。鉴于GOT1和一些铁凋亡诱导者的安全性,很深刻 这种组合在胰腺癌细胞中的敏感性以及对治疗新策略的迫切需求 胰腺癌,现在有至关重要的需要从机械上理解的是什么赋予这些敏感性 组合。这种见解可能会提供策略来促进胰腺癌中的氧化还原不平衡,铺路 肿瘤选择性,基于铁毒性疗法的方法。

项目成果

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ATDC binds to KEAP1 to drive NRF2-mediated tumorigenesis and chemoresistance in pancreatic cancer.
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    Purohit V;Wang L;Yang H;Li J;Ney GM;Gumkowski ER;Vaidya AJ;Wang A;Bhardwaj A;Zhao E;Dolgalev I;Zamperone A;Abel EV;Magliano MPD;Crawford HC;Diolaiti D;Papagiannakopoulos TY;Lyssiotis CA;Simeone DM
  • 通讯作者:
    Simeone DM
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    Lyssiotis,Costas A.
Metabolic regulation of ferroptosis in the tumor microenvironment.
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