Az étrendi metionin befolyásolja az egérrák modelljeinek terápiáját és megváltoztatja az emberi anyagcserét

Tárgyak

Ez a cikk frissült

Absztrakt

Hozzáférési lehetőségek

Feliratkozás a Naplóra

Teljes napló hozzáférést kap 1 évre

csak 3,58 € kiadásonként

Az árak nettó árak.
Az áfát később hozzáadják a pénztárhoz.

Cikk bérlés vagy vásárlás

Időben korlátozott vagy teljes cikkelérést kaphat a ReadCube-on.

Az árak nettó árak.

Az adatok elérhetősége

Az ebben a tanulmányban jelentett metabolomikai adatokat a Mendeley Data tárolta (https://doi.org/10.17632/zs269d9fvb.1).

Kód rendelkezésre állása

Változástörténet

Hivatkozások

DeBerardinis, R. J. & Chandel, N. S. A rák anyagcseréjének alapjai. Sci. Adv. 2, e1600200 (2016).

Goncalves, M. D., Hopkins, B. D. & Cantley, L. C. Étrendi zsír és cukor a rák kialakulásának és progressziójának elősegítésében. Cancer Biol. 3, 255–273 (2019).

Cantor, J. R. és munkatársai. A fiziológiás tápközeg újrafeldolgozza a sejtek anyagcseréjét, és feltárja a húgysavat, mint az UMP szintáz endogén inhibitorát. Sejt 169, 258–272 (2017).

Tardito, S. és mtsai. A glutamin-szintetáz aktivitása táplálja a nukleotid bioszintézist és támogatja a glutamin-korlátozott glioblasztóma növekedését. Nat. Cell Biol. 17., 1556–1568 (2015).

Liu, X., Romero, I. L., Litchfield, L. M., Lengyel, E. & Locasale, J. W. Metformin a központi szén-anyagcserét célozza meg, és feltárja a mitokondriális követelményeket emberi rákos megbetegedésekben. Cell Metab. 24., 728–739 (2016).

Maddocks, O. D. és mtsai. A szerin éhezés stresszt és p53-függő metabolikus átalakulást indukál a rákos sejtekben. Természet 493, 542–546 (2013).

Maddocks, O. D. K. et al. A daganatok terápiás reakciójának modulálása étrendi szerin- és glicin éhezésre. Természet 544, 372–376 (2017).

Kavics, S. P. és mtsai. A szerinmegvonás fokozza a biguanidok daganatellenes aktivitását. Cancer Res. 74., 7521–7533 (2014).

Kanarek, N. és mtsai. A hisztidin katabolizmus a metotrexát érzékenység fő meghatározója. Természet 559, 632–636 (2018).

Knott, S. R. V. et al. Az aszparagin biohasznosulása szabályozza az áttétet az emlőrák modelljében. Természet 554, 378–381 (2018).

Mentch, S. J. és mtsai. A hiszton metilációs dinamikája és a gének szabályozása az egy szénatom anyagcseréjének érzékelésén keresztül történik. Cell Metab. 22., 861–873 (2015).

Gao, X., Reid, M. A., Kong, M. & Locasale, J. W. Metabolikus kölcsönhatások a rák epigenetikájával. Mol. Szempontok Med. 54., 50–57 (2017).

Orentreich, N., Matias, J. R., DeFelice, A. & Zimmerman, J. A. A patkányok alacsony metioninfogyasztása meghosszabbítja az életet. J. Nutr. 123., 269–274 (1993).

Lee, B. C. és mtsai. A metionin-korlátozás meghosszabbítja a Drosophila melanogaster alacsony aminosav-állapotú körülmények között. Nat. Commun. 5., 3592 (2014).

Malloy, V. L. és mtsai. A metionin-korlátozás megakadályozza a máj steatosisának előrehaladását leptinhiányos elhízott egerekben. Anyagcsere 62, 1651–1661 (2013).

Ables, G. P., Perrone, C. E., Orentreich, D. & Orentreich, N. A metioninnal korlátozott C57BL/6J egerek ellenállnak az étrend okozta elhízásnak és inzulinrezisztenciának, de alacsony a csontsűrűségük. PLOS ONE 7, e51357 (2012).

Malloy, V. L. és mtsai. A metionin-korlátozás csökkenti a zsigeri zsír tömegét és megőrzi az inzulin hatást az öregedő hím Fischer 344 patkányokban, függetlenül az energia korlátozásától. Öregedő sejt 5., 305–314 (2006).

Ser, Z. és mtsai. Az egyik szén-anyagcsere antimetabolittal történő megcélzása megzavarja a pirimidin homeosztázisát és nukleotid túlcsordulást indukál. Cella jelentések 15, 2367–2376 (2016).

Miousse, I. R. és mtsai. Egyszénű anyagcsere és ionizáló sugárzás: sokoldalú kölcsönhatás. Biomol. Fogalmak 8., 83–92 (2017).

Locasale, J. W. szerin, glicin és egy szénatomot tartalmazó egységek: a rák anyagcseréje teljes körben. Nat. Tiszt. Rák 13., 572–583 (2013).

Hoffman, R. M. és Erbe, R. W. High in vivo a metionin bioszintézisének aránya transzformált humán és rosszindulatú patkánysejtekben, auxotróf metioninra. Proc. Natl Acad. Sci. USA 73., 1523–1527 (1976).

Komninou, D., Leutzinger, Y., Reddy, B. S. és Richie, J. P. Jr. A metionin restrikció gátolja a vastagbél karcinogenezist. Nutr. Rák 54., 202–208 (2006).

Tyúk, J. R. és mtsai. A metionin-korlátozott étrend gátolja az MCF10AT1-ből származó emlődaganatok növekedését azáltal, hogy növeli a sejtciklus-gátlókat atmikus meztelen egerekben. BMC rák 16., 349 (2016).

Guo, H. és mtsai. Terápiás tumor-specifikus sejtciklus blokk, amelyet metionin éhezés vált ki in vivo. Cancer Res. 53, 5676–5679 (1993).

Saltz, L. B. és mtsai. A bevacizumab oxaliplatin alapú kemoterápiával kombinálva első vonalbeli terápiaként metasztatikus vastagbélrákban: randomizált, III. Fázisú vizsgálat. J. Clin. Oncol. 26., 2013–2019 (2008).

Douillard, J. Y. és mtsai. Randomizált, III. Fázisú vizsgálat a panitumumabbal infúziós fluorouracillal, leukovorinnal és oxaliplatinnal (FOLFOX4), szemben a FOLFOX4 önmagában, első vonalbeli kezelésként korábban kezeletlen metasztatikus vastagbélrákban szenvedő betegeknél: PRIME-tanulmány. J. Clin. Oncol. 28., 4697–4705 (2010).

Kirsch, D. G. és mtsai. A lágyrész szarkóma térbeli és időbeli korlátozása. Nat. Med. 13., 992–997 (2007).

Moding, E. J. és mtsai. A tumorsejtek, de az endothelsejtek nem, az elsődleges szarkómák felszámolását közvetítik sztereotaktikus testsugárterápiával. Sci. Fordítás Med. 7, 278ra34 (2015).

Durando, X. és mtsai. Optimális metioninmentes étrend időtartama nitrourea kezelésnél: I. fázisú klinikai vizsgálat. Nutr. Rák 60, 23–30 (2008).

Durando, X. és mtsai. Diétás metionin-korlátozás FOLFOX-kezeléssel, mint metasztatikus vastagbélrák első vonalbeli terápiája: megvalósíthatósági tanulmány. Onkológia 78, 205–209 (2010).

Kim, M. K. és mtsai. Az oxaliplatin-érzékenység előrejelzőjének jellemzése vastagbélrák preklinikai egérmodelljében. Mol. Cancer Ther. 11., 1500–1509 (2012).

Uronis, J. M. és mtsai. A beteg eredetű vastagbélrák-explantánsok szövettani és molekuláris értékelése. PLOS ONE 7, e38422 (2012).

Udofot, O. és mtsai. 5-fluorouracillal töltött, pH-érzékeny PEGilezett liposzómás nanorészecskék farmakokinetikai, biodisztribúciós és terápiás hatékonysága HCT-116 daganatos egérben. J. Nat. Sci. 2, e171 (2016).

Lee, C. L. és mtsai. Elsődleges daganatok képződése Flp rekombinázzal in FRT-mellette p53 egerek. Dis. Modell. Mech. 5., 397–402 (2012).

Moding, E. J. és mtsai. Atm a kettős rekombináz technológiával történő deléció elsősorban sugárérzékenyíti a tumor endotheliumát. J. Clin. Invest. 124, 3325–3338 (2014).

Liu, X. és mtsai. A nagy felbontású metabolomika acil-CoA profilozással széles körű átalakulást tár fel az étrend hatására. Mol. Sejt. Proteomika 14, 1489–1500 (2015).

Liu, X., Ser, Z. & Locasale, J. W. Nagyfelbontású metabolomikai technológia fejlesztése és kvantitatív értékelése. Anális. Chem. 86, 2175–2184 (2014).

Yuan, J., Bennett, B. D. és Rabinowitz, J. D. Kinetikai fluxus profilozása a sejtes metabolikus fluxusok számszerűsítésére. Nat. Protokollok 3, 1328–1340 (2008).

Holter, N. S. és mtsai. A génexpressziós profilok mögött álló alapvető minták: egyszerűség a bonyolultságtól. Proc. Natl Acad. Sci. USA 97, 8409–8414 (2000).

Thiele, I. és mtsai. Az emberi anyagcsere közösség által vezérelt globális rekonstrukciója. Nat. Biotechnol. 31, 419–425 (2013).

Köszönetnyilvánítás

Hálásan köszönjük a Nemzeti Egészségügyi Intézetek (NIH) R01CA193256, R21CA201963 és P30CA014236 (J.W.L.), R35CA197616 (D.G.K.), T32CA93240 (D.E.C.) és a Kanadai Egészségügyi Kutatási Intézetek (CIHR. 146818) támogatását. Köszönjük M. L. Kielnek és T. Hartmannak a diéták kialakításában nyújtott segítséget, és S. Heimnek az ételkészítéshez nyújtott segítséget az emberi vizsgálat során. Az emberi vizsgálatot részben támogatta a Penn State University Klinikai Kutatóközpontja (NIH M01RR10732). Hálásan köszönjük a Locasale laboratóriumának tagjait a megbeszélésekért és elnézést kérünk azoktól, akiknek munkáját helyszűke miatt nem tudtuk megemlíteni.

Szerzői információk

Ezek a szerzők egyformán járultak hozzá: Sydney M. Sanderson, Ziwei Dai

Hovatartozások

Farmakológiai és Rákbiológiai Tanszék, Duke University School of Medicine, Durham, NC, USA

Xia Gao, Sydney M. Sanderson, Ziwei Dai, Michael A. Reid, Peter G. Mikhael, Samantha J. Mentch, Juan Liu, David G. Kirsch és Jason W. Locasale

Sugárzáskológiai Osztály, Duke University Medical Center, Durham, NC, USA

Daniel E. Cooper és David G. Kirsch

Genomikai és Számítási Biológiai Központ, Duke University, Durham, NC, USA

Min Lu és David S. Hsu

Orvosi Onkológiai Osztály, Duke University Medical Center, Durham, NC, USA

Min Lu és David S. Hsu

Népegészségügyi Tanszék, Penn State University College of Medicine, Hershey, PA, USA

John P. Richie Jr és Ana Calcagnotto

Penn State University Klinikai Kutatóközpont, State College, PA, USA

Orentreich Alapítvány a tudomány fejlődéséhez, Cold Spring, NY, USA

Gene Ables és Sailendra N. Nichenametla

A PubMed Google Scholar alkalmazásban is kereshet erre a szerzőre

Hozzájárulások

X.G. és J.W.L. megtervezte a tanulmányt, megírta és szerkesztette a cikket. DECEMBER. és D.G.K. megtervezte a szarkóma kísérleteket és szerkesztette a lapot. M.L. és D.S.H. megtervezte és kivitelezte a colorectalis PDX modelleket, és szerkesztette a papírt. X.G., M.L., D.E.C., G.A. és M.A.R. állatkísérleteket végzett. X.G., S.M.S. és M.A.R. minden sejttenyésztési kísérletet elvégzett. J.P.R. Jr., A. Ciccarella, A. Calcagnotto és S.N.N. elvégezte az emberi vizsgálatot. Z.D. számítógépes elemzéseket végzett a P.G.M. kezdeti segítségével. J.L. és S.J.M. tömegspektrometriás metabolomikai kísérletekben segített.

Levelezési cím

Etikai nyilatkozatok

Versenyző érdekek

J.W.L. és X.G. rendelkeznek szabadalmakkal, amelyek az aminosav anyagcserére irányulnak a rákterápiában. D.G.K. társalapító és részesedéssel rendelkezik az XRAD Therapeutics nevű vállalatban, amely sugárérzékenyítő szereket fejleszt. Rádióérzékenyítő szerekkel kapcsolatos szabadalmaival is rendelkezik.

További információ

A kiadó megjegyzése: A Springer Nature semleges marad a közzétett térképeken és az intézményi kapcsolatokban szereplő joghatósági igények tekintetében.

Peer review információk Természet köszönet Danica Chennek, Naama Kanareknek és Alexei Vazqueznek a munka szakértői értékeléséhez való hozzájárulásukért.