能量（葡萄糖）代谢的改变是癌症发生和进展的关键事件。在胰腺癌 (PDAC) 细胞中，我们研究了对受体酪氨酸激酶抑制剂 (RTKI) 阿西替尼（axitinib）的抗性引起的葡萄糖代谢变化。在这里，我们展示了从自发性胰腺癌小鼠模型 (KrasG12DPdx1-cre）对阿西替尼敏感。抗增殖作用是由于 G2/M 阻断导致最敏感的 PDAC 细胞系中 70-75% 的细胞活力丧失。然而，幸存的亚群显示 [C-14] 脱氧葡萄糖 ([C-14] DG) 摄取增加了 2 到 3 倍。这在源自亲代 PDAC 的阿西替尼耐药细胞系中持续存在。除了阿西替尼诱导的 [C-14] DG 摄取增加外，我们还观察到葡萄糖转运蛋白 1 (Glut-1) 转运蛋白从细胞溶质池转移到细胞表面膜，并且测得的糖酵解速率增加了 2 倍细胞外酸化率（ECAR）我们证明了阿西替尼诱导的磷酸化蛋白激酶 B (pAkt) 增加，并且通过用磷脂酰肌醇 3 激酶 (PI3K) 抑制剂阻断 pAkt，我们逆转了 Glut-1 易位并恢复了对阿西替尼治疗的敏感性。
在亲本胰腺细胞系中使用阿昔替尼和 Akt 抑制剂联合治疗导致细胞活力降低，超过单独单一治疗所赋予的降低。我们的研究表明，PDAC 对 axitinib 的耐药性导致由活化的 Akt 介导的葡萄糖代谢增加。阿西替尼和 Akt 抑制剂联合使用可能会改善 PDAC 的治疗。我们的研究表明，PDAC 对 axitinib 的耐药性导致由活化的 Akt 介导的葡萄糖代谢增加。阿西替尼和 Akt 抑制剂联合使用可能会改善 PDAC 的治疗。我们的研究表明，PDAC 对 axitinib 的耐药性导致由活化的 Akt 介导的葡萄糖代谢增加。阿西替尼和 Akt 抑制剂联合使用可能会改善 PDAC 的治疗。
我们证实在小鼠和人PDAC细胞系阿西替尼的与IC直接毒性作用50范围从0.44至0.82 μM，其比得上此前公布的数据。阿西替尼（axitinib）导致 G2/M 阻断导致的 PDAC 细胞增殖显着减少。卡努等人之前发现阿西替尼（axitinib）直接抑制胰腺细胞系 Capan-1 和 Miapaca 的增殖以及增加细胞凋亡率。
我们使用 [C-14] DG 摄取测定来评估治疗诱导的葡萄糖代谢变化，发现存活的 PDAC 细胞中葡萄糖代谢增加了 2 至 4 倍。对于化学治疗剂吉西他滨也观察到了这种效果（数据未显示）。虽然治疗后葡萄糖代谢早期增加的分子机制尚未完全了解，但与 Haberkorn等人的报告一致。发现在用吉西他滨治疗 24 小时后，体外大鼠前列腺腺癌细胞中FDG 和 3-O-甲基葡萄糖的摄取增加，体内葡萄糖转运率和磷酸化显着增加。
随后，经过 6 个月的阿西替尼（axitinib）脉冲治疗后，分离出稳定的抗性小鼠 PDAC 细胞克隆。值得注意的是，与亲本细胞系相比，这些细胞系的 [C-14] DG 摄取量也增加了 2 倍，表明葡萄糖代谢在耐药性发展中的重要作用。此外，与亲本细胞系相比，阿西替尼耐药的 PDAC 细胞系对葡萄糖剥夺和葡萄糖类似物的治疗更敏感，2-DG，为了确认观察到的葡萄糖代谢增加，我们使用 XF24 分析仪（美国马萨诸塞州波士顿海马生物科学公司）进行了 ECAR 分析，该分析仪实时测量代谢终产物的摄取和释放。我们发现在亲本 PDAC 细胞系中阿西替尼治疗 24 小时后，存活细胞群的糖酵解率呈剂量依赖性增加。此外，与未处理的亲本对照相比，阿西替尼耐药 PDAC 细胞系的糖酵解率高 2 倍，并且用阿西替尼治疗耐药细胞系后糖酵解率没有进一步变化。然而，乳酸释放并不是中等酸化的唯一原因。乳酸通过MCT运出细胞。MCT-4 主要与高糖酵解率细胞中乳酸的输出有关并且在胰腺癌中高度表达。我们证实，与未处理的 PDAC 细胞相比，阿西替尼处理的 PDAC 细胞和阿西替尼耐药的 PDAC-R1、-2、-3 克隆中 MCT-4 蛋白水平的增加与糖酵解增加相匹配。
有趣的是，我们还观察到用阿西替尼（axitinib）处理的亲代 PDAC 细胞的耗氧量呈剂量依赖性增加，并且与亲代 PDAC 对照相比，阿西替尼耐药细胞克隆中的耗氧率保持了 2 到 3 倍高（数据未显示）。这表明增加的氧化磷酸化速率以及糖酵解可能在耐药性的发展中起重要作用。尽管 pAKT 介导的 Glut-1 转运到膜上会导致糖酵解增加，但是这如何导致线粒体呼吸增加尚不清楚。活化的 Akt 还增加了 HKII 与线粒体膜的关联，这防止萌生凋亡和增加氧化呼吸。因此，这可能是我们观察到的对阿昔替尼治疗有反应的氧化磷酸化增加的原因。
在临床环境中，阿西替尼介导其抗肿瘤作用的主要途径是通过抑制 VEGF 信号传导/血管生成和宿主/肿瘤环境的重塑。体外还证明阿西替尼下调转运蛋白 ABCG2 和 ATP7A 的表达，这些转运蛋白与胰腺癌细胞中的耐药性相关，并且与 SN-38（伊立替康的一种活性代谢物）联合使用。进一步体内需要通过实验来评估本研究中发现的抗性途径。此外，在测试的胰腺细胞系中，我们没有看到阿西替尼受体靶标（VEGFR-2、PDGFR 和 C-kit）在蛋白质水平上的表达，这表明阿西替尼可能通过胰腺癌细胞中尚未确定的靶标起作用，这与阿西替尼等受体酪氨酸激酶抑制剂 (RTKI) 的公认靶标混杂一致。
总之，我们在阿西替尼（axitinib）治疗后不久以及在阿西替尼治疗后幸存的细胞中发现了 pAkt-糖酵解轴的上调，这在阿西替尼耐药细胞系中得以维持。我们证明了用 Akt 特异性抑制剂 Mk-2206 治疗对阿西替尼耐药的 PDAC 细胞恢复了对阿西替尼的敏感性。进一步的体外研究表明，Akt 抑制剂/阿西替尼组合可显着改善抗肿瘤作用，并为进一步使用体内模型测试这种组合提供了依据。Akt 激活的增加可能通过增加哺乳动物雷帕霉素复合物靶标 1 (mTORC1) 的活性来上调 Glut-1 转运蛋白的表达，表明联合 axitinib 和 mTOR 抑制剂在胰腺癌治疗中的可能策略。由于信号和代谢变化都与胰腺癌中的阿西替尼耐药有关，因此靶向代偿性代谢网络可能是对抗靶向治疗获得性耐药的有效策略。
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