【导读】染色体不稳定性(CIN)是癌症的一个显著特征,通常与高分级前列腺癌(PCa)的不良预后相关。然而,CIN 水平过高可能会损害癌细胞的存活能力。因此,了解肿瘤如何适应 CIN 对于确定新的治疗靶点至关重要。
1月6日,苏州大学/安徽医科大学合作共同在期刊《Clinical And Translational Medicine》上发表了研究论文,题为“EHMT2-mediated R-loop formation promotes the malignant progression of prostate cancer via activating Aurora B”,本研究发现 Cullin 3(CUL3)-EHMT2-Aurora B 信号级联对于前列腺癌细胞在有丝分裂期间管理染色体不稳定性至关重要。临床数据集分析和组织样本显示,EHMT2 在晚期前列腺癌样本中的表达显著上调,并且与不良预后相关。总之,本研究结果强调了前列腺癌中 EHMT2 表达升高的预后价值,并揭示了 EHMT2 驱动前列腺癌进展和耐药性的新机制。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ctm2.70164
研究背景
01
前列腺癌(PCa)是全球男性中常见的肿瘤,雄激素受体(AR)信号传导在其发病机制中起着关键作用。旨在抑制 AR 信号传导的雄激素剥夺疗法仍是前列腺癌患者的首选治疗方法。尽管起初有效,但这种方法最终会导致疾病进展为转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC),这是一种侵袭性且目前无法治愈的亚型。因此,迫切需要创新的治疗手段,尤其是针对 mCRPC 的治疗手段。
染色体不稳定性(CIN)是一种关键的基因组不稳定性类型,其特征在于染色体持续缺失或增加以及由此产生的非整倍体,与多种癌症类型的肿瘤变异增加、转移和对治疗的耐药性有关。分析显示,转移性前列腺癌(PCa)的染色体改变和不稳定性水平显著高于原发性肿瘤。此外,对前列腺癌患者的荟萃分析表明,与染色体稳定的癌症患者相比,CIN 和/或肿瘤内异质性升高的患者生存率降低。值得注意的是,高 CIN 状态与前列腺癌的晚期肿瘤阶段和化疗耐药性相关。尤其是,虽然 CIN 可以驱动肿瘤进化,但过高的 CIN 水平会引发致命的 DNA 损伤,导致基因组不稳定性,从而损害癌细胞的存活能力。这表明肿瘤细胞必须采用适应性策略来管理 CIN 并维持细胞平衡。
EHMT2 缺乏会导致有害的染色体不稳定性并抑制增殖
02
为了探究 EHMT2 在维持有丝分裂完整性方面的作用,研究人员通过短干扰 RNA(siRNA)在 DU145 和 22Rv1 细胞中敲低 EHMT2,随后对有丝分裂进行监测。EHMT2 敲低显著增加了多核细胞的发生率,而重新引入 EHMT2 表达则使 EHMT2-siRNA 细胞中的多核细胞水平恢复至接近正常。EHMT2 的耗竭还导致微核水平显著上升,这表明 EHMT2 是有丝分裂期间维持基因组稳定性的关键调节因子。为了进一步评估 EHMT2 缺失所导致的有丝分裂异常,研究人员对 EHMT2 耗竭的 DU145 和 22Rv1 细胞中的染色体分离进行了分析。
EHMT2缺乏会导致异常有丝分裂
为了直接探究 EHMT2 在前列腺癌细胞中的作用,研究人员使用 siRNA 技术敲低了 DU145 和 22Rv1 细胞中的 EHMT2。集落形成实验表明,稳定敲低 EHMT2 会损害集落形成能力。为了评估 EHMT2 对前列腺癌细胞增殖的体内影响,研究人员将DU145 或 22Rv1 细胞皮下注射到 BALB/c 裸鼠体内。EHMT2 敲低组的肿瘤在大小和重量上均显著低于对照组。此外,免疫组化(IHC)染色显示,EHMT2 敲低后 Ki67 表达显著降低。尤其是,EHMT2-shRNA DU145 异种移植瘤中出现的后期分裂细胞比对照肿瘤多,且染色体分离错误。综上所述,EHMT2 缺陷会导致前列腺癌细胞中出现有害的染色体不稳定性,并损害细胞增殖。
EHMT2 通过调控 Aurora B 活性增强前列腺癌细胞对恩杂鲁胺的耐药性
03
鉴于 EHMT2 在促进前列腺癌细胞的细胞周期进程、增强细胞活力以及支持有丝分裂方面所起的生物学作用,研究人员对其在促进耐药性方面的潜在作用进行了研究。恩杂鲁胺(ENZ)是治疗去势抵抗性前列腺癌(CRPC)的一线疗法,但其面临显著的耐药性问题,这与不良预后相关,使恩杂鲁胺耐药成为一个棘手的临床难题。因此,研究人员对于 EHMT2 对恩杂鲁胺耐药性的影响进行了考察。
为了评估 EHMT2 的影响,研究人员在恩杂鲁胺耐药的 LNCaP 和 22Rv1 细胞中敲低了 EHMT2。研究人员通过克隆形成实验评估了转染细胞在恩杂鲁胺或二甲基亚砜(DMSO)处理下的细胞增殖情况。研究结果表明,在恩杂鲁胺耐药细胞中,抑制 EHMT2 并联合恩杂鲁胺治疗可减少细胞克隆的生成数量。与这些发现一致的是,Annexin V-FITC 和碘化丙啶(PI)染色显示,siEHMT2 和恩杂鲁胺联合给药导致恩杂鲁胺耐药细胞出现明显的细胞凋亡或坏死。这些结果表明,EHMT2 表达水平的升高使前列腺癌细胞对恩杂鲁胺的耐药性增强。
为确定 EHMT2 在促进恩杂鲁胺耐药性方面是否涉及 Aurora B 信号通路,研究人员单独或联合使用 siRNA 敲低 EHMT2 和 Aurora B。研究显示,同时敲低 EHMT2 和 Aurora B 对恩杂鲁胺敏感性没有累积效应,表明这些蛋白通过共同的通路增强恩杂鲁胺耐药性。
结论
04
总之,本研究确定了涉及 CUL3-EHMT2-Aurora B 轴的调控通路对于准确的染色体分离、细胞周期进程、细胞增殖以及对恩杂鲁胺(ENZ)的耐药性至关重要,这表明EHMT2 是克服 ENZ 耐药性并改善前列腺癌预后的极具吸引力的候选靶点。
【参考资料】
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ctm2.70164
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