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。2015年7月；236(3):278-89.
doi:10.1002/path.4518。 Epub 2015年4月7日。

靶向ASCT2介导的谷氨酰胺摄取阻断前列腺癌生长和肿瘤发展

钱旺（Qian Wang） 1 2 三, 瑞安·哈迪 1 2 三, 安德鲁·霍伊 4, 米歇尔·范·盖尔德马尔森 1 2 三, Dadi Gao公司 2 三 5, 拉丹·法兹利 6, 马丁·萨多夫斯基 7, 塞赫尔·巴拉班 4, 马克·施罗德 4, 拉吉尼·纳加拉杰 1 2 三, 贾斯汀·J-L Wong 2 三, 辛西娅·梅蒂尔 2 三, 纳塔莉亚·皮内洛 2 三, 尼古拉斯·J·奥特 1 2 三, 梅兰妮·L·雷曼 7, 马丁·格里夫 6, 科琳·C·纳尔逊 7, 查尔斯·G·贝利 2 三, 威廉·里奇 2 三 5, 约翰·E·J·拉斯科 2 三 8, 杰夫·霍尔斯特 1 2 三
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靶向ASCT2介导的谷氨酰胺摄取阻断前列腺癌生长和肿瘤发展

钱旺（Qian Wang）等人。 病理学杂志。 2015年7月。

摘要

谷氨酰胺在癌细胞中是有条件必需的，被用作大分子生产的碳和氮源，以及促进三羧酸（TCA）循环的再生反应。在本研究中，我们证明谷氨酰胺转运体ASCT2（SLC1A5）在前列腺癌患者样本中高度表达。使用LNCaP和PC-3前列腺癌细胞系，我们发现体外化学或shRNA-介导的ASCT2功能抑制可降低谷氨酰胺摄取、通过E2F转录因子的细胞周期进展、mTORC1途径激活和细胞生长。化学抑制也会减少基础氧消耗和脂肪酸合成，表明下游代谢功能依赖于ASCT2介导的谷氨酰胺摄取。此外，PC-3细胞异种移植中ASCT2的shRNA敲低显著抑制体内肿瘤生长和转移，与E2F细胞周期途径蛋白的下调相关。总之，ASCT2介导的谷氨酰胺摄取对多种途径调节细胞周期和细胞生长至关重要，因此是前列腺癌的潜在治疗靶点。

关键词：ASCT2；SLC1A5；细胞周期；谷氨酰胺；代谢；前列腺癌。

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数字

图1
图1
ASCT2受雄激素受体调节，在前列腺癌患者样本和异种移植物中表达。（A）ASCT2型TCGA数据集中匹配前列腺癌样本与邻近正常前列腺的mRNA表达比较（数据为平均值 ± 扫描电镜；成对的，成对的t吨‐测试；n个 = 36). （B） Gleason 3、4和5级前列腺癌患者样本中ASCT2蛋白表达的代表性图像，以及间隔1–6个月、7–12个月接受新辅助激素治疗（NHT）后的患者样本和复发癌患者样本；比例尺 = 100 微米。（C） 患者队列ASCT2表达的免疫组化评分(n个 = 46）和NHT治疗1-6个月后(n个 = 54），7-12个月(n个 = 76）和复发性癌症(n个 = 32); 数据是平均值 ± 扫描电镜；Mann–Whitney U测试。（D） 微阵列分析ASCT2型非去势小鼠LNCaP异种移植瘤的mRNA表达（完整；n个 = 10） 去势后退化肿瘤（退化；n个 = 6） 阉割后PSA最低值（最低值；n个 = 10） 前列腺癌复发（复发；n个 = 6） 和去势抵抗前列腺癌（CRPC；n个 = 13); 数据是平均值 ± 扫描电镜；Mann–Whitney U检验；*第页 < 0.05,** 第页 < 0.01,*** 第页 < 0.001
图2
图2
抑制前列腺癌细胞系中ASCT2介导的谷氨酰胺转运。（A） 通过western blotting在LNCaP、PC-3和DU145细胞系中检测ASCT2蛋白。（B，C）BenSer的影响（10 米米)对LNCaP、PC-3和DU145细胞系中谷氨酰胺（B）和亮氨酸（C）的转运进行了评估。（D） 在BenSer存在下检测LNCaP、PC-3和DU145的细胞生长。（E） 通过western blotting检测BenSer存在下LNCaP和PC-3细胞中CDK1、CDC20和UBE2C的表达。（F） BenSer或GPNA治疗2天后，在LNCaP和PC-3细胞中分析mTORC1途径激活（p‐p70S6K） h.（B，C）数据为平均值 ± 扫描电镜(n个≥3); 采用Mann-Whitney U检验分析数据。（D） 数据是平均值 ± 扫描电镜(n个≥3); 数据分析采用双向方差分析；*第页 < 0.05,** 第页 < 0.01,*** 第页 < 0.001
图3
图3
抑制ASCT2影响LNCaP和PC-3细胞的细胞代谢。（A，B）使用SeaHorse XF分析仪对用BenSer（10 米米)或GPNA（1 米米). （C、D）14一氧化碳2用BenSer（10 米米)或GPNA（1 米米). 用BenSer（10 米米)或GPNA（1 米米). （G–J）治疗24小时后，测量LNCaP（G，I）和PC-3细胞（H，J）中细胞磷脂（G，H）和中性脂质（I，J）的平均荧光强度 h带BenSer（10 米米)，GPNA（1 米米)或TOFA（10 µ米). 用BenSer、GPNA或TOFA处理LNCaP（K）和PC-3（L）细胞后，测量（K，L）脂滴。（A–F）数据为平均值 ± 扫描电镜(n个≥3） ；采用单因素方差分析对数据进行分析。（G–L）数据为平均值 ± 扫描电镜(n个 ≈ 300个单元格）；采用单因素方差分析进行数据分析；*第页 < 0.05,** 第页 < 0.01,*** 第页 < 0.001
图4
图4
用BenSer或GPNA处理的PC-3细胞的RNA‐seq分析。（A） BenSer和GPNA治疗组上调或下调基因的文氏图。（B，C）基因本体分类的基因集富集分析（GSEA）图对照中的RNA处理和细胞周期过程与GPNA（1 米米; B） 或BenSer（10 米米; C） 治疗。对照组E2F转录因子基序基因集与GPNA（1）的（D，E）GSEA图 米米; D） 或BenSer（10 米米; E） 治疗。对照组BCH下调基因集（来自23）与GPNA（1）的（F，G）GSEA图 米米; F） 或BenSer（10 米米; G） 治疗组
图5
图5
前列腺癌细胞增殖需要ASCT2。（A） 使用shASCT2#1或shASCT2#2分析LNCAP或PC-3细胞中shRNA敲除后的ASCT2蛋白。（B，C）shASCT2敲除后LNCaP或PC-3细胞摄取谷氨酰胺（B）或亮氨酸（C）的分析。用MTT法分析shASCT2#2敲除后（D，E）LNCaP（D）和PC-3（E）细胞的生长。（F，G）在PC-3细胞中shASCT2#2敲除后，分析细胞周期进展（BrdU掺入；F）和mTORC1途径激活（p‐p70S6K；G）。（B、C、F）数据为平均值 ± 扫描电镜(n个≥3); 采用Mann-Whitney U检验分析数据。（D，E）数据为平均值 ± 扫描电镜(n个≥3); 使用双向方差分析评估显著性；*第页 < 0.05,** 第页 < 0.01,*** 第页 < 0.001
图6
图6
肿瘤生长需要ASCT2体内（A）将稳定表达shControl或shASCT2#2的PC-3-luc细胞皮下注射到雄性裸鼠的左右背侧翼；在第2天和第32天显示生物发光图像。（B） 在shControl中通过生物发光每周测量两次肿瘤生长(n个= 10） 和shASCT2(n个 = 8） 小鼠；数据是平均值 ± 扫描电镜；采用双向方差分析评估显著性；*** < 0.001. （C，D）肿瘤（shControl，n个 = 20; shASCT2#2，n个= 15） 32天后收获，成像（C）并称重（D）。（E） 在PC-3异种移植物中shASCT2敲除后测量磷酸化p70S6K。（F） 对shControl和shASCT2肿瘤切片进行CDK1、CDC20、UBE2C和Ki67表达染色；代表性形象；比例尺 = 100 微米。用生物发光法测定肝和肺自发转移瘤的（G，H）数量（G）和大小（H）。（B） 数据均为平均值 ± 扫描电镜；使用双向方差分析评估显著性。（D，H）数据为平均值 ± 扫描电镜；采用Mann-Whitney U检验分析数据。（G） 使用双尾Fisher精确检验评估shControl和shASCT2小鼠第32天的自发转移数量；*第页 < 0.05,** 第页 < 0.01,*** 第页 < 0.001
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