通信:Nathan E Lewis,nlewisres@ucsd.edu。作者声明Karen Julie La Cour Karottki:正式分析,调查,可视化,写作 - 原始草稿,写作 - 评论和编辑; Hooman Hefzi:正式分析,调查,可视化,写作 - 原始草稿,写作 - 评论和编辑; Songyuan Li:调查,写作 - 评论和编辑; Lasse Ebdrup Pedersen:正式分析,监督,写作 - 原始草稿,写作 - 评论和编辑; Philipp N. Spahn:资源,软件; Chintan Joshi:正式分析,写作 - 原始草稿; David Ruckerbauer:资源,写作 - 评论和编辑; Juan A. Hernandez Bort:资源,写作 - 评论和编辑;亚历克斯·托马斯(Alex Thomas):数据策划; Jae Seong Lee:调查,监督,写作 - 原始草稿,写作 - 评论和编辑;妮可·博斯(Nicole Borth):资源,写作 - 评论和编辑; Gyun Min Lee:监督,写作 - 评论和编辑; Helene Faustrup Kildegaard:概念化,项目管理,资金获取,监督,写作 - 评论和编辑;内森·刘易斯(Nathan E.
摘要癌细胞对谷氨酰胺的依赖性可能会被用作治疗方法,以作为治疗缺乏药物驱动基因的癌症的新策略。在这里,我们发现人肝癌取决于细胞外谷氨酰胺。然而,使用谷氨酰胺酶CB-839作为单药治疗靶向谷氨酰胺成瘾的抗癌作用非常有限,即使是针对最大的谷氨酰胺上瘾的人肝癌细胞。使用化学文库,我们确定了V-9302是一种新型的谷氨酰胺转运蛋白ASCT2的抑制剂,将其依赖性谷氨酰胺依赖性(GD)细胞对CB-839治疗敏感。从机械上讲,CB-839和V-9302耗尽的谷胱甘肽和诱导的活性氧(ROS)的组合,导致GD细胞凋亡。此外,这种组合还显示了体内HCC异种移植小鼠模型的肿瘤抑制作用。我们的发现表明,通过靶向谷氨酰胺酶和谷氨酰胺转运蛋白ASCT2对谷氨酰胺代谢的双重抑制代表了谷氨酰胺上瘾的肝癌的潜在新型治疗策略。
简介 肿瘤细胞的快速生长需要专门的代谢重编程。肿瘤代谢不仅促进生长,而且还会创造一种肿瘤微环境 (TME),通过消耗关键代谢物(如色氨酸、葡萄糖和谷氨酰胺)并产生抑制性代谢物(如犬尿氨酸)来抑制免疫效应功能。或者,抑制性免疫细胞在 TME 中茁壮成长,这些细胞在代谢上与效应细胞不同 (1-3)。TME 中最突出的免疫细胞类型之一是抑制性巨噬细胞。巨噬细胞是肿瘤的主要组成部分,参与癌症的发生、发展、血管生成、转移和创造免疫抑制环境 (4-7)。此外,肿瘤相关巨噬细胞 (TAM) 表达代谢酶,如 iNOS 或精氨酸酶 1(这两种酶都会导致精氨酸耗竭)和 IDO(一种导致色氨酸耗竭的酶),可抑制 T 细胞活化和增殖 (8–11)。TAM 还表达 PDL1 和 PDL2,它们与 PD1 在
如上所述,很明显药物的吸收和与分子细胞系统的相互作用是复杂的现象,并且受到特定膜转运蛋白的功能或功能障碍的强烈影响[8–10]。因此,药物-转运蛋白相互作用预计在人类治疗中发挥关键作用[11,12],或者在其他情况下,由于所谓的脱靶相互作用而引发副作用[13]。经过几十年的研究,现在人们普遍认为,在药物设计中必须考虑膜转运蛋白,以改善药物输送和疗效。在这方面,国际转运蛋白联盟[14]成立,旨在确定:(i)必须考虑哪些转运蛋白来改善药物吸收;(ii)用于测定和筛选药物-转运蛋白相互作用的合适生物技术;(iii)需要考虑脱靶效应的转运蛋白[15,16]。实验室自动化与筛选协会 (SLAS, https://www.slas.org ) 也开始考虑膜转运蛋白在药物发现中的应用 [17]。研究转运蛋白的最新方法进步引发了对膜转运蛋白和药物-转运蛋白相互作用的研究呈指数级增长 [18–20]。在这种情况下,人们对一组特殊的膜转运蛋白产生了浓厚的兴趣:谷氨酰胺转运蛋白。人们对这组蛋白质的兴趣日益浓厚的原因有很多,从基础知识的提高到谷氨酰胺转运参与细胞生命的关键过程及其在人类病理学中的作用。最后一个方面为利用这些蛋白质作为人类治疗的新靶点开辟了新的、非常有希望的前景。在这篇评论中,将总结这一迅速发展的领域的现状。
小麦麸质蛋白是已知的乳糜泻病因。这些蛋白质中脯氨酸和谷氨酰胺残基的重复序列使其在胃肠道中具有极强的抗消化性。这些未消化的肽会引发易感个体的免疫反应,这可能是过敏反应或乳糜泻。麸质排除饮食是此类疾病的唯一获批疗法。最近,大麦中的谷氨酰胺特异性内切蛋白酶 (EP-B2) 和脑膜炎黄杆菌中的脯氨酰内切肽酶 (Fm-PEP) 的组合在小麦胚乳中表达时,在模拟胃肠道条件下被证明可以合理地解毒免疫原性麸质肽。尽管这些“麸质酶”很有用,但它们的应用受到限制,因为它们在高温下会变性,而大多数食品加工都需要高温。这些酶的变体来自嗜热生物,但由于其最佳活性在高于 37 ◦ C 的温度下存在,因此不能直接应用。不过,这些酶可以作为参考,指导中温来源的肽酶向热稳定性进化。因此,这里使用序列引导的位点饱和诱变方法在编码 Fm-PEP 和 EP-B2 的基因中引入突变。使用这种方法鉴定出能够在高达 90 ◦ C 的温度下存活的 Fm-PEP 的热稳定性变体和热稳定性高达 60 ◦ C 的 EP-B2 变体。然而,达到的热稳定性水平还不够;本研究提供了可以提高谷蛋白酶热稳定性的证据。并且这项初步研究为未来更详细的结构研究奠定了基础,以获得可以在 ∼ 100 ◦ C 温度下存活的 Fm-PEP 和 EP-B2 变体,从而可以将其包装在谷物中并将此类谷物用于食品工业。