一、研究背景前列腺癌是男性泌尿生殖系统中最常见的恶性肿瘤1,早期局限性前列腺癌一般采取手术或者局部放疗,而晚期前列腺癌的首选治疗方案仍然是通过外科手术/化学去势2。然而,几乎所有初始对内分泌治疗敏感的前列腺癌患者最终都将产生激素抵抗,进而发生远端组织转移,以致不可逆的临床进展恶化,并最终导致患者死亡。因此深入研究前列腺癌转移机制对于设计合理的治疗药物及判断预后,进一步提高前列腺癌的治疗水平具有重要意义。丙酮酸激酶2(Pyruvate kinase 2,PKM2)是肿瘤糖酵解途中的重要限速酶之一,在多种肿瘤中过量表达3,4。近年的研究显示,PKM2不仅在细胞质中具有糖酵解功能,在特定外界因子刺激下,PKM2还可以与β-catenin、HIF-1α转录因子结合,调节肿瘤细胞进程相关因子的表达。环氧化酶2(cyclooxyenase-2,COX-2)是合成前列腺素的限速酶,在肿瘤内高表达,通过促进肿瘤增殖、抑制凋亡、侵袭转移等进程促进肿瘤的发生发展5-7。此外,COX-2的高表达引起E-cadherin的下调以及MMP-2的上调,促进肿瘤组织浸润和转移。但是,PKM2是否通过COX-2参与调节前列腺癌细胞侵袭和迁移尚不清楚。二、研究目的本研究探讨PKM2在前列腺细胞侵袭和迁移中的作用及其初步机制。三、研究方法在前列腺癌细胞内过表达外源性PKM2和敲低内源性PKM2的表达,通过蛋白质印迹、实时荧光定量PCR、免疫共沉淀(CO-IP)和免疫荧光(IF)等实验方法,探讨PKM2调节前列腺癌细胞侵袭和迁移作用及其初步机制。四、研究结果首先,我们利用Transwell迁移和侵袭实验验证,PKM2的过表达可以促进前列腺癌细胞DU145和PC-3的迁移和侵袭;同样地,敲低内源性PKM2可以抑制前列腺癌细胞的迁移和侵袭。随后,Real time PCR和Western blot结果显示,敲低内源性PKM2的表达,可以明显降低前列腺癌DU145和PC-3细胞中COX-2的mRNA和蛋白水平的表达;相反,过表达PKM2,可以明显增加COX-2的表达。同样地,Western blot结果显示,在前列腺癌细胞中过表达PKM2或者敲低PKM2的表达,可以明显增加或者减少磷酸化ERK1/2的表达。免疫共沉淀和免疫荧光结果证实,PKM2与ERK1/2存在相互作用。Western blot结果显示,抑制ERK1/2的活性可拮抗PKM2对COX-2的上调。Transwell实验进一步证实,抑制ERK1/2的活性拮抗PKM2对前列腺癌细胞迁移和侵袭的调节。五、结论PKM2主要是通过ERK1/2信号通路上调COX-2的表达促进前列腺癌细胞侵袭和迁移。这一研究结果对于前列腺癌的侵袭和转移的机制有了新解析,也可以为治疗前列腺癌的转移和侵袭治疗提供了新的方向。