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前列腺癌是常见的男性生殖系统恶性肿瘤之一,在欧美,尤其在美国前列腺癌的发病率仍超过肺癌,高居第一位;目前,我国前列腺癌发病率虽远低于西方国家,但近年来随着人们生活方式的改变、寿命的延长及医疗保健和诊断水平的提高,我国前列腺癌发病率呈显著增长趋势。肿瘤的浸润和转移是导致前列腺癌患者死亡的主要原因,前列腺癌细胞如何获得侵袭转移潜能目前尚不十分清楚。因此探讨前列腺癌侵袭转移的分子机制,寻找新的抑制其侵袭转移的治疗靶点有重要的理论意义和临床实用价值。RACK1是一种高度保守的细胞内衔接蛋白,与G蛋白β亚单位同源。现在已证实RACK1能与大量蛋白质直接作用或者作为更大的复合物的部分与其作用。然而,作为支架蛋白,RACK1参与整合来自不同的信号转导途径的信息,对于基本的细胞活动至关重要,比如细胞增殖、转录和蛋白质合成以及不同的神经功能。在癌症中,RACK1成为变换信号的焦点。RACK1募集了核糖体和PKC并且为MAPK途径提供支持以及成为PI3K通路的中心成分,另外,RACK1还支持许多其他不同的激酶和磷酸酶,而且发现许多蛋白的活性在癌症中改变。所有这些蛋白,信号转导途径和蛋白复合物都需要严格的调节。RACK1的表达(上调和下调)发生的细微变化,可以对这些重要调节途径有关的肿瘤疾病的发展产生巨大影响。本课题试图从人体前列腺癌组织、人前列腺癌细胞株、裸鼠移植瘤模型三方面对RACK1表达与前列腺癌生物学行为的相关关系及其作用的分子机制进行研究,以寻找预测人前列腺癌转移的分子生物学标记物及分子治疗的新靶点。故该课题的研究不仅对了解肿瘤的生物学特性具有明显的理论意义,也具有显著的临床价值和社会效益。第一部分前列腺癌组织中RACK1、PTEN、Ki67的表达目的:探讨RACK1、PTEN和Ki67在前列腺癌中的表达情况,并研究这三种蛋白与前列腺癌临床分期和病理分级的关系。方法:42例前列腺癌标本(57~87岁,平均66.7岁)取自苏州大学附属第一医院泌尿外科2003~2011年的手术标本及经直肠穿刺活检存档蜡块,标本系10%福尔马林固定,常规石蜡包埋。前列腺癌标本按照Gleason评分。前列腺癌患者术前均未接受内分泌治疗或其他治疗。标本4μm厚连续切片,分别做RACK1、PTEN和Ki67免疫组化染色,分析其表达水平与前列腺癌临床病理参数的关系。结果:42例前列腺癌组织标本中,RACK1有不同程度的表达,其中5例评分为3级,11例评分为2级,有14例评分为1级,有12例评分为0级;PTEN表达缺失(32/42,76.19%);有29例Ki67(29/42,69.04%)异常高表达;RACK1的表达与Ki67有很强的相关性,经Pearson’s相关分析,两者的相关系数高达0.721,P﹤0.001;另外,RACK1与PTEN呈负相关;Kaplan-Meier生存分析揭示,RACK1的高表达与前列腺癌患者较短的生存期之间有显著相关性(P﹤0.001);单、多因素生存分析显示RACK1蛋白在前列腺癌患者预后分析中是一个独立的有预后意义的分子指标(P=0.005)。结论:(1)人前列腺癌组织中有RACK1表达,且其表达与前列腺癌临床分期和病理分级相关;(2)RACK1和Ki67的阳性表达、PTEN的表达缺失均与前列腺癌的临床分期和病理分级相关。而RACK1在前列腺癌患者生存分析中是一个独立的有意义的预后分子指标,与其他前列腺癌临床常用分子指标相比,RACK1具有更大的优越性和更广阔的应用前景。第二部分RACK1对前列腺癌细胞增殖侵袭的影响目的:研究RACK1干扰对前列腺癌细胞增殖侵袭的影响。方法:以前列腺癌细胞株DU145、LNcap为研究对象,利用脂质体介导转染技术将RACK1siRNA转染前列腺癌细胞,经G418筛选得到稳定的干扰细胞模型;采用生长曲线和流式细胞技术研究RACK1对人前列腺癌细胞体外增殖的影响;使用划痕实验和transwell迁移实验研究RACK1对其体外迁移运动能力的影响;应用transwell侵袭实验研究RACK1对人前列腺癌细胞体外侵袭运动能力的影响;同时建立裸鼠移植瘤模型,从体内角度研究RACK1干扰对前列腺癌增殖、侵袭的影响。结果:获得稳定RACK1siRNA干扰表达的DU145和LNcaP细胞株;体外实验表明,与对照组相比,干扰后细胞的增殖迁移能力和克隆形成都面向减弱。在裸鼠移植瘤实验中发现,RACK1干扰细胞组裸鼠移植瘤生长较对照组明显减慢,肿瘤的体积和重量明显减少,侵袭性明显下降。结论:(1)采用脂质体介导法将pSUPER-si1/si2/scramb-siRNA成功转染人前列腺癌细胞DU145和LNCaP,获得稳定干扰表达RACK1的细胞株。(2)RACK1干扰在体内、外均能抑制人前列腺癌细胞增殖、迁移运动和侵袭能力。第三部分RACK1对前列腺癌细胞增殖侵袭的分子机制研究目的:阐明RACK1对前列腺癌细胞增殖侵袭的作用和促进肿瘤血管形成的相关机制。方法:采用Western blot的方法检测前列腺癌细胞RACK1和RACK1siRNA干扰后,PI3K/Akt和MAPK等信号通路分子活性的变化;采用IHC检测RACK1干扰后血管内皮细胞标志分子CD31的表达,采用MVD计算新生血管数量;采用real-timePCR技术检测VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, Ang1, Ang2, HGF, FGF2,和PIGF等血管生成因子水平。并比较血管生成因子和信号通路分子在时间过程上的相互关系。结果:转染siRNA干扰的前列腺癌细胞株,与空载对照组相比p-Akt、p-MAPK的表达显著下降,而PLC未受影响。裸鼠成瘤IHC结果显示,RACK1干扰后血管内皮标志分子CD31的表达显著减少,显著影响了MVD。利用real-time PCR检测裸鼠移植瘤各种血管生成因子显示,VEGF-B, FGF2mRNA的表达被显著抑制达40-50%。p-Akt和p-MAPK的抑制发生在较晚的时间,证明他们而不是参与抑制VEGF-B和FGF2翻译的上游信号分子。结论:(1)RACK1的siRNAs干扰抑制Akt和MAPK的磷酸化而不是PLC,影响了前列腺癌细胞的增殖侵袭能力。(2) RACK1siRNAs干扰下调VEGF-B、FGF2的表达进而抑制肿瘤新生血管的形成。(3) Akt/MAPK信号通路不是VEGF-B和FGF2抑制的上游信号分子。(4)通过动物成瘤鉴定了siRNAs干扰引起RACK1表达的下调,导致了Akt/MAPK磷酸化水平下降和VEGF-B,FGF2的抑制。