原癌基因酪氨酸激酶c-SRC通过重塑脂肪酸合成促进胶质母细胞瘤进展

The proto-oncogene tyrosine kinase c-SRC facilitates glioblastoma progression by remodeling fatty acid synthesis.

作者信息Wentao Zhao, Cong Ouyang, Liang Zhang, Jinyang Wang, Jiaojiao Zhang, Yan Zhang, Chen Huang, Qiao Xiao, Bin Jiang, Furong Lin, Cixiong Zhang, Mingxia Zhu, Changchuan Xie, Xi Huang, Bingchang Zhang, Wenpeng Zhao, Jiawei He, Sifang Chen, Xiyao Liu, Donghai Lin, Qinxi Li, Zhanxiang Wang
PMID39198451
发布时间2024-08-28
DOI10.1038/s41467-024-51444-0

实验完整度

包含临床样本分析、细胞增殖/克隆形成实验、原位异种移植模型、代谢物检测(NMR/LC-MS/GC-MS)及机制验证(磷酸化位点突变、酶活测定等)。

主要模型

U87细胞系 CHG-5细胞系 原代胶质瘤细胞 小鼠原位移植瘤模型(BALB/c裸鼠)

重点核对

c-SRC在胶质瘤样本中的激活状态(p-c-SRC)及与WHO分级的相关性 shRNA敲低c-SRC后细胞增殖、克隆形成及原位肿瘤生长的变化 c-SRC磷酸化ACSS2(Tyr530/Tyr562)和ACLY(Tyr682)的验证(体内外激酶实验、突变体) ACSS2/ACLY双突变对乙酰辅酶A、NADPH水平及脂肪酸合成的影响 临床样本中c-SRC活性与ACSS2/ACLY磷酸化的相关性

摘要

脂肪酸合成增加有利于胶质母细胞瘤的恶性进展。然而,细胞质乙酰辅酶A(脂肪酸合成的唯一底物)产生的协调调控仍不清楚。在此,我们展示了原癌基因酪氨酸激酶c-SRC在胶质母细胞瘤中被激活,并重塑细胞质乙酰辅酶A的产生以促进脂肪酸合成。首先,乙酸盐是胶质母细胞瘤脂肪酸合成的重要底物。c-SRC磷酸化乙酰辅酶A合成酶ACSS2的Tyr530和Tyr562,刺激乙酸盐在细胞质中转化为乙酰辅酶A。其次,c-SRC通过磷酸化ATP柠檬酸裂解酶ACLY的Tyr682抑制柠檬酸衍生的乙酰辅酶A合成。ACLY磷酸化使柠檬酸转向IDH1催化的NADPH产生,为脂肪酸合成提供还原当量。c-SRC无反应的ACSS2和ACLY双突变显著减少脂肪酸合成并阻碍胶质母细胞瘤进展。总之,这种重塑满足了胶质母细胞瘤细胞在脂肪酸合成中对乙酰辅酶A和NADPH的双重需求,并为通过抑制c-SRC治疗胶质瘤提供了证据。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
c-SRC如何通过协调调控ACSS2和ACLY来重塑脂肪酸合成,从而促进胶质母细胞瘤进展?
核心机制
c-SRC磷酸化ACSS2(Tyr530/Tyr562)激活其将乙酸盐转化为乙酰辅酶A的功能,同时磷酸化ACLY(Tyr682)抑制其活性,使柠檬酸转向IDH1催化的NADPH产生,从而同时满足脂肪酸合成对乙酰辅酶A和NADPH的需求。
主要证据
通过临床样本分析、细胞增殖/克隆形成实验、原位移植瘤模型、代谢物示踪([13C]-乙酸/葡萄糖)及磷酸化位点突变体(ACSS2-DMut、ACLY-Y682F)等证明c-SRC的作用。
研究意义
揭示了c-SRC通过重构脂肪酸合成促进胶质母细胞瘤进展的新机制,并提出开发特异性c-SRC抑制剂作为胶质瘤治疗的潜在策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

评估c-SRC在胶质瘤中的激活及其对进展的影响

验证c-SRC是否在胶质瘤中激活并促进肿瘤进展。

检测临床样本中c-SRC磷酸化水平,敲低或抑制c-SRC后观察细胞增殖、克隆形成及原位肿瘤生长。

2

检测c-SRC对乙酸盐利用和脂肪酸合成的影响

探究c-SRC是否通过增加乙酸盐利用促进脂肪酸合成。

用NMR检测培养基中乙酸浓度,用同位素标记的乙酸和葡萄糖追踪乙酰辅酶A、丙二酰辅酶A及脂肪酸的合成。

3

验证c-SRC与ACSS2的相互作用及其磷酸化位点

确定c-SRC是否直接磷酸化ACSS2并识别磷酸化位点。

通过免疫共沉淀、GST-pulldown验证相互作用,通过质谱和磷酸化抗体确定位点,并通过体外激酶实验验证。

4

检验ACSS2磷酸化对脂肪酸合成的功能影响

确认c-SRC磷酸化ACSS2是否激活其功能,促进脂肪酸合成。

在ACSS2敲低或突变细胞中检测乙酰辅酶A、丙二酰辅酶A和脂肪酸的合成。

5

验证c-SRC与ACLY的相互作用及磷酸化位点

确定c-SRC是否直接磷酸化ACLY并识别磷酸化位点。

通过IP和GST-pulldown验证相互作用,质谱鉴定位点,体外激酶实验验证。

6

探究ACLY磷酸化抑制其活性并促进NADPH产生

验证c-SRC磷酸化ACLY是否抑制其活性,从而将柠檬酸转向NADPH合成。

测定ACLY酶活性、NADPH水平及脂肪酸合成,并检测ACLY-Y682F突变的影响。

7

验证c-SRC协调调控ACSS2和ACLY对肿瘤进展的作用

综合验证c-SRC通过同时调控ACSS2和ACLY促进脂肪酸合成和肿瘤进展。

双重敲低ACSS2和ACLY后回补野生型或突变体,检测代谢物、细胞增殖及原位肿瘤生长。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清----
PP2MedChemExpressHY-13805
SaracatinibSelleck Chemicals379231-04-6
[U-13C]-葡萄糖Cambridge Isotope Laboratories110187-42-3
[2-13C]-乙酸Cambridge Isotope Laboratories13291-89-9
TurboFect转染试剂Thermo Fisher ScientificR05312
抗Flag M2磁珠Sigma--
PVDF膜Roche--
兔抗SRC抗体(货号2123)Cell Signaling Technology2123
兔抗磷酸化SRC(Tyr416)抗体(货号6943S)Cell Signaling Technology6943S
兔抗ACLY抗体(货号15421-1-AP)Proteintech15421-1-AP
兔抗ACSS2抗体(货号16087-1-AP)Proteintech16087-1-AP
兔抗HA抗体(货号51064-2-AP)Proteintech51064-2-AP
小鼠抗β-actin抗体(货号A1978)Cell Signaling TechnologyA1978
小鼠抗FLAG抗体(货号F1804)Cell Signaling TechnologyF1804
山羊抗小鼠IgG二抗(货号31430)Invitrogen31430
山羊抗兔IgG二抗(货号31460)Invitrogen31460
谷胱甘肽琼脂糖珠----
Ni-NTA琼脂糖Thermo Fisher Scientific25215
胶原酶ISigma-AldrichSCR103
Bruker Avance III 850 MHz波谱仪Bruker--
Bruker Avance III 600 MHz波谱仪Bruker--
SCIEX ExionLC AD液相色谱系统SCIEX--
Millipore ZIC-pHILIC色谱柱Millipore1.50462.0001
AB SCIEX Triple TOF 5600系统AB SCIEX--
安捷伦7000DAgilent--
BALB/c裸鼠----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
细胞系U87、CHG-5、HEK-293T、SYF-KO MEF(来源ATCC等),DMEM培养基含10%FBS,37°C,5% CO2
阅读提示:Methods: Cell culture
药物处理
c-SRC抑制剂PP2和Saracatinib的浓度及处理时间(如10μM Saracatinib处理24小时)
阅读提示:Methods: Antibodies and reagents; Figure 3l
代谢物示踪
使用5mM [2-13C]-acetate或10mM [U-13C]-glucose处理细胞的时间(24小时或3天)
阅读提示:Methods: Quantification of metabolites based on LC-MS; Metabolite extraction and GC-MS analysis
蛋白相互作用
免疫沉淀使用anti-Flag M2 beads,内源IP使用特异性抗体,GST-pulldown使用GST融合蛋白
阅读提示:Methods: Immunoprecipitation and Western blot; Protein purification and GST-pulldown assay
磷酸化位点验证
使用特异性磷酸化抗体p-Tyr530和p-Tyr562,或通过质谱鉴定
阅读提示:Methods: LC-MS-based identification of tyrosine phosphorylation
动物实验
原位移植模型采用6周龄雌性BALB/c裸鼠,注射1×10^5细胞(5μL),30天后MRI测量
阅读提示:Methods: Generation of mice orthotopic tumor (MOT) of glioma