Drug-induced compensatory signaling and subsequent rewiring of the signaling pathways that support cell proliferation and survival promote the development of acquired drug resistance in tumors. Here, we sought to analyze the adaptive kinase response in cancer cells after distinct treatment with agents targeting human epidermal growth factor receptor 2 (HER2), specifically those that induce either only temporary cell cycle arrest or, alternatively, apoptosis in HER2-overexpressing cancers. We compared trastuzumab, ARRY380, the combination thereof, and a biparatopic, HER2-targeted designed ankyrin repeat protein (DARPin; specifically, 6L1G) and quantified the phosphoproteome by isobaric tagging using tandem mass tag liquid chromatography/tandem mass spectrometry (TMT LC-MS/MS). We found a specific signature of persistently phosphorylated tyrosine peptides after the nonapoptotic treatments, which we used to distinguish between different treatment-induced cancer cell fates. Next, we analyzed the activation of serine/threonine and tyrosine kinases after treatment using a bait peptide chip array and predicted the corresponding active kinases. Through a combined system-wide analysis, we identified a common adaptive kinase response program that involved the activation of focal adhesion kinase 1 (FAK1), protein kinase C-δ (PRKCD), and Ephrin (EPH) family receptors. These findings reveal potential targets to prevent adaptive resistance to HER2-targeted therapies.

药物诱导的补偿性信号传导以及随后支持细胞增殖和存活的信号传导通路的重新布线促进了肿瘤中获得性耐药性的发展。在这里，我们试图分析靶向人表皮生长因子受体2（HER2）的药物，特别是那些仅诱导暂时性细胞周期停滞或诱导过表达HER2的细胞凋亡的药物，经过不同处理后在癌细胞中的适应性激酶反应。我们比较了曲妥珠单抗，ARRY380及其组合，以及以HER2为靶点的双原位设计的锚蛋白重复蛋白（DARPin；特别是6L1G），并使用串联质谱标签液相色谱/串联质谱法（TMT LC-MS）通过等压标记对磷酸化蛋白质组进行了定量。 /多发性硬化症）。在非凋亡治疗后，我们发现了持续磷酸化酪氨酸肽的特定特征，我们将其用于区分不同治疗诱导的癌细胞命运。接下来，我们分析了使用诱饵肽芯片阵列治疗后丝氨酸/苏氨酸和酪氨酸激酶的活化作用，并预测了相应的活性激酶。通过系统范围的综合分析，我们确定了一个常见的自适应激酶应答程序，该程序涉及粘着斑激酶1（FAK1），蛋白激酶C-δ（PRKCD）和Ephrin（EPH）家族受体的激活。这些发现揭示了潜在的靶标，以防止对HER2靶向疗法的适应性耐药。我们使用诱饵肽芯片阵列分析了治疗后丝氨酸/苏氨酸和酪氨酸激酶的活化作用，并预测了相应的活性激酶。通过系统范围的综合分析，我们确定了一个常见的自适应激酶应答程序，该程序涉及粘着斑激酶1（FAK1），蛋白激酶C-δ（PRKCD）和Ephrin（EPH）家族受体的激活。这些发现揭示了潜在的靶标，以防止对HER2靶向疗法的适应性耐药。我们使用诱饵肽芯片阵列分析了治疗后丝氨酸/苏氨酸和酪氨酸激酶的活化作用，并预测了相应的活性激酶。通过系统范围的综合分析，我们确定了一个常见的自适应激酶应答程序，该程序涉及粘着斑激酶1（FAK1），蛋白激酶C-δ（PRKCD）和Ephrin（EPH）家族受体的激活。这些发现揭示了潜在的靶标，以防止对HER2靶向疗法的适应性耐药。