Abstract Metabolic reprogramming is a hallmark of cancer and fundamental for disease progression. The remodelling of oxidative phosphorylation and enhanced lipogenesis are key characteristics of prostate cancer (PCa). Recently, succinate-dependent mitochondrial reprogramming was identified in high-grade prostate tumours with upregulation of enzymes associated with branched-chain amino acid (BCAA) catabolism. We hypothesised that the degradation of BCAAs, particularly valine may play a critical role in anapleurotic refuelling of the mitochondrial succinate pool. Through suppression of valine availability, we report strongly reduced lipid content despite compensatory upregulation of fatty acid uptake, indicating valine is an important lipogenic fuel in PCa. Inhibition of the enzyme 3-hydroxyisobutyryl-CoA hydrolase (HIBCH) also resulted in selective inhibition of cellular proliferation of malignant but not benign prostate cells and impaired succinate production. In combination with a comprehensive multi-omic investigation of patient and cell line data, our work highlights a therapeutic target for selective inhibition of metabolic reprogramming in PCa.

Abstract Fatty acid (FA) modifications, such as enzymatic desaturation and elongation, have long been thought to involve sequential and highly specific enzyme-substrate interactions, which result in canonical products that are well-defined in their chain lengths, degree of unsaturation and double bond positions. 1 These products act as a supply of building blocks for the synthesis of complex lipids supporting a symphony of lipid signals and membrane macrostructure. Recently, it was brought to light that differences in substrate availability due to enzyme inhibition can activate alternative pathways in a range of cancers, potentially altering the total species repertoire of FA metabolism. 2,3 We have used isomer-resolved lipidomics to analyse human prostate tumours and cancer cell lines and reveal, for the first-time, the full extent of metabolic plasticity in cancer. Assigning the double bond position(s) in simple and complex lipids allows mapping of fatty acid desaturation and elongation via hitherto apocryphal metabolic pathways that generate FAs with unusual sites of unsaturation. Downstream utilisation of these FAs is demonstrated by their incorporation into complex structural lipids. The unsaturation profiles of different phospholipids reveal substantive structural variation between classes that will, necessarily, modulate lipid-centred biological processes in cancer cells including membrane fluidity 3-5 and signal transduction. 6-8

Abstract Mechanisms linking pre-pregnancy obesity to increased preterm birth risk are unclear. Here, we examined the impact of pre-pregnancy obesity on metabolites, Fms-related tyrosine kinase 3 ligand (Flt3L), and proinflammatory cytokine profiles in preterm birth. We used cytokine bead array, ELISA and Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) to determine cytokine and metabolite profiles in maternal and cord blood samples from 124 pregnant women in Australia, who gave birth at term ( n = 86) or preterm ( n = 38). Besides the expected variations in birth weight and gestational age, all demographic characteristics, including pre-pregnancy body mass index, were similar between the term and preterm birth groups. Mothers in the preterm birth group had reduced Flt3L ( P = 0.002) and elevated IL-6 ( P = 0.002) compared with term birthing mothers. Among mothers who gave birth preterm, those with pre-pregnancy obesity had lower Flt3L levels ( P = 0.02) compared with lean mothers. Flt3L and IL-6 were similar in cord blood across both groups, but TNFα levels ( P = 0.02) were reduced in preterm newborns. Metabolomic analysis revealed significant shifts in essential metabolites in women with pre-pregnancy obesity, some of which were linked to preterm births. Our findings suggest that maternal pre-pregnancy obesity alters the metabolome and reduces Flt3L expression, potentially increasing risk of preterm birth.