Background High glycolytic rate is a hallmark of cancer (Warburg effect). Glycolytic ATP is required for fuelling plasma membrane calcium ATPases (PMCAs), responsible for extrusion of cytosolic calcium, in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Phosphofructokinase-fructose-bisphosphatase-3 (PFKFB3) is a glycolytic driver that activates key rate-limiting enzyme Phosphofructokinase-1; we investigated whether PFKFB3 is required for PMCA function in PDAC cells. Methods PDAC cell-lines, MIA PaCa-2, BxPC-3, PANC1 and non-cancerous human pancreatic stellate cells (HPSCs) were used. Cell growth, death and metabolism were assessed using sulforhodamine-B/tetrazolium-based assays, poly-ADP-ribose-polymerase (PARP1) cleavage and seahorse XF analysis, respectively. ATP was measured using a luciferase-based assay, membrane proteins were isolated using a kit and intracellular calcium concentration and PMCA activity were measured using Fura-2 fluorescence imaging. Results PFKFB3 was highly expressed in PDAC cells but not HPSCs. In MIA PaCa-2, a pool of PFKFB3 was identified at the plasma membrane. PFKFB3 inhibitor, PFK15, caused reduced cell growth and PMCA activity, leading to calcium overload and apoptosis in PDAC cells. PFK15 reduced glycolysis but had no effect on steady-state ATP concentration in MIA PaCa-2. Conclusions PFKFB3 is important for maintaining PMCA function in PDAC, independently of cytosolic ATP levels and may be involved in providing a localised ATP supply at the plasma membrane.

中文翻译：

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胰腺癌中钙泵的代谢调节：磷酸果糖激酶-果糖-双磷酸酶-3 (PFKFB3) 的作用

背景 高糖酵解率是癌症的标志（Warburg 效应）。在胰腺导管腺癌 (PDAC) 中，糖酵解 ATP 是为质膜钙 ATP 酶 (PMCA) 提供燃料所必需的，PMCA 负责细胞溶质钙的排出。磷酸果糖激酶-果糖-双磷酸酶-3 (PFKFB3) 是一种糖酵解驱动因子，可激活关键的限速酶磷酸果糖激酶-1；我们研究了 PDAC 细胞中的 PMCA 功能是否需要 PFKFB3。方法使用PDAC细胞系、MIA PaCa-2、BxPC-3、PANC1和非癌性人胰腺星状细胞（HPSCs）。分别使用基于磺基罗丹明-B/四唑鎓的测定、聚-ADP-核糖聚合酶 (PARP1) 切割和海马 XF 分析评估细胞生长、死亡和代谢。使用基于荧光素酶的测定法测量 ATP，使用试剂盒分离膜蛋白，并使用 Fura-2 荧光成像测量细胞内钙浓度和 PMCA 活性。结果PFKFB3在PDAC细胞中高表达，而不在HPSCs中表达。在 MIA PaCa-2 中，在质膜上发现了一个 PFKFB3 池。PFKFB3 抑制剂 PFK15 导致细胞生长和 PMCA 活性降低，导致 PDAC 细胞中的钙超载和凋亡。PFK15 减少糖酵解，但对 MIA PaCa-2 中的稳态 ATP 浓度没有影响。结论 PFKFB3 对维持 PDAC 中的 PMCA 功能很重要，与细胞溶质 ATP 水平无关，并且可能参与在质膜上提供局部 ATP 供应。结果PFKFB3在PDAC细胞中高表达，而不在HPSCs中表达。在 MIA PaCa-2 中，在质膜上发现了一个 PFKFB3 池。PFKFB3 抑制剂 PFK15 导致细胞生长和 PMCA 活性降低，导致 PDAC 细胞中的钙超载和凋亡。PFK15 减少糖酵解，但对 MIA PaCa-2 中的稳态 ATP 浓度没有影响。结论 PFKFB3 对维持 PDAC 中的 PMCA 功能很重要，与细胞溶质 ATP 水平无关，并且可能参与在质膜上提供局部 ATP 供应。结果PFKFB3在PDAC细胞中高表达，而不在HPSCs中表达。在 MIA PaCa-2 中，在质膜上发现了一个 PFKFB3 池。PFKFB3 抑制剂 PFK15 导致细胞生长和 PMCA 活性降低，导致 PDAC 细胞中的钙超载和凋亡。PFK15 减少糖酵解，但对 MIA PaCa-2 中的稳态 ATP 浓度没有影响。结论 PFKFB3 对维持 PDAC 中的 PMCA 功能很重要，与细胞溶质 ATP 水平无关，并且可能参与在质膜上提供局部 ATP 供应。