TGF-β调控细胞外环境变化对前列腺癌弹性成像特征的影响及其机制的研究

Prostate cancer (PCa) is one of the malignant tumors which is a threat to the health of older men worldwide. It is significant to study early diagnosis and therapy of PCa. Ultrasound elastography technology can evaluate the stiffness of tissue, which is helpful for early diagnosis of tumor and differentiation diagnosis. TGF-β has an important role in the change and remodeling of extracellular matrix in PCa. So this study aim at analysis the ultrasound elastography characteristics, factors affecting stiffness of PCa, and the relationship between TGF-β and Young’s modulus. To clarify the mechanism of TGF-β on extracellular matrix in the progress of PCa, and provide basis for the diagnosis parameters of ultrasound elastography and medicine therapy.

前列腺癌是威胁中老年男性生命、影响生活质量的恶性肿瘤，早期诊断及治疗具有重要意义。超声弹性成像技术能够评估组织的软硬度，有助于肿瘤的早期诊断及其与良性疾病的鉴别诊断。TGF-β在前列腺癌细胞外基质改变及重构过程中具有重要作用。本课题拟分析前列腺癌超声弹性成像特征，并以TGF-β为切入点，研究影响前列腺癌软硬度的因素，及其与弹性成像杨氏模量相关性。为阐明TGF-β在前列腺癌进展中对细胞基质硬度的作用机制、提供超声弹性成像诊断指标和药物防治奠定基础。

前列腺癌发病隐匿，发展至中晚期易发生转移，严重影响患者生活质量和寿命。早期发现前列腺癌具有重要意义。TGF-β对肿瘤细胞外基质具极大影响，其作用于成纤维细胞，向肌成纤维细胞转分化，并促进胶原纤维形成，以上与肿瘤组织变硬具有密切联系。本研究拟探讨前列腺癌弹性成像特征及其病理学基础，通过体外实验探索不同硬度细胞外基质对前列腺癌细胞生物学行为的影响，通过活体动物实验探讨移植瘤剪切波弹性成像的病理基础，在分子机制方面探索参与前列腺腺癌上皮-间质转化的转录因子FoxM1对前列腺癌细胞转录水平的影响，并初步探索其介入TGF-β通路调控的可能机制。本研究共发表相关学术论文2篇，其中SIC收录论文1篇，3名博士研究生参与本项目，培养1名年轻医生。研究发现剪切波弹性成像采集前列腺癌图像时，受到操作者施压致使前列腺发生形变的影响；同时受到移行区、中央区前列腺增生组织的影响，因此剪切波弹性成像技术对于检测不伴有移行区、中央区显著增生的前列腺癌更为客观。研究认为周围区前列腺癌结节较良性结节弹性杨氏模量更高，发生转移的前列腺癌病灶弹性杨氏模量较未发生转移的病灶更高。体外实验模拟不同硬度基质结果显示，在基质环境硬度较大环境中，前列腺癌细胞更易发生上皮-间质转化，在TGF-β的影响下，这一趋势更为显著。活体裸鼠移植瘤实验结果认为，经TGF-β预处理前列腺癌细胞组较对照组质地更硬，血流灌注峰值强度更高，平均渡越时间更长，上升支斜率更高。经多项病理检测发现TGF-β预处理细胞组胶原纤维更为丰富，微血管密度更高，更易发生上皮-间质转化。机制方面研究了参与前列腺癌上皮-间质转化的转录因子FoxM1对前列腺癌细胞转录组的影响，初步结果认为FoxM1可以通过调节TGF-β通路某些分子参与上皮-间质转化。综上，TGF-β调控细胞外基质环境使前列腺癌细胞趋于发生上皮-间质转化等发生转移，剪切波弹性成像能够检测前列腺癌弹性，有望成为前列腺癌早期诊断的无创影像学技术。