目的:磷酸丝氨酸氨基转移酶1(PSAT1)是丝氨酸合成通路关键酶之一,参与多种实体瘤发生发展。Erlotinib等表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKIs)治疗肺腺癌疗效显著,但极易耐药、转移并复发。本研究深入mediodorsal nucleus探讨了PSAT1在肺腺癌EGFR-TKIs耐药和转移中的作用及其新机制。材料与方法:1.构建肺腺癌耐Erlotinib细胞系,联合转录组学及代谢组学筛选具有表达差异的关键代谢酶。2.siRNA敲低PSAT1,观察对肺腺癌亲本和耐药细胞克隆形成及凋亡影响。3.构建过表达野生型及失活突变PSAT1细胞系,验证其对肺腺OXPHOS抑制剂癌细胞粘附、运动及对Erlotinib敏感性影响。4.采用免疫共沉淀-蛋白质谱法寻找PSAT1相互作用蛋白,并结合转录组学寻找下游关键信号通路。5.构建裸小鼠皮下移植瘤模型观察体内干预PSAT1是否影响肺腺癌对Erlotinib敏感性;构建裸小鼠尾静脉转移模型和胸内注射转移模型验证过表达PSAT1对肺腺癌体内转移及小鼠生存期的影响。6.结合临床组织芯片以及公共数据库分析PSAT1与肺腺癌患者疾病进展和预后的关系。结果:1.耐药细胞中丝氨酸合成通路激活,从头合成丝氨酸含量显著增多,PSAT1蛋白水平在Erlotinib适应性耐药及获得性耐药模型中均上调。2.下调PSAT1显著抑制肺腺癌细胞及耐药细胞克隆形成,并恢复耐药细胞对Erlotinib的敏感性。机制研究发现敲低PSAT1显著升高肺腺癌细胞内活性氧水平,激活JNK/c-Jun信号通路,诱导耐药细胞凋亡,使用活性氧清除剂或JNK抑制剂能部分逆转细胞凋亡。3.过表达野生型及酶活缺失突变PSAT1均能显著促进肺腺癌细胞粘附、运动及对Erlotinib耐药。4.蛋白质谱鉴定获得2560个可能与PSAT1结合的蛋白,验证发现PSAT1可不依赖其代谢酶活性与IQ结构域GTP酶活化蛋白(IQGAP1)发生蛋白互作,随后募集并激活下游信号转导与转录活化因子3(STAT3)信号通路促进细胞运动。敲低PSAT1或IQGAP1可抑制STAT3信号通路,逆转过表达PSAT1细胞粘附及运动。同样,使用STAT3活性抑制剂及敲低STAT3可逆转过表达PSAT1细胞运动。5.体内实验表明持续敲低PSAT1增强皮下移植瘤对Erlotinib的敏感性,延缓适应性耐药及获得性耐药的发生;而过表达PSAT1可诱导亲本细胞对Erlotinib耐药及体内转移,显著缩短荷瘤小鼠生存期。6.临床数据显示PSAT1在肿瘤组织水平高于癌旁。患者肿瘤组织PSAT1水平与疾病进展和不良预后呈正相关。结论:本研究阐明了PSAT1不仅通过丝氨酸合成通路调控肿瘤代谢网络,维持细胞内氧化还原稳态,还能不依赖于其酶活和IQGAP1互作,募集并激活下游STAT3信号通路,从而促进肺腺癌EGFR-TKIs耐药和转移。揭示PSAT1有望成为新的selleckchem Fulvestrant抗肿瘤代谢靶标,为深入研究PSAT1与肺腺癌恶性进展之间的关系提供实验理论基础,为靶向PSAT1抗肿瘤新药定向设计提供新的思路。