ATM抑制阻断葡萄糖代谢并增强耐药肺癌细胞系对癌基因驱动抑制剂的敏感性

背景：ATM是一种多功能丝氨酸/苏氨酸激酶，除在DNA修复机制中的公认作用外，还参与多种信号通路，包括氧化应激反应和通过磷酸戊糖途径的葡萄糖代谢分流。癌基因驱动的肿瘤发生通常意味着从氧化磷酸化到糖酵解的代谢转换，这提供了维持细胞增殖的代谢中间体。我们研究的目的是阐明ATM在癌基因驱动的癌细胞中调节葡萄糖代谢的作用，并测试ATM是否可能是抗癌治疗的合适靶点。 方法：两种癌基因驱动的非小细胞肺癌细胞系H1975和H1993，分别用ATM抑制剂KU55933单独或与癌基因驱动抑制剂WZ4002或克唑替尼联合处理。通过Western blotting分析关键糖酵解酶、线粒体复合物亚基（OXPHOS）、细胞周期蛋白D1和凋亡标志物。通过MTS法评估单独或联合使用KU55933和驱动抑制剂的药物诱导毒性。还分析了KU55933处理后葡萄糖消耗、丙酮酸、柠檬酸和琥珀酸水平。两种细胞系均转染ATM靶向siRNA或非靶向siRNA，然后暴露于驱动抑制剂处理。 结果：ATM抑制通过降低HKII、p-PKM2Tyr105、p-PKM2Ser37、丙酮酸脱氢酶复合物E1α亚基以及除ATP合酶外所有线粒体复合物亚基来失调和抑制葡萄糖代谢。相应地，ATM抑制后葡萄糖摄取和丙酮酸浓度降低，而两种细胞系中柠檬酸和琥珀酸水平升高，表明提供了替代代谢底物。ATM沉默导致糖酵解级联和OXPHOS水平发生类似变化。此外，驱动抑制剂放大了ATM下调对葡萄糖代谢的影响，ATM抑制剂与驱动抑制剂的联合治疗通过增加凋亡反应增强了驱动抑制剂单独使用的细胞毒性作用。 结论：抑制ATM降低了癌基因驱动的癌细胞中糖酵解酶和OXPHOS水平，并增强了驱动抑制剂诱导的凋亡，从而强调了在体内抗癌治疗中联合使用ATM和驱动抑制剂的可能性。