Mitochondrial lysophosphatidic acid generating enzymes glycerol-3-phosphate acyltransferase 1 and acylglycerol kinase are associated with ovarian cancer cell migration.
Loading...
Date
2025
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Alternative Title(s)
Abstract
Metastasen bleiben die Hauptursache für die Sterblichkeit bei Eierstockkrebs, insbesondere bei hochgradigem serösem Eierstockkrebs (HGSOC), der als der häufigste und aggressivste Subtyp bekannt ist. Der Prozess der Tumormetastasierung ist eng mit der metabolischen Umprogrammierung verbunden, einschließlich Veränderungen in der Verstoffwechselung der Glycerophospholipiden. Unsere vorherige Forschung hat gezeigt, dass eine hohe Expression des mitochondrialen Enzyms Glycerol-3-phosphat-Acyltransferase 1 (GPAM), das den ersten Schritt in der Triglyceridsynthese katalysiert, mit einer schlechten Prognose bei Eierstockkrebs assoziiert ist. Neuere unveröffentlichte Daten haben zudem gezeigt, dass die GPAM-Expression in omentalen Metastasen signifikant höher ist im Vergleich zu primären Tumorgeweben von
Eierstockkrebspatientinnen. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass die Herunterregulierung von GPAM in verschiedenen Krebszelllinien die Zellmigration, ein wichtiger Faktor bei der Tumormetastasierung, signifikant reduzierte. Im Gegensatz dazu erhöhte die Überexpression von GPAM in HEK293-Zellen deren Migrationsfähigkeit. In vivo war die Herunterregulierung von GPAM in der Eierstockkrebs-Zelllinie ES2 mit einem reduzierten Tumorwachstum in einem subkutanen Xenograft-Mausmodell assoziiert. GPAM katalysiert die Produktion des bioaktiven Signallipids, Lysophosphatidsäure (LPA), durch die Acylierung von Glycerol-3-phosphat (G3P), und in vitro-Studien in Brustkrebszellen zeigten eine Assoziation zwischen intrazellulären LPA-Spiegeln und der Migrationsfähigkeit der Zellen. Neben GPAM kann auch eine Reihe anderer Enzyme, einschließlich der Acylglycerolkinase (AGK) intrazellulär LPA produzieren. Desweiteren wird das Enzym AGK zunehmend mit verschiedenen Krebsarten in Verbindung gebracht wird. Insgesamt motivierten diese vorherigen Ergebnisse die vorliegende Studie, die darauf abzielt, die Rollen der intrazellulären LPA-produzierenden Enzyme GPAM und AGK in krebsbezogenen Prozessen bei HGSOC zu untersuchen.
In dieser Studie wurde zunächst ein Panel von Eierstockkrebszelllinien verwendet, um die basale Expression von GPAM und AGK sowie die intrazellulären Lipidprofile und die Migrationsfähigkeit der Zellen zu charakterisieren, um geeignete Modelle für die funktionale Analyse zu identifizieren. Fünf HGSOC-Zelllinien wurden für weitere Untersuchungen ausgewählt. Die Herunterregulierung von GPAM und AGK mittels siRNA führte in allen Zelllinien konsistent zu einer signifikanten Reduktion der Zellmigration. Darüber hinaus zeigten OVCAR8-Zellen nach dem Stilllegen von sowohl GPAM als auch AGK eine gestörte Sphäroidbildung und -ausbreitung. Die stabile
Überexpression von AGK erhöhte sowohl die Zellmigration als auch die Sphäroidbildung, was auf die Rolle von AGK bei der Förderung krebsrelevanter Phänotypen hinweist. Verschiedene Endpunkte wurden untersucht, um den zugrunde liegenden Mechanismus zu untersuchen, durch den GPAM und AGK die Migration sowie die Sphäroidbildung und -ausbreitung regulieren. Interessanterweise ergab die gezielte Lipidomik-Analyse mit Massenspektrometrie keine konsistenten Veränderungen der intrazellulären LPA-Spiegel oder von assoziierten Metaboliten, Phosphatidsäure (PA) und Diacylglycerol (DAG), nach dem Stilllegen von GPAM und AGK, was darauf hindeutet, dass die beobachteten Effekte auf das Zellverhalten möglicherweise nicht direkt durch Veränderungen der Lipidspiegel vermittelt werden. Die Analyse der Genexpression mit RT-qPCR zeigte zelllinien-spezifische kompensatorische Veränderungen in anderen LPA-produzierenden Enzymen, einschließlich GPAT-Isoformen; jedoch waren diese Veränderungen zwischen den Zelllinien inkonsistent und konnten die beobachteten Veränderungen in den Lipidprofilen nicht erklären. Darüber hinaus zeigte die Proteinexpression klassischer Marker für den epithelial-mesenchymalen Übergang (EMT) wie E-Cadherin, N-Cadherin und Vimentin sowie die Aktivität der RhoA-GTPase in den OVCAR8-Zellen keine Veränderungen bei der Modulation der GPAM- und AGK-Expression. Das Stilllegen von sowohl GPAM als auch AGK in OVCAR8-Zellen führte jedoch zu einer reduzierten Phosphorylierung wichtiger Signalmoleküle wie Akt, ERK und GSK3β. Schließlich wurden aufgrund ihrer mitochondrialen Lage und früherer Studien, die potenzielle Rollen für sowohl GPAM als auch AGK bei der Aufrechterhaltung der mitochondrialen Integrität vorschlugen,
erste Studien durchgeführt, um den Effekt des Stilllegens von GPAM und AGK und der Überexpression von AGK auf die mitochondriale Funktion mithilfe des Seahorse Mitochondrial Stress Test-Assays zu untersuchen. Interessanterweise wurde eine konsistenten Anstieg der nicht-mitochondrialen Sauerstoffverbrauchsrate nach dem Stilllegen von sowohl GPAM als auch AGK, zusammen mit einer Reduktion in Zellen, die AGK überexprimieren, beobachtet. Zusätzlich zeigten die Ergebnisse signifikante Veränderungen in der respiratorischen Funktion in Zellen mit deregulierter AGK-Expression. Zusammenfassend etabliert diese Studie GPAM und AGK als entscheidende Regulatoren der Zellmigration, Sphäroidbildung und mitochondrialen Funktion bei HGSOC, unabhängig von Veränderungen der intrazellulären Lipidspiegel oder EMT-Markern.
Description
Table of contents
Keywords
Eierstockkrebs, Metastasierung, Zellmigration, Lysophosphatidsäure
Subjects based on RSWK
Metastase, Ovarialkarzinom, Zellmigration