Lysosomal-mitochondrial signaling in non-apoptotic cancer cell death

非凋亡癌细胞死亡中的溶酶体线粒体信号传导

基本信息

  • 批准号:
    10918534
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.91万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-07-01 至 2025-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY The overwhelming majority of conventional and targeted chemotherapeutics in clinical use or under development rely on engaging apoptotic pathways to elicit tumor cell death. However, resistance to apoptosis- inducing agents is a particularly thorny clinical problem. A novel approach to targeting therapy-resistant cells is to engage cell death mechanisms other than apoptosis to eradicate these malignant subpopulations. The overall goal of the proposed studies is to define the lysosomal-mitochondrial inter-organelle signaling mechanisms underlying tumor cell-specific and programmed necrotic lysosomal cell death (LCD) process induced by a number of drugs. Our lead compound hexamethylene amiloride (HMA), a derivative of a drug that has been employed clinically in the management of blood pressure for over forty-five years, kills differentiated and stem cancer cells independent of tumor type, subtype, or species, but does not efficiently kill normal differentiated cells or stem cells. Moreover, HMA kills cancer cells independent of cell cycle, autophagy engagement, and caspase-dependent apoptosis; indeed, cell death appears to result from drug-induced permeabilization of the lysosomal limiting membrane and subsequent cathepsin-mediated plasma membrane rupture. Our observations indicate that efficient HMA-induced cell death requires the production and action of mitochondrially-produced reactive oxygen species (ROS). Our observations also indicate that HMA induces hallmarks of some of the sphingolipidosis lysosomal storage diseases, including the accumulation of a variety of lipid species that are normally broken down by the lysosome. Notably, lipids such as lactosylceramide and lysophosphatidylcholine that have been demonstrated to act as signaling second messengers in the production of mitochondrial ROS accumulate specifically in tumor cells but not normal cells upon HMA treatment. Our observations point to a model where drug-induced aberrant lipid accumulation and ROS-mediated lysosomal membrane lipid oxidation disrupt lysosomal membrane integrity, allowing cathepsin release and induction of necrotic cell death. To test this model, we will use biochemical, cell biological and metabolomics approaches. In Aim 1 we will assess the contribution of bis(monoacylglycerol)phosphate (BMP), a lysosome resident lipid that is suppressed in tumor relative normal cells and is further suppressed with HMA treatment, in regulating lysosomal membrane stability and cell viability via its ability to activate lysosomal enzymes of the sphingomyelin breakdown pathway. Complementing these studies will be an in-depth analysis of lipidomic and metabolomic changes associated with cellular transformation and LCD-inducing agents. In Aim 2, we will examine lysosomal-mitochondrial signaling events that couple mitochondrial ROS production to dysregulated lysosomal lipid metabolism. These studies will uncover lysosomal targets that will allow future development of novel therapeutic agents that more effectively elicit cancer cell-specific programmed necrotic cell death.
项目总结 绝大多数临床使用或以下的常规和靶向化疗药物 发育依赖于参与凋亡途径来诱导肿瘤细胞死亡。然而,对细胞凋亡的抵抗-- 诱导剂是一个特别棘手的临床问题。靶向治疗耐药细胞的一种新方法是 利用细胞死亡机制而不是细胞凋亡来根除这些恶性亚群。这个 拟议研究的总体目标是定义溶酶体-线粒体细胞器间信号转导 肿瘤细胞特异性和程序性坏死溶酶体细胞死亡(LCD)过程的机制 由多种药物引起的。我们的先导化合物六亚甲基阿米洛利(HMA),是一种药物的衍生品 已在临床上应用于血压管理超过45年,死亡分化 和干细胞,独立于肿瘤类型、亚型或种类,但不能有效地杀死正常 分化细胞或干细胞。此外,HMA杀死癌细胞不依赖于细胞周期、自噬 参与和caspase依赖的细胞凋亡;事实上,细胞死亡似乎是药物诱导的结果。 溶酶体限膜和随后的组织蛋白酶介导的质膜的通透性 破裂。我们的观察表明,有效的HMA诱导的细胞死亡需要产生和作用于 线粒体产生的活性氧(ROS)。我们的观察还表明,HMA诱导 鞘磷脂沉积症溶酶体储存疾病的一些特征,包括各种积聚 通常被溶酶体分解的脂类。值得注意的是,诸如乳糖基神经酰胺和 溶血磷脂酰胆碱已被证明在生产中充当信号第二信使 在HMA处理后,线粒体ROS特异性地聚集在肿瘤细胞中,而不是正常细胞中。我们的 观察指向一种模型,其中药物诱导异常脂质堆积和ROS介导的溶酶体 膜脂氧化破坏溶酶体膜的完整性,允许组织蛋白酶的释放和诱导 坏死性细胞死亡。为了测试这个模型,我们将使用生化、细胞生物学和代谢组学方法。 在目标1中,我们将评估双(单甘油)磷酸(BMP),一种溶酶体驻留的脂质的贡献。 在肿瘤相对正常的细胞中被抑制,并被HMA治疗进一步抑制,在调节 溶酶体膜的稳定性和细胞活力通过其激活溶酶体酶的能力 鞘磷脂的分解途径。对这些研究的补充将是对脂肪组学和 与细胞转化和LCD诱导剂相关的代谢变化。在目标2中,我们将 研究溶酶体-线粒体信号事件将线粒体ROS的产生与失调联系在一起 溶酶体脂代谢。这些研究将揭示溶酶体靶标,使未来能够发展 更有效地诱导癌细胞特异性程序性坏死细胞死亡的新型治疗剂。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

KERMIT L CARRAWAY其他文献

KERMIT L CARRAWAY的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('KERMIT L CARRAWAY', 18)}}的其他基金

Lysosomal-mitochondrial signaling in non-apoptotic cancer cell death
非凋亡癌细胞死亡中的溶酶体线粒体信号传导
  • 批准号:
    10641742
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Lysosomal-mitochondrial signaling in non-apoptotic cancer cell death
非凋亡癌细胞死亡中的溶酶体线粒体信号传导
  • 批准号:
    10171815
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Lysosomal-mitochondrial signaling in non-apoptotic cancer cell death
非凋亡癌细胞死亡中的溶酶体线粒体信号传导
  • 批准号:
    10737766
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Lysosomal-mitochondrial signaling in non-apoptotic cancer cell death
非凋亡癌细胞死亡中的溶酶体线粒体信号传导
  • 批准号:
    10430054
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Lysosomal-mitochondrial signaling in non-apoptotic cancer cell death
非凋亡癌细胞死亡中的溶酶体线粒体信号传导
  • 批准号:
    10721789
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Lysosomal-mitochondrial signaling in non-apoptotic cancer cell death
非凋亡癌细胞死亡中的溶酶体线粒体信号传导
  • 批准号:
    10598933
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Planar cell polarity pathway contribution to breast cancer metastasis
平面细胞极性途径对乳腺癌转移的贡献
  • 批准号:
    10524117
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Planar cell polarity pathway contribution to breast cancer metastasis
平面细胞极性途径对乳腺癌转移的贡献
  • 批准号:
    10571816
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Planar cell polarity pathway contribution to breast cancer metastasis
平面细胞极性途径对乳腺癌转移的贡献
  • 批准号:
    10372001
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Planar cell polarity pathway contribution to breast cancer metastasis
平面细胞极性途径对乳腺癌转移的贡献
  • 批准号:
    10113563
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:

相似国自然基金

Epac1/2通过蛋白酶体调控中性粒细胞NETosis和Apoptosis在急性肺损伤中的作用研究
  • 批准号:
    LBY21H010001
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于Apoptosis/Ferroptosis双重激活效应的天然产物AlbiziabiosideA的抗肿瘤作用机制研究及其结构改造
  • 批准号:
    81703335
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
双肝移植后Apoptosis和pyroptosis在移植物萎缩差异中的作用和供受者免疫微环境变化研究
  • 批准号:
    81670594
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Serp-2 调控apoptosis和pyroptosis 对肝脏缺血再灌注损伤的保护作用研究
  • 批准号:
    81470791
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    73.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Apoptosis signal-regulating kinase 1是七氟烷抑制小胶质细胞活化的关键分子靶点?
  • 批准号:
    81301123
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
APO-miR(multi-targeting apoptosis-regulatory miRNA)在前列腺癌中的表达和作用
  • 批准号:
    81101529
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
放疗与细胞程序性死亡(APOPTOSIS)相关性及其应用研究
  • 批准号:
    39500043
  • 批准年份:
    1995
  • 资助金额:
    9.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Spatial Restriction of Apoptotic Machinery during Neuronal Apoptosis and Pruning
神经元凋亡和修剪过程中凋亡机制的空间限制
  • 批准号:
    10596657
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Spatial Restriction of Apoptotic Machinery during Neuronal Apoptosis and Pruning
神经元凋亡和修剪过程中凋亡机制的空间限制
  • 批准号:
    10417219
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
Examining the contribution of apoptosis repressor with caspase recruitment domain (ARC) to the anti-apoptotic effect of endurance training in skeletal muscle
检查具有半胱天冬酶募集结构域 (ARC) 的凋亡抑制因子对骨骼肌耐力训练的抗凋亡作用的贡献
  • 批准号:
    441952-2013
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
Understanding the activation of pro-apoptotic Bcl-2 family proteins for the development of modulators of apoptosis
了解促凋亡 Bcl-2 家族蛋白的激活以开发凋亡调节剂
  • 批准号:
    nhmrc : 1059331
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
    Project Grants
Examining the contribution of apoptosis repressor with caspase recruitment domain (ARC) to the anti-apoptotic effect of endurance training in skeletal muscle
检查具有半胱天冬酶募集结构域 (ARC) 的凋亡抑制因子对骨骼肌耐力训练的抗凋亡作用的贡献
  • 批准号:
    441952-2013
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
Examining the contribution of apoptosis repressor with caspase recruitment domain (ARC) to the anti-apoptotic effect of endurance training in skeletal muscle
检查具有半胱天冬酶募集结构域 (ARC) 的凋亡抑制因子对骨骼肌耐力训练的抗凋亡作用的贡献
  • 批准号:
    441952-2013
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
Apoptotic Osteocytes Promote Chondrocyte Apoptosis via Soluble Factors
凋亡骨细胞通过可溶性因子促进软骨细胞凋亡
  • 批准号:
    251802
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
    Studentship Programs
Defining the mechanism(s) by which the cellular inhibitor of apoptosis protein 2 (cIAP2) contributes to early stage atherosclerosis development by directly promoting the participation of key apoptotic pathways within lesion-associated macrophages
确定凋亡蛋白细胞抑制剂 2 (cIAP2) 通过直接促进病变相关巨噬细胞内关键凋亡途径的参与来促进早期动脉粥样硬化发展的机制
  • 批准号:
    191299
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
    Operating Grants
ATP release during apoptosis and its relevance to apoptotic cell clearance
凋亡过程中 ATP 释放及其与凋亡细胞清除的相关性
  • 批准号:
    8075522
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
ATP release during apoptosis and its relevance to apoptotic cell clearance
凋亡过程中 ATP 释放及其与凋亡细胞清除的相关性
  • 批准号:
    7676912
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 7.91万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了