Branched-chain amino acid transaminase 1 confers EGFR-TKI resistance through epigenetic glycolytic activation.
分岐鎖アミノ酸トランスアミナーゼ1はエピジェネティックな解糖系活性化を介してEGFR-TKI耐性を付与する (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- ヒト・動物 併記
- 出版年
- 2024
- 出典
- doi.org
- 抄録の表示
- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/03
- 鮮度
- 確認期限内
- 確認段階
- 自動処理
- 記録状態
- 公開
日本語要約(機械生成)
本研究は、第三世代EGFRチロシンキナーゼ阻害剤(TKI)に対する獲得耐性の機構を解明することを目的とした。オシメルチニブおよびASK120067耐性腫瘍モデルを用いた高感度プロテオミクス解析により、耐性腫瘍で分岐鎖アミノ酸トランスアミナーゼ1(BCAT1)の発現が亢進していることを見出した。BCAT1の遺伝子欠失または薬理学的阻害は、耐性細胞の増殖を抑制し、TKI感受性を部分的に回復させた。機構的には、BCAT1の亢進が分岐鎖アミノ酸代謝をリプログラミングし、α-ケトグルタル酸依存的なH3K27脱メチル化を促進して解糖系関連遺伝子の転写抑制を解除し、解糖系を亢進させることが示された。さらに、新規BCAT1阻害剤WQQ-345がin vitroおよびin vivoでTKI耐性肺癌に対して抗腫瘍活性を示した。以上より、BCAT1はエピジェネティックな解糖系活性化を介してTKI耐性を媒介し、耐性肺癌の治療標的として有望であることが示唆された。
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抄録
Third-generation EGFR tyrosine kinase inhibitors (TKIs), exemplified by osimertinib, have demonstrated promising clinical efficacy in the treatment of non-small cell lung cancer (NSCLC). Our previous work has identified ASK120067 as a novel third-generation EGFR TKI with remarkable antitumor effects that has undergone New Drug Application (NDA) submission in China. Despite substantial progress, acquired resistance to EGFR-TKIs remains a significant challenge, impeding the long-term effectiveness of therapeutic approaches. In this study, we conducted a comprehensive investigation utilizing high-throughput proteomics analysis on established TKI-resistant tumor models, and found a notable upregulation of branched-chain amino acid transaminase 1 (BCAT1) expression in both osimertinib- and ASK120067-resistant tumors compared with the parental TKI-sensitive NSCLC tumors. Genetic depletion or pharmacological inhibition of BCAT1 impaired the growth of resistant cells and partially re-sensitized tumor cells to EGFR TKIs. Mechanistically, upregulated BCAT1 in resistant cells reprogrammed branched-chain amino acid (BCAA) metabolism and promoted alpha ketoglutarate (α-KG)-dependent demethylation of lysine 27 on histone H3 (H3K27) and subsequent transcriptional derepression of glycolysis-related genes, thereby enhancing glycolysis and promoting tumor progression. Moreover, we identified WQQ-345 as a novel BCAT1 inhibitor exhibiting antitumor activity both in vitro and in vivo against TKI-resistant lung cancer with high BCAT1 expression. In summary, our study highlighted the crucial role of BCAT1 in mediating resistance to third-generation EGFR-TKIs through epigenetic activation of glycolysis in NSCLC, thereby supporting BCAT1 as a promising therapeutic target for the treatment of TKI-resistant NSCLC.
MeSH
DOI 10.1038/s41392-024-01928-8
PMID 39143065
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