去势抵抗性前列腺癌中雄激素受体信号通路再激活的研究进展

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万方数据
中华泌尿外科杂志2014年3月第35卷第3期Chin J Urol,March 2014,V01.35,No.3
235・
这些研究结果均提示,CPRC患者雄激素代谢途径发生
改变:介导肾上腺雄激素代谢的酶谱的改变,尤其是促进雄 激素合成酶类表达的上调,可增强肾上腺来源或PCa组织 本身内的睾酮和DHT的合成,继而结合并激活AR,使PCa 细胞在去势后低血清睾酮水平下继续生长。
prostate
cancer,CRPC)。CRPC的发生意味着去势治疗失
败,患者可选择的治疗方案进一步减少,并最终因临床难治 而死亡。大量l临床证据表明,大多数CRPC患者仍表达雄激 素受体(androgen receptor,AR),AR信号通路仍然是激活
的…。本文将围绕雄激素代谢和AR活性改变两个方面对 CRPC中AR信号通路再激活的分子机制研究的最新进展进
PCa中配体非依赖性AR的活化:AR介导的信号通路
在雄激素去除的环境中也能被活化,胰岛素样生长因子 (IGF—1)、表皮生长因子(EGF)等都能活化AR介导的PSA 基凶的转录。最新研究表明,Src非受体酪氨酸激酶介导All Y534位点酪氨酸磷酸化是EGF等活化AR的重要机制∽’。 此外,转移性PCa中IL一6表达升高,与肿瘤负荷、血清PSA 水平及CRPC的发生密切相关。其通过旁分泌途径促进
000
增的现象。Edwards等181对102对雄激素依赖性和非依赖性
PCa配对标本进行了研究,发现AR蛋白表达和AR基因的 扩增相关。AR基因的扩增在雄激素非依赖性肿瘤中发生率 为20%,而在激素依赖性肿瘤仅2%,且80%的雄激素非依 赖性肿瘤中AR表达的上调和AR基因的扩增相关。 PCa中AR的突变:AR的突变导致其他类固醇激素和 生长因子引起AR的活化在PCa细胞内十分常见。这一现
行综述。 一、雄激素.AR信号通路的组成 1.雄激素的合成和代谢:睾酮是体内主要的雄激素循环
形式,占90%以上。下丘脑-垂体一性腺轴严格调控睾酮的产
生:下丘脑脉冲式释放促性腺素释放激素中的黄体生成素释 放激素(LHRH),调节垂体前叶释放黄体生成素,后者作用 于睾丸间质细胞,控制睾酮的产生;而血清中高水平的睾酮 又会负反馈于下丘脑,抑制LHRH的释放。在血清中,睾酮 会与性激素结合球蛋白和白蛋白结合,被运送到身体的目标 组织,但仍有一小部分处于游离状态。被运送到前列腺的睾 酮,可被转化为双氢睾酮(dihydr0Iestosterone,DHT),两者均 可作用于AR,发挥生物学功能。 2.AR的组成:AR是类固醇一甲状腺一维甲酸核受体超家 族的一名成员,由氨基端的活性域(AF一1)、羧基端的配体结 合域(AF一2)与含2个锌指结构的DNA结合域(DBD)组成, 相对分子质量为110 000。与其他核受体类似,在未激活状 态时,AR与热休克蛋白(heat
LNCaP细胞生长,通过自分泌途径促进DUl45、PC一3细胞生 长。IL一6可通过STAT3通路激活AR,启动AR靶基因的表 达,促进PSA表达,使LNCaP细胞耐受凋亡。 AR与P[3K—Akt—roTOR通路相互作用:PCa中PTEN基
因普遍缺失,可引发P13K—Akt—mTOR信号通路异常活化。
shock
水平降低90%~95%,临床检测值<1.7 nmol/L。但肾上腺产 生的这一小部分睾酮很可能成为PCa细胞雄激素的主要来
源。由于推测CRPC患者血清中可能仍存在相当水平的睾 酮,维系雄激素调控基因的表达,只是限于当前临床检测手 段的局限性无法检测出低水平的血清睾酮。Attard等H J开 发了超高效液相色谱一电喷雾串联质谱法,发现在绝大多数 CRPC患者血清中可检测到睾酮。 Mohler等¨1研究发现,去势后PCa患者前列腺内睾酮
这些AR突变体有一个共同特征就是仅含N.末端结构域(N—
terminal
domain,NTD)和DBD,但缺乏LBD。
Watson等‘1叫证实了PCa去势治疗会诱导AR突变体的 产生,AR突变体口J在缺乏雄激素配体刺激的情况下激活 ARE。尽管PCa中AR突变体表达并不高,但多项研究均提 示其在CRPC的发生、发展中起着重要作用。例如,在CWR- R1和22Rvl细胞中敲除AR3将显著抑制细胞在去雄激素 条件下的生长‘1“。同时,AR3或AR—V7表达水平可用于预 测PSA复发和肿瘤特异性生存时间。目前对AR突变体的 功能和具体作用机制了解仍相当有限。不过,已有研究表明 AR一3和ARv567es对下游基因的调控并不完全等同全长的 AR。例如,AR3可调控一系列特殊的不受全长AR调节的 靶基因表达,如AKTl,继而在PCa激素非依赖性生长中发 挥作用。 同时,已有研究证实,AR突变体可能影响全长AR,而 其本身的功能可能又受到全长AR的影响。例如,ARv567es 可结合并增强全长AR的稳定性,并增强内源性全长AR对 雄激素的敏感性”“。而使用全长AR特异性siRNA和新型 抗雄激素药物MDV3100,证实AR突变体促进PCa生长需要 通过全长AR 016],提示目前临床开发的众多主要针对LBD 的抗雄激素药物对治疗或延缓PCa进展仍是必要的。
2.AR活性改变:目前认为,许多内在的和外在的复杂的 分子机制介导了CRPC中AR信号通路的持续活化,主要包
括AR基因扩增,表达增加,敏感性增强;AR基因突变,可被 非特异性配体激活;AR剪接突变体产生,如配体结合域(1ig—
and binding
domain,LBD)缺失,无需配体结合即持续活化;
信号通路相互对话,可与内源性其他分子作用而被激
活。 PCa中AR基因扩增和表达上调:有研究估计,20%~ 30%的复发性雄激素非依赖性CRPC标本中存在AR基因扩
提示,临床上联用AR和mTOR抑制剂可能对延缓或治疗 CRPC有帮助。 AR剪接突变体的产生:近年来,一系列持续活化的AR 剪接突变体被相继发现。Guo等¨引在设计AR shltNA时发 现。针对不同外显子设计的shRNA对相对分子质量1lO
和80 000的AR敲除效果不尽相同,提示全长AR和小分子 质量AR可能源于不同的转录。之后,他们应用3 7-eDNA末 端快速扩增技术(3’一RACE)克隆了多个不同的AR剪接突 变体,如AR3、AR4、AR5、AR6等。与此同时,其他科研团队 也相继报道了一系列AR剪接突变体。如Dehm等’1副报道 了ARExl/2/2b和ARl/2/3/2b;Hu等114 o报道了AR—V1、 AR.V2、AR—V3、AR—V4、AR—V5、AR—V6和AR—V7;Sun等”“ 在LNCaP细胞移植瘤中克隆了ARv567es;Watson等¨钊报道 了AR—V8、AR.V9以及两个小鼠AR突变体mV一1和mV一4。
deprivation
抑制靶基因的转录,调节前列腺细胞的增殖和分化。与此同 时,机体内还存在着配体依赖的AR非基因组信号通路,雄 激素结合于AR将通过c.Src非受体赖氨酸激酶激活Ras/细
therapy,ADT)是进
展期PCa患者首选的治疗方案。但几乎所有的患者都会在 1~2年内复发,进展为去势抵抗性前列腺癌(castration
而在CRPC进展过程中,AR通路与P13K—AKT・roTOR信号通 路可相互抑制或相互激活。例如Akt可引起AR丝氨酸210 和790位点磷酸化,招募Mdm2介导AR的泛素化降解,抑制 AR转录活性。但HER2/neu活化AKT则引起AKT和AR 相互作用,AR丝氨酸残基213和791磷酸化,使细胞存活并 能在雄激素撤除的情况下生长。1…。相反,AR缺失或抑制可 通过下调其靶基因FKBP5的表达,抑制PHLPP介导的Akt 去磷酸化,从而增强Akt—roTOR活性…1。这些研究结果均
过蛋白激酶A的作用和发生磷酸化,继而AR形成同源二聚
体并与靶基因启动子区域的雄激素反应元件(androgen
sponse
re—
酮和DHT。Stanbrough等冲j应用cDNA芯片对比筛查CRPC
和原发PCa组织基因表达谱的改变,发现许多参与肾上腺
雄激素代谢的酶类表达发生改变,如HSD382、AKRlC3、 SRD5A1、AKRlC2、AKRlCl和UGT2815,这些酶表达上调增 强了肾上腺来源雄激素的产生,继而增加了前列腺内的睾酮 水平。Montgomery等”1同样发现,CRPC患者或去势抵抗性 小鼠移植瘤PCa组织内的睾酮和DHT水平显著高于未去势 PCa患者或小鼠,介导肾上腺雄激素代谢的FASN、 CYPl7A1、HSD381、HSDl783、CYPl9Al和UGT2817酶类表 达升高,但SRD5A2酶表达降低。
象首先在前列腺癌LNCaP细胞中被证实,AR上第877个氨
基酸残基丙氨酸被苏氨酸所取代(T877A),引起雄激素调节 受体基因发生转录活化,从而对孕激素、17B一雌二醇或羟基 氟他胺的作用起反应。16例接受ADT和AR拈抗剂氟他胺 联合治疗的患者中,检测到有T877A突变5例,而在17例仅 接受ADT治疗患者中只发现1例,说明AR的突变可能是癌 细胞选择性对氟他胺治疗压力作出的反应”1。 PCa中AR共调节蛋白活性的改变:ARA70是首个被发 现的AR共激活因子,其增加AR的稳定性并可通过羟基氟 他胺、醋酸环丙孕酮和比卡鲁胺来增强AR的活性。共激活 因子ARA55在17B一雌二醇和羟基氟他胺存在时,能增强AR 调节的转录活性。共激活因子p300在PCa晚期阶段一种重 要的细胞因子白细胞介素一6(IL一6)存在的条件下,能诱导长 期培养的LNCaP细胞中PSA启动子的活性。此外,AR启动 子活性的增加可以通过改变AR共激活因子的活性来实现。 转录介导因子2(TIF2)和类固醇受体共激活因子1在复发 性肿瘤CWR22中表达上调。过表达TIF2引起的AR转录 活化使得其对雄烯二酮、雌二醇和孕激素以及DHT治疗的 敏感性增加”1。
ant
resist—
胞外调节蛋白激酶(Erk),促进细胞增殖和耐受凋亡¨1。
三、PCa进展中雄激素一AR通路的调节 前列腺特异性抗原(PSA)目前仍是PCa诊断、临床分 期、疗效观察及预后判断的重要指标。CRPC仍然表达 PSA,提示ADT后PCa细胞中AR信号通路仍然激活,从而 维持AR靶基因PSA的表达。同时,绝大多数CRPC患者仍 表达AR且多位于细胞核内。临床试验证实抑制细胞色素 P450家族CYPl7的新药阿比特龙和新型二代抗雄激素药 物MDV3100对治疗CRPC有效,在2011年获得美国食品药 品监督管理局批准在临床使用,印证了CRPC细胞中雄激 素一AR确实仍处于持续活化状态。提示AR信号通路的激 活有赖于CRPC患者体内仍然存在相当水平的雄激素和AR 本身异常两个方面。 1.雄激素代谢改变:正常的睾酮由下丘脑一垂体一性腺轴 调控、睾丸间质细胞产生,但仍有一小部分睾酮由肾上腺产 生。在去势情况下,睾丸无法正常合成睾酮,使血清中睾酮
protein,HSP)如HSP90、 水平会迅速下降,但发生去势抵抗后睾酮水平又重新恢复到 去势前水平。这一研究结果首次提示,在CRPC患者体内, 除肾上腺来源的睾酮外,PCa细胞本身可能可以合成新的睾
HSP70等结合,形成复合体阻止其与DNA结合。21。 二、雄激素一AR信号通路的激活 DHT与AR在细胞质的结合会导致AR与HSP解离,经
中华泌尿外科杂志2014年3月第35卷第3期
Chin J Urol,March 2014,Vot.35,No.3
・综述・
去势抵抗性前列腺癌中雄激素受体信号通路 再激活的研究进展
吴开杰
宁忠运
贺大林
前列腺癌(prostatic cancer,PCa)是一种雄激素依赖性疾 病,雄激素去除治疗(androgen
element,ARE)结合。此时,AR同源二聚体会招募共
调节蛋白、共激活因子或共抑制因子结合至AR复合体。共 激活因子可以使AR复合体与通用转录装置作用以激活或
D01:10 3760/cma
j.issn.1000-6702.2014.03.020
基金项目:国家自然科学基金(81202014) 作者单位:710061西安交通大学第一附属医院泌尿外科 通信作者:贺大林,Email:dalinhexjtu@126
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