5′-AMP-aktivierte Protein-Kinase (AMPK) wird durch Bedingungen mit niedrigem Sauerstoff und Glukosemangel, die in soliden Tumormikroumgebungen vorkommen, induziert.

Niedrige Sauerstoffgradienten (Hypoxie und Anoxie) sind wichtige Faktoren für pathologische Zustände, bei denen die Gewebedurchblutung unzureichend oder fehlerhaft ist, wie zum Beispiel bei soliden Tumoren. Wir haben die Beziehung zwischen der Aktivierung des hypoxie-induzierbaren Faktors 1 (HIF-1), dem primären Transkriptionsregulator der Säugetierantwort auf Hypoxie, und der 5'-AMP-aktivierten Protein-Kinase (AMPK), einem weiteren regulierenden System, das für die Kontrolle des zellulären Energiestoffwechsels wichtig ist, untersucht. In der vorliegenden Studie verwendeten wir Mausembryo-Fibroblasten, die für die HIF-1alpha- oder AMPK-Expression nullisom sind, um zu zeigen, dass AMPK in vitro sowohl durch physiologische als auch pathophysiologische Bedingungen mit niedrigem Sauerstoff schnell aktiviert wird, unabhängig von der HIF-1-Aktivität. Diese Ergebnisse implizieren, dass HIF-1 und AMPK Komponenten einer abgestimmten zellulären Antwort sind, um die energetische Homöostase in Mikroumgebungen mit niedrigem Sauerstoff oder ischämischem Gewebe aufrechtzuerhalten. Schließlich verwendeten wir transformierte Derivate von Wildtyp- und HIF-1alpha- oder AMPKalpha-null Mausembryo-Fibroblasten, um zu bestimmen, ob AMPK in vivo aktiviert wird. Wir erhielten Hinweise darauf, dass AMPK in authentischen hypoxischen Tumormikroumgebungen aktiviert wird und dass diese Aktivität mit Regionen der Hypoxie überlappt, die durch eine chemische Sonde nachgewiesen werden. Wir zeigten auch, dass AMPK wichtig für das Wachstum dieses Tumormodells ist.