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前列腺癌是中老年高发恶性肿瘤,其发病率在全球占所有恶性肿瘤的第二位,致死率占第六位,而我国随着生活水平和节奏的改变近年来前列腺癌发病率不断飙升,以每年10%的速度在增加。前列腺癌发展的后期会转变为去势抵抗性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer, CRPC),激素疗法和去势疗法无效而发生转移,这是导致病人死亡的重要原因。而去势抵抗性前列腺癌与雄激素受体(AR)的异常激活密切相关,目前靶向AR信号通路的药物是临床上治疗前列腺癌以及去势抵抗性前列腺癌的有效手段。使用抗雄激素药物如2011年和2010年FDA批准的MDV3100(Enzalutamide)和阿比特龙(Abiraterone)可以显著提高去势抵抗性前列腺癌患者的生存率。然而,经过一段时间治疗后病人肿瘤中的AR会发生突变,突变的AR失去其配体结构域(ligand binding domain, LBD)而不依赖其配体雄激素(如双氢睾酮,DHT)而自发持续激活,这种AR我们称之为持续激活突变型AR (constitutively active truncated AR splice variants, AR-Vs)。 AR-Vs是导致雄激素受体拮抗剂(例如MDV3100)治疗无效和药物抵抗的重要原因。因此,全长型AR (AR-FL)和持续激活突变型AR (AR-Vs)是治疗CRPC的重要靶点。为筛选可以同时抑制AR-FL和AR-Vs转录活性的小分子化合物,本文运用雄激素双氢睾酮(DHT)激活全长的AR (AR-FL)以及缺失LBD端的AR1-651代表持续激活突变型AR(AR-Vs)建立同时抑制AR-FL和AR-Vs转录活性的荧光素酶(Luciferase)报告基因筛选模型。本实验以中草药小分子单体化合物库为药物筛选源,通过上述Luciferase报告基因筛选得到对全长和突变型AR都有强烈抑制效果的天然小分子化合物臭椿酮(Ailanthone, AIL)。进一步研究发现AIL对表达雄激素受体的前列腺癌细胞株具有较好的敏感性,通过体内和体外实验证明该化合物不仅能高效抑制雄激素依赖性前列腺癌细胞株LNCaP的增殖,而且能抑制雄激素受体突变的前列腺癌细胞株22RV1(该细胞株表达持续激活的突变雄激素受体,且对临床药物雄激素受体拮抗剂比卡鲁胺(Bicalutamide)和MDV3100具有耐药性)的增殖。本研究发现AIL可以同时降低癌细胞中AR-FL和AR-Vs的蛋白表达以及下调其下游基因的表达。进一步实验证明该单体通过结合p23蛋白而抑制AR与热休克分子伴侣之间的结合,从而诱导AR发生泛素化被蛋白酶体降解。另外,本研究从体内水平证明了该单体能够抑制去势抵抗性前列腺癌细胞的生长和转移。此外,利用肝微粒体实验发现AIL对肝脏主要CYP代谢酶无明显抑制作用。根据以上结果,中草药单体臭椿酮有望成为治疗早期雄激素依赖性前列腺癌和晚期去势抵抗性前列腺癌的备选化合物。