靶向ATF4依赖的促生存自噬协同谷氨酰胺分解抑制

由于谷氨酰胺在癌症代谢中发挥核心作用，抑制谷氨酰胺分解已成为理想的抗癌治疗靶点。然而，抑制谷氨酰胺分解会导致自噬的激活，从而削弱其抗肿瘤作用。因此，我们研究了抑制谷氨酰胺分解诱导促生存自噬的机制。方法：对结直肠癌（CRC）细胞在谷氨酰胺分解抑制前后进行高通量测序，以鉴定差异表达基因。通过基因集富集分析，在谷氨酰胺分解抑制细胞中鉴定了激活转录因子4（ATF4）通路的富集。通过实时定量PCR（qRT-PCR）和蛋白质印迹评估ATF4的表达。通过蛋白质印迹评估ATF4对雷帕霉素机制靶标（mTOR）调节的功能。使用荧光素酶报告基因实验和染色质免疫沉淀确认ATF4对DNA损伤诱导转录本4（DDIT4）的调控。进行mRNA半衰期实验、RNA免疫沉淀、qRT-PCR和蛋白质印迹以确定FTO α-酮戊二酸依赖性双加氧酶（FTO）、YTH N6-甲基腺苷RNA结合蛋白2（YTHDF2）与ATF4之间的关系。通过串联单体红色荧光蛋白-绿色荧光蛋白荧光显微镜测量ATF4对促生存自噬的调控。最后，在氧化偶氮甲烷/葡聚糖硫酸钠小鼠模型中分析了自噬和谷氨酰胺分解抑制的协同效应。结果：谷氨酰胺分解抑制后，CRC细胞中ATF4通路被激活。功能上，ATF4转录上调DDIT4以抑制mTOR，从而在谷氨酰胺分解抑制期间诱导促生存自噬。有趣的是，谷氨酰胺分解抑制通过消除N6-甲基腺苷（m6A）修饰和YTHDF2介导的RNA衰变促进了ATF4 mRNA的表达。最后，抑制ATF4诱导的自噬增强了谷氨酰胺分解抑制的抗肿瘤功效。结论：谷氨酰胺分解抑制以m6A依赖性方式上调ATF4表达，通过转录激活mTOR抑制剂DDIT4来激活促生存自噬。靶向ATF4诱导的自噬是协同谷氨酰胺分解靶向疗法治疗癌症的新策略。