一种新型AT2R激动剂对静止期前列腺癌细胞的作用及其机制研究

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前列腺癌是严重威胁男性健康的泌尿系肿瘤之一,发病率位居全球男性恶性肿瘤第2位。我国前列腺癌的发病率和检出率也呈逐年上升趋势,成为男性尤其是中老年男性健康的极大威胁。早期前列腺癌目前临床多使用内分泌疗法,预后一般较好,晚期前列腺癌生存率则大大降低。静止期肿瘤细胞是导致肿瘤转移和复发的重要因素,传统放化疗治疗后,静止期肿瘤细胞仍可在患者体内存活较长时间并在环境适宜时再次激活。本研究针对传统化疗药物难以彻底清除的静止期前列腺癌细胞,使用一种新型AT2R激动剂C21(Compound 21)特异性激活静止期前列腺癌PC3、DU145细胞的AT2R受体,产生抑制细胞存活的作用,并对其具体的分子机制进行探索,为C21应用于前列腺癌的治疗建立了基础。本研究第一章通过血清饥饿法诱导获得静止期(G0期)前列腺癌PC3、DU145细胞,并使用不同浓度C21处理,CCK-8法检测加药后的细胞活力,结果显示,C21抑制G0期前列腺癌细胞的存活,具有时间和剂量依赖性。PI染色结合流式细胞学检测结果及TUNEL染色结果也证明,C21对G0期前列腺癌细胞有明显的杀伤作用。与常规化疗药物紫杉醇对细胞的作用比较发现,紫杉醇可显著抑制增殖期前列腺癌细胞的生长,对静止期细胞则作用甚微;C21则可有效抑制静止期前列腺癌细胞存活,而对增殖期细胞无效。对现象的机制进一步探究发现,Western blot未检测到经典凋亡相关蛋白Caspase-3及Bcl-2等的活化,提示C21的细胞杀伤作用不是通过诱导细胞凋亡产生的。对PC3、DU145细胞进行的转录组测序分析结果发现C21作用后的细胞DDIT4、Gadd45α等基因表达显著升高且提示有PI3K-Akt通路的激活,RT-PCR验证结果与RNA-seq结果一致。DDIT4主要参与PI3K-Akt-mTOR信号通路,研究中使用PI3K抑制剂可有效抑制C21对静止期PC3细胞的杀伤作用,同时伴随DDIT4基因表达水平下降。Western blot检测到PC3细胞中自噬相关蛋白LC3II、P62的表达升高,同时p-mTOR蛋白表达水平降低,使用PI3K抑制剂后上述蛋白表达量变化均得到逆转。由此我们推测C21可诱导静止期PC3细胞通过PI3K-Akt-mTOR信号通路,引起细胞的自噬阻滞并最终抑制了细胞存活。此外,Western blot检测到C21处理静止期前列腺癌细胞中P38激活及Erk磷酸化水平降低,联系RNA-seq检测结果中Gadd45α表达水平升高,提示可能存在着Gadd45α对P38MAPK通路的激活。本研究第二章中,构建了人AT2R过表达慢病毒载体及稳定细胞系,获得PC3-hAT2R、DU145-hAT2R细胞系,并通过多种AT-2R配体的作用比较,进一步证明了 C21对前列腺癌细胞杀伤的作用位点。为研究C21介导的细胞杀伤机制提供了便捷可靠的细胞工具,也为AT2R的其他激动剂和AT2R功能的研究建立了基础。综合以上实验结果,本研究可以得到以下结论:1.C21可抑制静止期前列腺癌PC3、DU145细胞的存活,具有时间和剂量依赖性;2.C21与紫杉醇可分别抑制静止期与增殖期细胞的存活,两者联合用药有利于彻底杀灭前列腺癌细胞;3.C21诱导的静止期PC3细胞杀伤,可能是通过PI3K-Akt-mTOR信号通路产生细胞自噬阻滞导致的,同时涉及MAPK信号通路;4.成功构建人AT2R慢病毒表达载体,并在PC3、DU145细胞中建立了 AT2R过表达稳定细胞系。
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