【摘 要】目的:探索肝癌缺失因子1(deleted in liver cancer 1,DLC-1)對耐恩雜魯胺前列腺癌(prostate cancer,PCa)細(xì)胞增殖,侵襲和凋亡的影響以及作用機(jī)制。方法:體外以不同濃度的恩雜魯胺藥物培養(yǎng)人前列腺癌lncap及C4-2細(xì)胞株6個(gè)月以上,構(gòu)建恩雜魯胺耐藥細(xì)胞系lncap-R,C4-2-R。CCK-8法檢測其IC50,驗(yàn)證恩雜魯胺耐藥株是否構(gòu)建成功。利用慢病毒轉(zhuǎn)染lncap-R,C4-2-R,以敲低和過表達(dá)DLC-1,采用克隆實(shí)驗(yàn)、Transwell實(shí)驗(yàn)和流式細(xì)胞術(shù)檢測DLC-1對耐恩雜魯胺的前列腺癌細(xì)胞的增殖、侵襲和凋亡的影響。結(jié)果:與對照組相比,過表達(dá)組DLC-1顯著抑制了2個(gè)耐藥株的增殖和侵襲進(jìn)程。機(jī)制上,WB實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明DLC-1表達(dá)與2個(gè)耐藥株中Rho蛋白的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。Rho抑制劑rhosin逆轉(zhuǎn)了因敲低DLC-1后lncap-R細(xì)胞凋亡減少的情況。結(jié)論:DLC-1可以下調(diào)耐藥株中的Rho蛋白的表達(dá),并抑制耐藥株的增殖和侵襲。
【關(guān)鍵詞】肝癌缺失因子1;前列腺癌;恩雜魯胺;Rho蛋白;增殖;侵襲
【中圖分類號】R737.25 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【收稿日期】2024-03-14
前列腺癌(prostate cancer,PCa)作為最常見的泌尿系惡性實(shí)體腫瘤,其發(fā)病率在男性群體中高居第2位,并且死亡率高居第5位[1]。隨著我國日漸加劇的人口老齡化程度,以及相關(guān)篩查方法的普及,如前列腺特異性抗原(Prostate Specific Antigen,PSA)[2],泌尿系超聲等相關(guān)檢查,前列腺癌的早期診斷率和發(fā)病率逐年上升。對于前列腺癌患者,盡管我國家現(xiàn)在已有外科手術(shù)、放療、雄激素剝奪治療(androgen deprivation therapy,ADT)等治療方式[3],但以上的這些方法更多的是用于患者的局部治療,而且前列腺癌患者的5年生存率并未達(dá)到令人滿意的程度。此外,部分前列腺癌患者采用雄激素剝奪治療方案后,最終還是會無法避免地進(jìn)展到去勢抵抗性階段,即去勢抵抗性前列腺癌[4](castrationresistantprostate cancer,CRPC)。對于CRPC 患者,目前并沒有非常有效的治療方案,這也是導(dǎo)致CRPC患者死亡[5]的重要原因。為此,對于CRPC的研究至今仍然是泌尿系統(tǒng)疾病中難題之一。
恩雜魯胺(Enzalutamide,ENZ)是作為新一代的雄激素受體(androgen receptor,AR)拮抗劑[6],可以在更大程度上競爭性地抑制雄激素與AR的結(jié)合[7]。除此以外,恩雜魯胺還可以阻止雄激素受體的在細(xì)胞核的轉(zhuǎn)運(yùn)以及AR與DNA的相互作用[8]。基于以上的機(jī)制,恩雜魯胺藥物對CRPC患者的治療具有良好效果,但是依然會有部分患者在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)藥物抵抗現(xiàn)象[9],最后導(dǎo)致治療失敗。因此,探尋恩雜魯胺的耐藥機(jī)制對于臨床治療前列腺癌具有重大意義。
肝癌缺失因子1(deleted in liver cancer 1,DLC-1),位于染色體8p21-22區(qū)域[10]。最早開始于肝癌細(xì)胞中研究,在肝癌等多種實(shí)體瘤的研究中發(fā)現(xiàn)其表達(dá)下調(diào)或缺失[11]。DLC-1可以激活GPT酶激活蛋白(GPTase-activating protein,GAP),而GAP作為一種小分子開關(guān),在細(xì)胞的內(nèi)部起到負(fù)性調(diào)節(jié)激活型GTP-Rho到非激活型GDP-Rho的重要過程[12],激活的Rho 蛋白可在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[13]和細(xì)胞的骨架重塑[14]中起重要作用。然而,lncap-R細(xì)胞,C4-2-R細(xì)胞中DLC1的潛在分子網(wǎng)絡(luò)仍需進(jìn)一步探索。
1 材料與方法
1.1 恩雜魯胺耐藥株的構(gòu)建
lncap 細(xì)胞通過在含10% 的活性炭剝離血清的培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)6 個(gè)月建立雄激素非依賴性lncap 細(xì)胞(lncapAndrogen Independence,lncap-AI),再通過在不同濃度的恩雜魯胺(1、2、5、10、20 μmol/L)培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)6個(gè)月建立lncap-R細(xì)胞。C4-2細(xì)胞在10、20、40 μmol/L恩雜魯胺培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)6個(gè)月以上建立C4-2-R細(xì)胞。
1.2 試劑
結(jié)晶紫(索萊寶科技公司),PBS(碧云天公司),RPMI1640和胎牛血清(Gibco公司),青霉素-鏈霉素(碧云天公司),胰蛋白酶(Sigma-Aldrich公司),DMSO(生工生物工程公司),CCK-8試劑盒(碧云天公司),DLC-1抗體及Rho抗體(Abmart公司)。
1.3 方法
1.3.1 細(xì)胞培養(yǎng) lncap細(xì)胞,C4-2細(xì)胞均為課題組前期保存。lncap細(xì)胞和C4-2細(xì)胞均在含10%胎牛血清及1%青霉素-鏈霉素的1640 培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。Lncap-AI 細(xì)胞在10%木炭剝離胎牛血清及1%青霉素-鏈霉素的1640培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。而Lncap-R,C4-2-R則在含10%胎牛血清及1%青霉素-鏈霉素以及不同濃度的恩雜魯胺的1640培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。
1.3.2 細(xì)胞轉(zhuǎn)染 于擎科公司購買DLC1-1的過表達(dá)和敲低質(zhì)粒,使用293T細(xì)胞進(jìn)行慢病毒包裝。取生長狀態(tài)良好的對數(shù)生長期的lncap-R細(xì)胞,C4-2-R細(xì)胞接種在12孔細(xì)胞培養(yǎng)板,待細(xì)胞密度至60%,使用碧云天Lipo3000轉(zhuǎn)染試劑按說明書進(jìn)行轉(zhuǎn)染,24 h后更換為新鮮完全培養(yǎng)基,48 h后觀察轉(zhuǎn)染效率,72 h后加入嘌呤霉素進(jìn)行篩選。
1.3.3 實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(quantitative real-timepolymerase chain reaction,q-PCR) 采用TRIZOL 方法提取lncap-R細(xì)胞和C4-2-R細(xì)胞中的總RNA,隨后利用逆轉(zhuǎn)錄技術(shù)反轉(zhuǎn)成cDNA,采用q-PCR 方法檢測lncap-R 細(xì)胞和C4-2-R細(xì)胞中的DLC-1 RNA 表達(dá)情況,最后使用2-ΔΔCt 法分析2株細(xì)胞中DLC-1的相對表達(dá)情況。在提取細(xì)胞中的總蛋白后,需要使用BCA法測量蛋白樣本的濃度,并選擇合適的蛋白樣本進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳。接著,使用伯樂濕轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)膜,將凝膠轉(zhuǎn)移到PVDF 膜上。隨后,使用25%濃度的脫脂奶粉進(jìn)行2 h的封閉,再加入一抗在4 ℃孵育10 h。之后,用TBST洗滌6次,每次5 min,加入二抗在室溫蠟板上孵育2 h,再進(jìn)行6 次洗滌,每次5 min,最后使用bio-rad儀器進(jìn)行發(fā)光顯影。
1.3.4 CCK-8實(shí)驗(yàn) 將每組細(xì)胞分別接種于96孔板,并在0、24、48、72 h后進(jìn)行處理。隨后吸除培養(yǎng)基,添加CCK-8試劑,放回細(xì)胞培養(yǎng)箱中避光孵育1.5 h。最后使用酶標(biāo)儀檢測每組在450 nm處的吸光度來計(jì)算細(xì)胞存活率。細(xì)胞存活率的計(jì)算公式為:細(xì)胞存活率=([ 實(shí)驗(yàn)組吸光度-空白孔吸光度)(/ 對照組吸光度-空白孔吸光度)]×100%。
1.3.5 流式細(xì)胞術(shù) 以5×105個(gè)/L的密度將細(xì)胞傳代于6孔板中,培養(yǎng)48 h,按需求將細(xì)胞分組,每組設(shè)3個(gè)復(fù)孔,吸棄培養(yǎng)液,PBS清洗2次,加入不含EDTA的胰酶1 mL/孔,消化2 min,離心收集沉淀細(xì)胞。用1 mL PBS將細(xì)胞重懸,吹打均勻,繼續(xù)離心,轉(zhuǎn)速1 000 r/min,3 min,收集細(xì)胞。最后將樣本送到流式儀室進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)由軟件CytExpert進(jìn)行分析。
1.3.6 細(xì)胞克隆實(shí)驗(yàn) 經(jīng)過對數(shù)生長期細(xì)胞的消化和計(jì)數(shù)后,將細(xì)胞懸液重懸于完全培養(yǎng)基中,并在6孔板培養(yǎng)板中接種1 000個(gè)/孔作為實(shí)驗(yàn)組。隨后持續(xù)培養(yǎng)至第14天,直到大多數(shù)單個(gè)克隆中的細(xì)胞數(shù)超過50。完成克隆后,進(jìn)行PBS洗滌并固定,然后進(jìn)行結(jié)晶紫染色。6孔板流水沖洗干凈,風(fēng)干后進(jìn)行拍照。
1.3.7 Transwell實(shí)驗(yàn) 取生長狀態(tài)良好,處于對數(shù)期并且無污染的細(xì)胞,胰酶消化2 min,吹打制成單細(xì)胞懸液。tran?swell下室中加入含有20%胎牛血清的完全培養(yǎng)基600 μL,將單細(xì)胞懸液加入鋪有基質(zhì)膠的小室內(nèi)。二氧化碳細(xì)胞培養(yǎng)箱中孵培育48 h。取出小室,PBS洗滌2遍,使用甲醇固定15 min。隨后每個(gè)小室加入結(jié)晶紫染色20 min,PBS洗滌2遍,風(fēng)干后,正置熒光顯微鏡下使用白光模式進(jìn)行拍照和計(jì)數(shù)。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
用GraphPad Prism9.5進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。多組間比較采用單因素方差分析,兩樣本比較采用t 檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。
2 結(jié) 果
2.1 成功構(gòu)建耐恩雜魯胺lncap-R和C4-2-R細(xì)胞
對lncap 和C4-2細(xì)胞分別在20 μmol/L 和40 μmol/L 的恩雜魯胺培養(yǎng)基中持續(xù)培養(yǎng)6個(gè)月,直至2株細(xì)胞可以在恩雜魯胺培養(yǎng)基中可以穩(wěn)定傳代培養(yǎng),命名為lncap-R和C4-2-R。CCK8 對親本細(xì)胞和耐藥細(xì)胞測定IC50,結(jié)果顯示lncap 和lncap-R 的IC50 分別為11.78 μmol/L、51.33 μmol/L,lncap-R 的耐藥指數(shù)(resistance index,RI)為4.35(圖1A)。C4-2、C4-2-R細(xì)胞的IC50分別為28.90 μmol/L、74.18 μmol/L,C4-2-R的RI為2.56(圖1B)。
2.2 過表達(dá)DLC-1,可以抑制耐藥株的增殖
為了研究DLC-1在耐恩雜魯胺lncap-R和C4-2-R細(xì)胞的作用功能,本課題組在2株耐藥株中對DLC-1進(jìn)行了過表達(dá),進(jìn)行克隆實(shí)驗(yàn)以檢測耐藥株的增殖能力。q-PCR和WB實(shí)驗(yàn)證明,在2 株耐藥株中成功過表達(dá)DLC-1(圖2A、B)。對比NC 組,oe-DLC-1 組中的細(xì)胞克隆團(tuán)數(shù)明顯減少(圖2C),并且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05)(圖2D)。
2.3 敲低DLC-1,可以增加耐藥株的侵襲能力
為了進(jìn)一步研究DCL-1 的作用,在2 株耐藥株中對DLC-1進(jìn)行了敲低。Q-PCR和WB實(shí)驗(yàn)證明,本課題組在2株耐藥株中成功敲低DLC-1(圖3A、B)。進(jìn)行Transwell實(shí)驗(yàn)以檢測耐藥株的侵襲能力,對比NC 組,sh-DLC-1 組中的細(xì)胞侵襲能力明顯增加,并且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05)(圖3C、D)。
2.4 DLC-1通過Rho通路調(diào)節(jié)耐恩雜魯胺lncap-R細(xì)胞的凋亡
最后,為了探究DLC-1 的作用機(jī)制,本課題組使用String數(shù)據(jù)庫對DLC-1進(jìn)行PPI蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)互作圖,發(fā)現(xiàn)其下游分子包括Rho通路(圖4A)。為了進(jìn)一步分析DLC-1和Rho 通路之間的聯(lián)系,特異性Rho 抑制劑rhosin 用于處理lncap-R細(xì)胞的NC組和sh-DLC1組細(xì)胞。如圖4B所示,對比NC 組和sh-DLC-1 組,NC+rhoisn 組和sh-DLC-1+rhosin組中的Rho表達(dá)量進(jìn)一步下降。rhosin顯著增加了NC組和sh-DLC-1組細(xì)胞的凋亡率(圖4C)。綜上所述,這些結(jié)果表明,Rho抑制劑rhosin在挽救lncap-R細(xì)胞中DLC1的功能中發(fā)揮了重要作用。
3 討 論
前列腺癌是老年男性最常見惡性腫瘤疾病之一[15],因環(huán)境、人種和地區(qū)等因素的不同,所以各個(gè)地方前列腺癌患病率也具有較大的差異,其中歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)的發(fā)病率最高[16]。但是在近些年,我國前列腺癌發(fā)病率呈現(xiàn)升高的趨勢,主要原因是我國人口結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)老齡化趨勢、篩查方法如PSA檢測法的普及,男性平均壽命的延長等各種原因。
雄激素是前列腺癌維持生長和進(jìn)展所必需的物質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國近半成的患者首次發(fā)現(xiàn)前列腺癌即為晚期[17]。晚期前列腺癌的主要治療手段為新內(nèi)分泌治療,通過雄激素剝奪治療有一定的治療效果。然而ADT 治療后,部分患者最終會進(jìn)展為CRPC,并且預(yù)后較差。然而目前,針對CRPC的研究較少,且發(fā)生機(jī)制并不明確。目前其發(fā)病機(jī)制主要為以下幾個(gè)方面:AR擴(kuò)增和突變[18]、AR的異常活化或修飾[19]、AR剪接變異體[20]。但確定的是,一旦進(jìn)展到該階段,患者的生存時(shí)間將大大減少。所以,如何提高CRPC患者的生活質(zhì)量和生存時(shí)間,是泌尿醫(yī)生急需探索解決的一個(gè)重大難題。通過臨床輔助檢查證據(jù)表明,CRPC的發(fā)生與雄激素受體具有很強(qiáng)的相關(guān)性[21]。
作為第2代的靶向雄激素受體拮抗劑,恩雜魯胺不僅可以抑制雄激素與AR的結(jié)合,還可以阻止AR在核內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)。因此CRPC患者服用恩雜魯胺后,能有效延長CRPC患者的生存時(shí)間[22],治療效果表現(xiàn)良好。但依然有部分患者對其產(chǎn)生耐藥性,最終會出現(xiàn)都對恩雜魯胺的耐藥 情況[23]。
本研究結(jié)果表明在2株耐藥株中,過表達(dá)DLC-1明顯抑制了耐藥株的侵襲能力。此外,本研究結(jié)果闡明了DLC-1是恩雜魯胺耐藥細(xì)胞中的腫瘤抑制因子。此外,本研究分析表明DLC1和Rho蛋白在恩雜魯胺耐藥細(xì)胞中呈負(fù)相關(guān)。DLC1可能通過抑制Rho通路來抑制恩雜魯胺耐藥細(xì)胞的增殖和侵襲。
在本次研究中,本研究在2株恩雜魯胺耐藥細(xì)胞中驗(yàn)證了DLC-1的生物學(xué)功能,使用慢病毒載體對DLC1進(jìn)行敲低和過表達(dá)。且2個(gè)實(shí)驗(yàn)部分獲得的結(jié)果是一致的,這使得本研究的結(jié)果更加可靠。更重要的是,本研究發(fā)現(xiàn)Rho抑制劑可以挽救敲低DLC-1在耐藥株中的增殖能力。因此,rhosin是治療恩雜魯胺耐藥患者的潛在藥物,靶向Rho 信號通路,可能為恩雜魯胺耐藥患者的治療提供新的思路。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] Siegel DA,O’Neil ME,Richards TB,et al. Prostate cancer inci?
dence and survival,by stage and race/ethnicity - United States,2001-
2017[J]. MMWR Morb Mortal Wkly Rep,2020,69(41):1473-1480.
[2] Zhou ZE,Xu YY,Li QY,et al. Prognostic significance of a novel
indicator (PSApostd3/PSApre)for PSA recurrence in patients after radical
prostatectomy[J]. Cancer Manag Res,2019,11:5777-5783.
[3] Schmidt-Hegemann NS,Zamboglou C,Mason M,et al. ESTROACROP
recommendations for evidence-based use of androgen depriva?
tion therapy in combination with external-beam radiotherapy in prostate
cancer[J]. Radiother Oncol,2023,183:109544.
[4] Liu PY,Wang WX,Wang F,et al. Alterations of plasma exosomal
proteins and motabolies are associated with the progression of
castration-resistant prostate cancer[J]. J Transl Med,2023,21(1):40.
[5] Cheng Q,Butler W,Zhou YL,et al. Pre-existing castrationresistant
prostate cancer-like cells in primary prostate cancer promote
resistance to hormonal therapy[J]. Eur Urol,2022,81(5):446-455.
[6] Agarwal N,Azad AA,Carles J,et al. Talazoparib plus enzaluta?
mide in men with first-line metastatic castration-resistant prostate can?
cer (TALAPRO-2):a randomised,placebo-controlled,phase 3 trial[J].
Lancet,2023,402(10398):291-303.
[7] Armstrong AJ,Iguchi T,Azad AA,et al. The efficacy of enzaluta?
mide plus androgen deprivation therapy in oligometastatic Hormonesensitive
prostate cancer:a post hoc analysis of Arches[J]. Eur Urol,
2023,84(2):229-241.
[8] Han H,Wang Y,Curto J,et al. Mesenchymal and stem-like pros?
tate cancer linked to therapy-induced lineage plasticity and metastasis
[J]. Cell Rep,2022,39(1):110595.
[9] Wang JX,Zeng LL,Wu NS,et al. Inhibition of phosphoglycerate
dehydrogenase induces ferroptosis and overcomes enzalutamide resis?
tance in castration-resistant prostate cancer cells[J]. Drug Resist Updat,
2023,70:100985.
[10] Basak P,Dillon R,Leslie H,et al. The Deleted in Liver Cancer 1
(Dlc1) tμmol/Lor suppressor is haploinsufficient for mammary gland
development and epithelial cell polarity[J]. BMC Cancer,2015,15:630.
[11] Liao YC,Lo SH. Deleted in liver cancer-1 (DLC-1):a tμmol/
Lor suppressor not just for liver[J]. Int J Biochem Cell Biol,2008,40
(5):843-847.
[12] Ren GH,Li GR. Tμmol/Lor suppressor gene DLC1:its modifica?
tions,interactive molecules,and potential prospects for clinical cancer
application[J]. Int J Biol Macromol,2021,182:264-275.
[13] Niu N,Ma XJ,Liu HT,et al. DLC1 inhibits lung adenocarcinoma
cell proliferation,migration and invasion via regulating MAPK signaling
pathway[J]. Exp Lung Res,2021,47(4):173-182.
[14] Mosaddeghzadeh N,Ahmadian MR. The RHO family GTPases:
mechanisms of regulation and signaling[J]. Cells,2021,10(7):1831.
[15] Nguyen-Nielsen M,Borre M. Diagnostic and therapeutic strate?
gies for prostate cancer[J]. Semin Nucl Med,2016,46(6):484-490.
[16] Alajati A,D’Ambrosio M,Troiani M,et al. CDCP1 overexpres?
sion drives prostate cancer progression and can be targeted in vivo[J]. J
Clin Invest,2020,130(5):2435-2450.
[17] Alyamani M,Li J,Patel M,et al. Deep androgen receptor suppres?
sion in prostate cancer exploits sexually dimorphic renal expression for
systemic glucocorticoid exposure[J]. Ann Oncol,2020,31(3):369-376.
[18] Bultijnck R,Deforche B,Borrey N,et al. Exercise prescription
dose for castrate-resistant prostate cancer patients:a phase I prescrip?
tion dose escalation trial[J]. World J Urol,2021,39(2):357-364.
[19] Cerasuolo M,Maccarinelli F,Coltrini D,et al. Modeling acquired
resistance to the second-generation androgen receptor antagonist
enzalutamide in the TRAMP model of prostate cancer[J]. Cancer Res,
2020,80(7):1564-1577.
[20] Chen XL,Liu JH,Cheng LJ,et al. Inhibition of noncanonical Wnt
pathway overcomes enzalutamide resistance in castration-resistant pros?
tate cancer[J]. Prostate,2020,80(3):256-266.
[21] Dai C,Heemers H,Sharifi N. Androgen signaling in prostate can?
cer[J]. Cold Spring Harb Perspect Med,2017,7(9):a030452.
[22] Mukherji D,Omlin A,Pezaro C,et al. Metastatic castrationresistant
prostate cancer(CRPC):preclinical and clinical evidence for
the sequential use of novel therapeutics[J]. Cancer Metastasis Rev,
2014,33(2/3):555-566.
[23] Wang YY,Chen JY,Wu ZJ,et al. Mechanisms of enzalutamide
resistance in castration-resistant prostate cancer and therapeutic strate?
gies to overcome it[J]. Br J Pharmacol,2021,178(2):239-261.
(責(zé)任編輯:李青穎)
重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)2024年10期