Nucleic Acids Res最新成果——天津医科大学牛远杰教授、尚芝群副教授在去势抵抗性前列腺癌研究取得重要进展

2021-02-22 11:26:57, 尚芝群上海吉凯基因医学科技股份有限公司

天津医科大学第二医院牛远杰教授、尚芝群副教授在去势抵抗性前列腺癌研究取得重要进展，研究发现PCAT1可通过激活AKT和NFkB信号通路促进去势抵抗性前列腺癌进展。研究成果以“LncRNA PCAT1 activates AKT and NF-κB signaling in castration-resistant prostate cancer by regulating the PHLPP/FKBP51/IKKα complex.”为题于2019年5月7日在分子生物学研究领域著名期刊《NUCLEIC ACIDS RES》（2018年影响因子11.147）发表。

研究背景

前列腺癌是欧美国家发生率最高死亡率第二高的肿瘤，在我国的发病率也逐年增加。雄激素剥夺治疗对于早期原位前列腺癌是主要的治疗方式，但是大多数病人经过最初的敏感期都会进入去势抵抗阶段，发展为去势抵抗性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer, CRPC)这种致死性的疾病。PI3K/AKT信号通路能够促进前列腺癌细胞的增殖，NFkB信号通路能够抑制细胞凋亡，这两个信号通路的激活能够促进早期原位前列腺癌在经过雄激素剥夺治疗后进展为转移性的去势抵抗性前列腺癌。

在本项研究中，研究者首先发现了PI3K/AKT和NFkB信号通路在进展为去势抵抗性前列腺癌过程中重新被激活，通过基因沉默及蛋白免疫共沉淀等实验发现了长链非编码RNA PCAT1能够竞争性抑制PHLPP与FKBP51的结合，促进IKKalpha与FKBP51的结合，进一步在细胞以及动物层面研究了PCAT1在去势抵抗进展中的作用及调控FKBP51/PHLPP/IKKalpha蛋白复合体的分子机制。

研究方法

a. 该研究首先确定了PCAT1在去势抵抗性前列腺癌与激素依赖性前列腺癌之间的表达差异，建立了模拟去势抵抗性前列腺癌连续发展过程的细胞系，并对该细胞模型进行了RNA测序分析（如图1所示）。

图1. 探究PCAT1在去势抵抗性前列腺癌与激素依赖性前列腺癌中表达差异及细胞模型建立

b. 根据PCAT1敲低后RNA测序结果，发现AKT和NFkB信号通路活性均受到PCAT1表达水平的影响。我们通过在细胞模型中上调下调PCAT1，发现PCAT1通过增加AKT和NF-KB 信号通路的磷酸化水平激活这两个信号通路。其中我们使用吉凯基因构建包装的PCAT1过表达慢病毒感染LNCaP-AI细胞和C4-2细胞，以检测PCAT1对AKT、NF-KB p65及其磷酸化蛋白的影响（如图2所示）。

图2. 吉凯PCAT1过表达慢病毒感染LNCaP-AI细胞和C4-2细胞，以检测PCAT1对AKT、NF-KB p65及其磷酸化蛋白的影响

c. 分子机制研究发现：PCAT1与FKBP51蛋白结合，竞争性抑制PHLPP与FKBP51的结合，促进了IKKalpha与FKBP51蛋白的结合，激活了AKT和NFkB信号通路。

d. 进一步通过构建小鼠荷瘤模型，发现通过慢病毒转染敲低PCAT1的表达水平，能够抑制去势抵抗性前列腺癌在小鼠皮下的生长，证明了PCAT1作为去势抵抗性前列腺癌治疗靶标的潜在价值（如图3所示）。

图3. 小鼠体内实验证明PCAT1作为去势抵抗性前列腺癌治疗靶点的潜在价值。

研究结论

综上所述，本研究发现去势抵抗性前列腺癌中长链非编码RNA PCAT1表达水平的升高，能够与FKBP51蛋白结合，竞争性抑制PHLPP与FKBP51结合，激活AKT信号通路，促进IKKalpha与FKBP51蛋白结合，激活NFkB信号通路，促进去势抵抗性前列腺癌的进展（如图4所示）。这一机制的研究为探寻去势抵抗性前列腺癌发展机制提供了理论研究基础，为治疗提供了新的思路和靶点。