活细胞实时成像分析仪，用于基因敲除后的前列腺癌细胞的长时间动态增殖监测，验证蛋白质治疗靶点

前列腺癌（Prostate Cancer，PCa）是全球男性中最常见的恶性肿瘤之一，也是导致男性癌症死亡的第二大原因。在前列腺癌治疗中，往往需要使用各种临床指标来预测术后的生化复发（Biochemical Recurrence，BCR）风险并指导临床工作。目前大范围普及的临床指标前列腺特异性抗原（Prostate-Specific Antigen，PSA） 筛查，促使患者分布逐渐从高风险组转移到低风险和中风险组，但临床分级相关性受到限制，未能解释前列腺癌进展的机制，也没有为治疗前列腺癌提供新的治疗靶点。

鉴于此，西湖大学郭天南、长海医院高旭、杨成华联合团队通过大规模蛋白质组学分析，全面解析中国前列腺癌患者的蛋白质组特征，并开发了一种有效的预后预测模型。研究成果以“Proteomic landscape profiling of primary prostate cancer reveals a 16-protein panel for prognosis prediction”为题于2024年8月发表在《Cell Reports Medicine》上。

研究团队通过数据独立采集质谱（Data-Independent Acquisition Mass Spectrometry，DIA-MS）技术，对国内306名接受了根治性前列腺切除术患者的918个组织样本，进行了全面深入的蛋白质组学分析，识别了超过10,000种蛋白质，并定义了三种具有显著临床和蛋白质组学差异的前列腺癌分子亚型。研究者还开发了一个包含16种蛋白质的预后预测模型。通过多个数据集的验证发现，该模型可有效预测BCR，其准确性要优于现有的临床预测方法。

此外，该研究还探讨了这些蛋白质在前列腺癌进展中的作用，并初步验证了其中的两种蛋白质（NUDT5和SEPTIN8）作为潜在治疗靶点的可能性。研究者敲除了PC-3细胞的SEPTIN8、NUDT5基因，并通过德国innoME公司的zenCELL owl实时活细胞成像分析仪对基因敲除后的细胞进行长时间实时活细胞动态监测，包含细胞计数、汇合度等，以评估敲除NUDT5和SEPTIN8基因对细胞增殖的影响。实验结果表明，单独敲除NUDT5或SEPTIN8对细胞增殖的影响不显著，但同时敲除这两个基因能显著抑制PC-3细胞增殖（图 1）。这表明NUDT5和SEPTIN8可能在促进前列腺癌细胞的恶性特征方面具有协同效应，NUDT5和SEPTIN8的联合抑制可能为前列腺癌治疗提供新的方法。

图1 PC-3细胞SEPTIN8或NUDT5单个基因以及同时敲除后的细胞增殖状态，左图为细胞汇合度曲线，右图为对应的细胞生长曲线，其中，Scramble为对照组，SEPTIN8-KO、NUDT5-KO、NUDT5-SEPTIN8KO分别表示敲除SEPTIN8或NUDT5单个基因及同时敲除这两个基因

尽管已有大量基于基因组、表观基因组和转录组的研究提出了基于特定基因异常的前列腺癌新分类，但蛋白质是细胞功能的主要执行者，其表达谱的变化并不总是与基因或转录谱的变化一致。因此，基于蛋白质的风险预测和分类策略可能为前列腺癌的病理过程、治疗指导和预后预测提供更深入的见解。

https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2024.101679

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