Autoinflammatory通过G6PD抑制反应的狗接受癌症治疗

文摘

Glucose-6-phosphate脱氢酶(G6PD)是一种肿瘤蛋白过表达在肿瘤细胞提供他们所需的NADPH合成代谢增加。NADPH,来自G6PD燃料核苷酸生物合成,保持氧化还原电势的硫氧还蛋白、谷胱甘肽和驱动器的甲羟戊酸途径的许多肿瘤细胞逃避宿主的基本机制控制。G6PD因此癌症治疗的目标是解决世界各地的许多团体。我们发现系统由高剂量抑制G6PD脱氢表雄酮(DHEA)造成严重autoinflammatory反应狗,不发生在小鼠或大鼠。因为狗更准确地模拟人体肾上腺雄激素系统比常见的实验动物,这一发现是有关G6PD-inhibiting药物对人类的设计。autoinflammatory反应观察相似甲羟戊酸激酶缺乏症(MKD),一种罕见的常染色体隐性疾病在人类的特点是周期性发热性攻击,关节痛、皮疹、口腔溃疡黏膜与皮肤的组织。原本的方式与动物模型,蛋白质的重组geranylgeranylation封锁了autoinflammatory反应引起的系统性G6PD抑制。这个autoinflammatory应对系统性G6PD抑制代表一个意想不到的结果时,必须考虑目标肿瘤蛋白。

1。介绍

G6PD和磷酸戊糖途径(PPP)它作为门房,代表一个主发电机所需的NADPH生物质生产和保护活性氧(ROS)。G6PD肿瘤过程中发挥的核心作用是很明显的发现所有必要nontumorigenic细胞转变成一个形成肿瘤的能力在活的有机体内是插入额外的G6PD活跃复制它(1]。NADPH需要还原核苷酸的生物合成,氨基酸、脂类;甲基捐助者后生修改所需的核酸和蛋白质;氧化还原硒蛋白的合成;为dolichol-mediated N-linked糖基化的胰岛素样生长因子1受体(IGF1R);和维持谷胱甘肽硫氧还蛋白减少状态必要解毒ROS。在正常情况下G6PD严格监管。其主要监管机构之一是p53肿瘤抑制蛋白,从而防止活跃的形成二聚体形式的G6PD [2]。p53肿瘤抑制基因突变基因在癌症,最频繁和p53失活被认为发挥决定性作用,至少一半的癌症。值得注意的是,p53突变酶失去能力抑制活性G6PD二聚体的形成(2]。当调节G6PD p53失去能力,增加NADPH核苷酸合成产生的燃料,生物质生产、解毒和增强能力ROS特征的肿瘤细胞。

脱氢表雄酮(DHEA)是一种自然,G6PD缺乏竞争力的抑制剂。脱氢表雄酮的竞争力酶动力学抑制G6PD在本质上是极为罕见的,因为它可以产生一个前馈效果显著增效酶抑制的水平(3]。因为完全丧失G6PD活性是凶多吉少的细胞(4),脱氢表雄酮的竞争力动力学可能代表组件的“闭门羹”,防止肿瘤发生细胞经历了p53失活。在这种情况下,肿瘤将代表在这“闭门羹”机制发生了故障实例以这样或那样的方式(5]。

我们推断可能存在亚种群的肿瘤这完全切断开关没有被触发,但仍可能引发的管理脱氢表雄酮G6PD足以抑制肿瘤。试点研究的犬心脏hemangiosarcoma (CH)、犬肿瘤,迄今为止已经迅速致命的G6PD抑制肿瘤通过脱氢表雄酮导致戏剧性的回归和增加寿命5]。显著改善生存数据观察G6PD支持G6PD的概念是一个制药靶点抑制癌症化疗的结果。

然而,在剂量的脱氢表雄酮能够诱导肿瘤回归在活的有机体内,我们观察到严重的autoinflammatory反应发生在对待狗。这种autoinflammatory反应包括反复发热、皮疹、口腔溃疡的黏膜与皮肤的组织,明显增加关节痛,眼部受累。在以前的在体外工作我们已经证明G6PD抑制由脱氢表雄酮抑制甲羟戊酸途径消耗所需的NADPH合成异戊二烯产品通路(6]。我们还表明,抑制方面,例如,蛋白质isoprenylation geranylation,可以逆转的补充耗尽的异戊二烯前体(7]。在目前的研究中,因此,随着autoinflammatory反应的描述,我们也试图确定的补充异戊二烯前体将消除autoinflammatory反应观察脱氢表雄酮对于癌症的狗接受高剂量。

2。案例记录

情况下128公斤,11岁,阉割男性边境牧羊犬出现不适,食欲不振,外部内部出血的迹象。超声显示大量肾质量和转移扩散到肺部的证据。肾质量进行活检,组织学检查发现内皮细胞起源的肉瘤。

的照顾下许可的兽医,这只狗进入我们的研究协议使用高剂量口服脱氢表雄酮(60毫克/公斤/天)和泛醌(0.1毫克/公斤/天),在分裂的日常剂量。戏剧性的改善生活质量(食欲,嬉闹)发生在几天内开始的协议。病人被他的兽医,重新审视了每两周一次的和完整的血液化学面板经常执行,无重大异常的识别。通过一个月的治疗,重复超声显示没有肾质量的进一步发展,也就是说,稳定的疾病。但是,狗开发出了广义炎症条件,包括皮肤,眼睛和鼻腔。皮肤损伤范围从nonpruritic斑丘疹的皮疹,荨麻疹,结节性红斑,紫癜。口腔黏膜发炎,葡萄膜炎是突出。也有情景发烧和明显增加病人的关节炎。因为狗的主人曾给他大量的蔬菜富含肌醇六磷酸酯、炎性反应最初提出是由于缺锌引起的肌醇六磷酸隔离的关键金属。缺锌是产生在这种情况下所观察到的症状非常相似。 However, zinc supplementation did not improve his condition, and alternative causes for the inflammatory reaction were sought.

基于我们之前在体外工作(6,7),我们考虑的可能性,抑制甲羟戊酸途径可能autoinflammatory反应观察到的原因。这已经被证明了。政府口服,封装香叶醇(60毫克/公斤/天)之后,迅速清除病变(3.5天)。这只狗从原始诊断存活315天,与肺转移死亡的原因。

情况下2four-and-one-half-year-old, 28.4公斤,完整的女性杜宾犬出现在她的后方的右腿残废2013年11月。那时,她被诊断患有降低意识本体感受正确的后肢。病人后来称为俄勒冈州立大学兽医学院的2015年10月后呈现非负重残废和右后肢肌肉萎缩。放射学的右边的臀部透露骨膜反应坐骨的表与邻近肌肉组织似的质量的影响。超声波的肌肉组织邻右坐骨显示肌肉质量。细针吸确诊的执行质量和软组织肉瘤。截肢之后,传统化疗建议,拒绝这条狗的主人。也指出病人的肝肾值持续升高,这可能有复杂的传统化疗。

这只狗是进入我们G6PD抑制协议在2015年10月,并且每天都在被60毫克/公斤/天泛醌脱氢表雄酮和0.1毫克/公斤/天。治疗期间,急性炎症反应涉及眼睛表示(图1)。这是紧随其后的是腿上的多个炎症性皮肤病变,脚垫,树干(图2)。这些案例1中观察到这些病变相似。此外,这只狗有间歇性发热和关节痛的明显增加。在政府口头香叶醇(60毫克/公斤/天/剂量七天),所有症状完全消退。值得注意的是,治疗后的射线照片显示完整的肿瘤回归(图3)。截至2017年5月,这个病人是活着,没有任何证据表明肿瘤复发或反复出现的炎症。顺便说一句,她怀孕期间高剂量脱氢表雄酮治疗,随后交付5个健康的小狗,证明G6PD抑制是发育中的胎儿令人惊讶的是无毒的。

除了生产总值(gdp)相似的皮肤损伤,组织学检查显示这两种情况下中性粒细胞渗出物,和大量的细菌(球菌或coccobacilli)中可见表面角质和毛囊。的扩散渗透浆细胞、淋巴细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和,在案例1中,清晰的皮肤皮脂和顶浆分泌腺肥大。此外,这两种情况下对香叶醇与清算autoinflammatory病变。在后续的研究中,这是证明,同时政府香叶醇或其他萜烯脱氢表雄酮可以防止这种autoinflammatory病变的形成。

3所示。讨论

由于其突出的作用在启动和维持肿瘤状态,G6PD是强烈的主题调查作为一个潜在的目标治疗人类和兽医癌症。我们的工作使用竞争力G6PD抑制剂脱氢表雄酮表明系统性G6PD抑制狗诱发严重的autoinflammatory反应包括间歇性发热、关节痛,严重的皮疹,口腔溃疡的黏膜与皮肤的组织。这些相同的临床表现出现在人类罕见的常染色体隐性疾病称为甲羟戊酸激酶缺乏症(MKD),包括眼部受累(8]。MKD显然是由干扰引起的geranylation小gtpase Rac和ρ,导致激活NALP3 inflammasome,释放白介素1β(9,10]。MKD在动物模型中,geranylation Rac可以重组和ρ行政的异戊二烯前体香叶醇(11]。在在体外脱氢表雄酮的抑制研究的蛋白质geranylation farnesylation(称为蛋白质isoprenylation一起),我们已经证明了块蛋白质isoprenylation可以松了一口气的异戊二烯捐赠者香叶醇(6,7]。autoinflammatory皮肤病变观察狗报道中还发现与香叶醇有效治疗,并在随后的研究已经证明,同时香叶醇可以防止autoinflammatory反应进化。这些数据表明,在马其顿,autoinflammatory反应观察狗接受高剂量脱氢表雄酮是由抑制甲羟戊酸途径和利用香叶醇是可以预防的。

注意autoinflammatory反应是很重要的,我们有狗不发生在实验室里观察到小鼠或大鼠用高剂量脱氢表雄酮治疗。老鼠和老鼠没有循环硫酸脱氢表雄酮(DHEAS),和p53-associated“闭门羹”,我们假设存在于动物循环DHEAS似乎没有进化。狗,然而,有明显的循环DHEAS水平,尽管不是在人类和其他灵长类动物中观察到的范围(12]。

4所示。结论

系统性的G6PD抑制诱发严重autoinflammatory反应狗,并可能在其他物种进化循环脱氢表雄酮,但不是在老鼠和老鼠。因此,G6PD抑制剂不能用于狗没有诱导的风险这一严重MKD-like autoinflammatory反应,除非蛋白质geranylation重组。临床前研究G6PD抑制剂用于nonrodent物种,包括人类,应该考虑这一发现。

信息披露

动物福利声明:所有的工作都是符合动物福利法案》(1966)和美国农业部动物的保健和健康指南。所有的狗都是许可的兽医。

的利益冲突

作者声明以下的利益冲突:他被列为一个发明家未决专利的识别和治疗肿瘤。

确认

部分这项工作是由美国国家癌症研究所(CA47217-01)。兽医学博士博士的诊断技能Gaylin Snair,西尔维亚•博士兽医学博士和Jana戈登博士是感激地承认。

引用

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