ATRの阻害は、細胞骨格ネットワークの破壊による膠芽腫の浸潤と、マクロピノサイトーシスによるインテグリンの内在化に反対します

背景：膠芽腫には、再発と生存率の低下に寄与する非常に浸潤性の成長パターンがあります。浸潤は重要な治療標的であるにもかかわらず、膠芽腫の浸潤に対抗する臨床的に有用な治療法は存在しません。ここでは、運動失調毛細血圧症およびRad 3関連キナーゼ（ATR）の阻害が、細胞骨格ネットワークの調節不全とその後のインテグリン輸送を通じて膠芽腫細胞の浸潤を減少させることを報告します。 方法：膠芽腫の運動性と浸潤は、ATRE阻害（ATRI）およびTimelapse Microscopy、2つの矯正膠芽腫モデル、および生存活動型イメージングを使用したATR過剰発現に応答してin vitroおよびin vivoで評価されました。細胞骨格ネットワークとエンドサイトーシス処理の破壊は、高スループット、スーパー解像度イメージング、および生体内イメージングを介して調査されました。 結果：膠芽腫腫瘍標本を使用した組織学的、タンパク質発現、および空間的トランスクリプトミクスの臨床データセットでの生存率が著しく低いことと高いATR発現は関連していました。2つの異なる化合物による薬理学的阻害とATRのRNAi標的化は膠芽腫の浸潤に反対しましたが、ATRの過剰発現は移動を促進しました。その後の調査により、細胞骨格の調節不全は、成長円錐様構造でのインテグリンのマクロピノサイトーシスの内在化を減少させ、腫瘍微小管収縮欠陥をもたらすことが明らかになりました。これらの発見の生物学的関連性と翻訳の可能性は、膠芽腫と生体内イメージングの2つの矯正性のin vivoモデルを使用して確認されました。 結論：膠芽腫細胞への浸潤を決定する際のATRの新しい役割を実証し、ATRの薬理学的標的化が放射線抑制炎を超えて臨床上の利点に到達する可能性があることを提案します。

BACKGROUND: Glioblastomas have highly infiltrative growth patterns that contribute to recurrence and poor survival. Despite infiltration being a critical therapeutic target, no clinically useful therapies exist which counter glioblastoma invasion. Here, we report that inhibition of Ataxia telangiectasia and Rad 3 related kinase (ATR) reduces invasion of glioblastoma cells through dysregulation of cytoskeletal networks and subsequent integrin trafficking. METHODS: Glioblastoma motility and invasion were assessed in vitro and in vivo in response to ATR inhibition (ATRi) and ATR over-expression using timelapse microscopy, two orthotopic glioblastoma models and intravital imaging. Disruption to cytoskeleton networks and endocytic processing were investigated via high throughput, super resolution imaging and intravital imaging. RESULTS: High ATR expression was associated with significantly poorer survival in clinical datasets whilst histological, protein expression and spatial transcriptomics using glioblastoma tumour specimens revealed higher ATR expression at infiltrative margins. Pharmacological inhibition with two different compounds and RNAi targeting of ATR opposed invasion of glioblastoma, whereas overexpression of ATR drove migration. Subsequent investigation revealed that cytoskeletal dysregulation reduced macropinocytotic internalisation of integrins at growth cone-like structures, resulting in a tumour microtube retraction defect. The biological relevance and translational potential of these findings was confirmed using two orthotopic in vivo models of glioblastoma and intravital imaging. CONCLUSION: We demonstrate a novel role for ATR in determining invasion in glioblastoma cells and propose that pharmacological targeting of ATR could have far reaching clinical benefits beyond radiosensitisation.