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.2015年1月29日;3(1):2.
doi:10.1186/s40170-014-0026-z。 电子收集2015。

丙酮酸盐对低氧活化前药TH-302致胰腺肿瘤增敏

附属公司

丙酮酸盐对低氧活化前药TH-302致胰腺肿瘤增敏

乔纳森·沃伊特科威克等。 癌症Metab. .

摘要

背景:实体肿瘤中的缺氧壁龛中藏有耐药细胞。低氧活化前药(HAP)被设计用于克服这种耐药性,迄今为止,已开始显示临床疗效。然而,临床HAP活性可以得到改善。在本研究中,我们试图确定非药理学方法,以急性加重肿瘤缺氧,增加胰腺导管腺癌(PDAC)肿瘤模型中TH-302活性。

结果:利用三株对TH-302不同敏感性的人PDAC细胞系(Hs766t>MiaPaCa-2>SU.86.86)建立PDAC异种移植模型。除了定量免疫组织化学外,分别使用Seahorse XF系统和超极化(13)C丙酮酸MRI在体外和体内对PDAC细胞进行代谢分析。利用电子顺磁共振(EPR)氧显像测定外源性丙酮酸对肿瘤氧合的影响。与TH-302抗性株SU.86.86相比,Hs766t和MiaPaCa-2细胞表现出糖酵解表型。支持这一观察的是Hs766t和MiaPaCa异种移植物中较高的乳酸/丙酮酸比率,如体内超极化丙酮酸MRI研究所观察到的。巧合的是,在Hs766t和MiaPaCa模型中,体外(海马耗氧量)和体内(EPR氧成像)对外源丙酮酸的反应最大,可能是由于线粒体储备能力较高。在SU.86.86模型中,丙酮酸的耗氧量和体内缺氧状态的变化是有限的。在MiaPaCa模型中,丙酮酸和TH-302的体内联合治疗显著降低了肿瘤生长,提高了生存率,并提高了Hs766t肿瘤的生存率。

结论:通过代谢谱分析、功能成像和计算模型,我们发现外源性丙酮酸通过短暂增加肿瘤低氧代谢而提高了TH-302活性。此外,这项工作确定了一组生物标记物,可用于临床预测哪些肿瘤对丙酮酸+TH-302联合治疗最敏感。本研究结果支持以下观点:肿瘤缺氧的急性增加有利于提高HAP的临床疗效,并对PDAC和其他癌症的未来治疗产生积极影响。

关键词:计算建模;功能成像;缺氧;低氧激活前药;代谢;胰腺癌;TH-302;肿瘤微环境。

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数字

图1
图1
肿瘤缺氧是TH-302治疗的主要决定因素。 (a)-c)TH-302单药治疗Hs766t的疗效(a),MiaPaCa-2(b)和SU.86.86(c)肿瘤(50 mg/kg x 3天/周x 2周)。黑条代表治疗管理。N=每个治疗组10只动物。(d)吡莫达唑染色作为物理性肿瘤缺氧的生物标志物。在肿瘤切除前2小时注射盐酸吡莫尼唑。比例尺=300μM(e)碳酸酐酶IX(CAIX)染色作为肿瘤生物缺氧的生物标志物。PPC分析表明,Hs766t和MiaPaCa-2肿瘤表达的CAIX明显高于SU.86.86肿瘤。(f)PDAC肿瘤在TH-302治疗(50 mg/kg)前后48小时的g-H2AX组织学染色。(g)g-H2AX染色的核染色强度分析。在Hs766t和MiaPaCa-2 Th-302治疗的肿瘤中,g-H2AX显著增加。数据表示为三个肿瘤样本的平均值±S.D。使用双尾Student t检验确定显著性。#p=0.06,**p<0.01,***,p<0.001。比例尺=100μM。另请参阅附加文件1:图S2。
图2
图2
体外 PDAC细胞系的代谢分析。基本耗氧率[OCR(pMoles/min/mg蛋白质)](a),质子生成速率[PPR(pMoles/min/mg蛋白质)](b)和OCR/PPR(c)使用XF96对所有三个PDAC细胞系进行测量。数据表示为平均值±S.D。(d)线粒体生物能量学特征表明SU.86.86细胞比Hs766t和MiaPaCa-2细胞氧化性更强。寡聚=1μM寡霉素,FCCP=1μM FCCP,Rot/Ant=1μL鱼藤酮和1μM抗霉素A。(e)糖酵解生物能谱显示,与SU.86.86细胞相比,MiaPaCa-2和Hs766t细胞表现出糖酵分解表型。Gluc=12 mM D-葡萄糖,Oligo=1μM寡霉素,2-DG=50 mM 2-脱氧葡萄糖。(f-h)剂量依赖性服用外源丙酮酸钠后的ΔOCR。数据以三个重复研究的平均值±标准差表示。采用双尾Student t检验确定显著性。*p<0.05,**p<0.01,***,p<0.001,***p<0.0001。另请参见附加文件1:图3和图4。(i) 葡萄糖摄取百分比和(j)丙酮酸摄取百分比与T=0底物浓度相关。数据以三个重复的平均值±S.D.表示。
图3
图3
动态 13 静脉注射丙酮酸后的C核磁共振波谱。 13Hs766t的C MR光谱(a),MiaPaCa-2(c)和SU.86.86(e)肿瘤。N=4个肿瘤/细胞株。丙酮酸盐和乳酸盐的峰值分别为171和183ppm。每2秒钟采集一次光谱。插入包含切片ROI(红色方框)的T2加权轴向MR图像。Hs766t的肿瘤乳酸和丙酮酸峰值强度随时间变化(b)、MiaPaCa-2(d)和SU.86.86(f)肿瘤。(g)所有三种肿瘤类型的乳酸与丙酮酸比率(Lac/Pyr)。(每组4个肿瘤,以平均值±S.D.表示)。(h)乳酸脱氢酶A(LDHA)组织学染色和(i)三种PDAC肿瘤的PPC分析。与SU.86.86相比,LDHA在Hs766t和MiaPaCa-2肿瘤中的表达显著增加。数据表示为四个生物重复的平均值±标准差。采用双尾Student t检验确定显著性。*p<0.05。比例尺=100μM。
图4
图4
外源性丙酮酸给药后的EPR肿瘤氧显像。(a–c)皮下Hs766t的EPR氧显像(a),MiaPaCa-2(b)和SU.86.86(c)肿瘤静脉注射丙酮酸前后(10–60分钟)。典型的T2加权解剖MR成像和pO2提供了地图N个 = 每种肿瘤类型有4个生物复制。(d)平均pO的时间变化2(e)丙酮酸治疗的PDAC肿瘤的缺氧百分比(<10 mmHg)。数据表示为平均值±S.D.提出丙酮酸敏感性的组织学预测生物标记物。(f)单羧酸转运体的组织学染色(MCT公司)1在PDAC皮下肿瘤中的表达。包括相应的阳性像素膜染色图像。人PDAC组织微阵列染色检测MCT1(g),MCT4(h)和丙酮酸激酶亚型M2(i).(j)高分化人PDAC组织核心的阳性率分布。比例尺 = 100微米。另请参见附加文件1:图S5。
图5
图5
体内 丙酮酸预处理对提高TH-302疗效的影响。Hs766t局部肿瘤控制率(a),MiaPaCa-2(b)和SU.86.86(c)在用外源性丙酮酸(1.15 mMol/kg丙酮酸IV,80 mg/kg TH-302 I.P.×5天之前30分钟)预处理30分钟后,用生理盐水、TH-302单独治疗(80 mg/kg×5天I.P.)或TH-302治疗肿瘤。当肿瘤达到2000毫米时,将小鼠从研究中移除,以存活动物的百分比来衡量反应3丙酮酸预处理显著改善了Hs766t的局部控制(第页 < 0.00225)和MiaPaCa-2肿瘤对SU.86.86无明显影响。(d)用TH-302和TH-302联合丙酮酸预处理治疗胰腺肿瘤的小鼠的平均生存期(天)。N个 = 每个治疗组10只小鼠。一个双尾学生的t吨-试验用于确定显著性**第页 < 0.01.
图6
图6
氧气和活性TH-302在模拟MiaPaCa-2组织细胞外空间的分布。 (a)选择用CD-31(i)染色的MiaPaCa-2异种移植物组织的ROI(ii)进行分割(iii),并用作氧(IV)间质运输的硅内模拟区域。(b、c)氧(第1列)、丙酮酸(第2列)、非活性TH-302(第3列)和活性TH-303(第4列)的时间和空间分布。条形图显示了穿过组织切片的化合物的平均数量。氧柱图中的垂直线显示了组织正常氧区(左)和缺氧区(右)之间的边界。活跃的TH-302组织图中的黑点表示死亡细胞。(b)治疗前氧气的初始分配。丙酮酸、非活性和活性TH-302均不存在。(c)涂抹TH-302 10分钟后,化合物的分布。在自下而上的模拟中,在TH-302(第二列)前30分钟施用丙酮酸,这导致pO2降低,因为暴露于丙酮酸的细胞(第一列)吸氧增加,并且TH-302激活的扩展区域(最后一列)。(d)涂抹TH-302后30分钟,化合物的分布。在自下而上的模拟中,在TH-302(第二列)前30分钟施加丙酮酸。与仅用TH-302模拟相比,TH-302激活的区域大两倍(最后一列中的黄色区域),并且死亡细胞的数量大88%(最后一列中的黑点)。

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引用人

工具书类

    1. Overgaard J.低氧放射增敏:崇拜和忽视。临床肿瘤杂志。2007;25:4066–4074. doi:10.1200/JCO.2007.12.7878。-内政部-公共医学
    1. 华盛顿州丹尼。癌症治疗中的低氧活化前药:临床进展。未来肿瘤。2010;6:419–428. doi:10.2217/fon.10.1。-内政部-公共医学
    1. Wilson WR,Hay MP。靶向性缺氧在癌症治疗中的应用。Nat Rev癌症。2011;11:393–410. doi:10.1038/nrc3064。-内政部-公共医学
    1. Meng F、Evans JW、Bhupathi D、Banica M、Lan L、Lorente G、Duan JX、Cai X、Mowday AM、Guise CP、Maroz A、Anderson RF、Patterson AV、Stachelek GC、Glazer PM、Matteucci MD、Hart CP。低氧激活前药TH-302的分子和细胞药理学。摩尔癌症治疗。2012;11:740–751. doi:10.1158/1535-7163.MCT-11-0634。-内政部-公共医学
    1. Sun JD、Liu Q、Wang J、Ahluwalia D、Ferraro D、Wang Y、Duan JX、Ammons WS、Curd JG、Matteucci MD、Hart CP。缺氧激活的前药TH-302选择性靶向肿瘤缺氧在癌症临床前模型中抑制肿瘤生长。《临床癌症研究》2012;18:758–770. doi:10.1158/1078-0432.CCR-11-1980。-内政部-公共医学

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