テロメラーゼ逆転写酵素は、膠芽腫におけるグルタチオンとヌクレオチド生合成の標的性の変化を誘導します

非標識：テロメラーゼ逆転写酵素（TERT）は、膠芽腫（GBM）増殖に不可欠です。TERTによって誘発される代謝脆弱性の描写は、新しいGBM療法につながる可能性があります。私たちは以前、TERTがGBMSでグルタチオン（GSH）プールサイズを上方制御することを示しました。ここでは、TERTがFOXO1転写因子を介して作用して、de novo gsh合成の速度制限酵素であるグルタミン酸 - システインリガーゼ（GCLC）の触媒サブユニットの発現を上方制御することを示します。siRNAまたはブトヒオニンスルホキシミン（BSO）を使用してGCLCを阻害すると、[U-13 C] - グルタミンから13 C-GSHの合成が減少し、クローン原性が阻害されます。しかし、GCLC阻害は細胞死を誘発しません。これは、グルタミン酸およびピリミジンヌクレオチド生合成に対する[U-13 C] - グルタミン代謝の上昇に関連する効果です。機械的に、GCLC阻害はMYCを活性化し、2つの重要なグルタミン活動酵素、つまりグルタミン酸塩（GLS）の代償的アップレギュレーションにつながり、グルタミンからグルタミン酸塩、およびCAD（カルバモイル - リン酸シンセターゼ2、吸血剤、ディバモイラゼ、ディヒードロアネスマスの装飾型）ピリミジンヌクレオチド前駆細胞ジヒドロオルテートへのグルタミン。次に、GLSとGCLCと組み合わせてGLSとCADを阻害する治療の可能性を調べました。6-diazo-5-oxy-L-ノルルーシン（DON）は、GLSやCADを含むグルタミン活動酵素の強力な阻害剤です。BSOとDONの組み合わせは、GSHとピリミジンヌクレオチド生合成を抑制し、GBM細胞では相乗的に致命的です。重要なことに、in vivoで安定した同位体トレースは、JHU-083（脳透過性プロドラッグのDON）との組み合わせ処理とBSOが[U-13 C] - グルタミンからのGSHおよびピリミジンヌクレオチドの合成を廃止し、マウスのマウスの筋肉筋のマウスの腫瘍縮小を誘導することを示しています。GBM異種移植。集合的に、私たちの研究は、TERT生物学の機械的理解を活用して、GBMの合成的に致命的な代謝脆弱性を特定します。 重要性：in vivo安定性同位体トレース、メタボロミクス、および機能喪失研究を使用して、TERT発現は膠芽腫の治療を相乗的に標的とする代謝変化に関連していることを実証します。

UNLABELLED: Telomerase reverse transcriptase (TERT) is essential for glioblastoma (GBM) proliferation. Delineating metabolic vulnerabilities induced by TERT can lead to novel GBM therapies. We previously showed that TERT upregulates glutathione (GSH) pool size in GBMs. Here, we show that TERT acts via the FOXO1 transcription factor to upregulate expression of the catalytic subunit of glutamate-cysteine ligase (GCLC), the rate-limiting enzyme of de novo GSH synthesis. Inhibiting GCLC using siRNA or buthionine sulfoximine (BSO) reduces synthesis of 13 C-GSH from [U- 13 C]-glutamine and inhibits clonogenicity. However, GCLC inhibition does not induce cell death, an effect that is associated with elevated [U- 13 C]-glutamine metabolism to glutamate and pyrimidine nucleotide biosynthesis. Mechanistically, GCLC inhibition activates MYC and leads to compensatory upregulation of two key glutamine-utilizing enzymes i.e., glutaminase (GLS), which generates glutamate from glutamine, and CAD (carbamoyl-phosphate synthetase 2, aspartate transcarbamoylase, dihydroorotatase), the enzyme that converts glutamine to the pyrimidine nucleotide precursor dihydroorotate. We then examined the therapeutic potential of inhibiting GLS and CAD in combination with GCLC. 6-diazo-5-oxy-L-norleucin (DON) is a potent inhibitor of glutamine-utilizing enzymes including GLS and CAD. The combination of BSO and DON suppresses GSH and pyrimidine nucleotide biosynthesis and is synergistically lethal in GBM cells. Importantly, in vivo stable isotope tracing indicates that combined treatment with JHU-083 (a brain-penetrant prodrug of DON) and BSO abrogates synthesis of GSH and pyrimidine nucleotides from [U- 13 C]-glutamine and induces tumor shrinkage in mice bearing intracranial GBM xenografts. Collectively, our studies exploit a mechanistic understanding of TERT biology to identify synthetically lethal metabolic vulnerabilities in GBMs. SIGNIFICANCE: Using in vivo stable isotope tracing, metabolomics, and loss-of-function studies, we demonstrate that TERT expression is associated with metabolic alterations that can be synergistically targeted for therapy in glioblastomas.