去势导致雄激素受体/泛素连接酶Siah2系统动态失衡促进CRPC的作用机制研究

Ubiquitin ligase Siah2 targets a select pool of AR (androgen receptor) for ubiquitin-dependent degradation, thereby contributes to castration-resistant prostate cancer (CRPC), however, the mechanism of how Siah2 is regulated in prostate cancer is largely unknown. In our previous study, we found that AR can inhibit the enzymatic activity of Siah2, blocking Siah2 self-ubiquitination, thereby stabilize the protein expression of Siah2, while castration can enhance its activity. The specific inhibitor VitK3 can reverse the effect of castration on Siah2. So our hypothesis is that in prostate cancer, AR and Siah2 interact with each other to form a dynamic balance. The mechanism may be associated with the combination of AR to two different functional domains of Siah2. Castration therapy leads to dynamic imbalance, causing Siah2 to continue to activate and promote the formation of CRPC. The aim of this study is to clarify the role and molecular mechanism of AR on Siah2, the effect of castration on Siah2 downstream genes / proteins in vivo and in vitro, and further to explore the combination of castration and targeting inhibition of Siah2 in inhibiting the formation of CRPC, finally to provide theoretical basis for new methods of prevention and treatment for CRPC.

雄激素受体（AR）是前列腺癌发生发展的核心因子，泛素连接酶Siah2能对AR进行选择性地泛素化降解，从而在去势抵抗性前列腺癌（CRPC）的形成中发挥关键作用，但Siah2在前列腺癌中的表达和酶活性调控机制尚不清楚。课题组前期研究发现，前列腺癌细胞中AR能反向抑制Siah2的酶活性，阻止Siah2发生自身泛素化，从而稳定其蛋白表达；而去势能增强Siah2酶活性；Siah2特异性抑制剂VitK3能逆转去势对Siah2的效应。结合文献，我们提出假说：前列腺癌中AR与Siah2相互调控形成动态平衡，其机制可能与AR结合于Siah2两个不同功能域有关；去势治疗引发上述动态失衡，致Siah2持续激活，最终促进CRPC形成。本课题拟通过体内外实验结合临床标本阐明前列腺癌中AR对Siah2的调控作用及机制，探索去势联合靶向抑制Siah2对CRPC形成的抑制作用，以期为寻找CRPC的防治新方法提供理论依据。

对于晚期前列腺癌，雄激素撤除治疗（Androgen Deprivation Therapy, ADT）仍是目前临床一线和基础治疗，然而，几乎所有患者在经过一段时间治疗后均会进展为去势抵抗性前列腺癌（Castration-resistant Prostate Cancer, CRPC）。一旦进入CRPC阶段，预后极差，目前既无有效的治疗手段，也无有效的预防措施。泛素连接酶Siah2 在CRPC发展过程中具有关键作用，但但Siah2在前列腺癌中的表达和酶活性调控机制尚不清楚。.本项目首先研究发现雄激素受体（Androgen receptor，AR）能稳定Siah2表达同时降低其泛素连接酶活性，且其机制是AR抑制了Siah2的自身泛素化。课题组进一步利用免疫共沉淀实验发现AR能与Siah2的两个结构域结合，分别是SBD区和环指结构区。相反，对前列腺癌细胞采用ADT治疗，明显下调了Siah2蛋白表达并且增加了其酶活性，提示了在前列腺癌ADT治疗过程中可能提高了Siah2的泛素连接酶活性。这一结果也在人体组织中得到了验证。.课题组进一步研究发现，Siah2抑制剂VitK3能逆转上述ADT对于Siah2的一系列影响。同时，我们发现VitK3能抑制AR阳性前列腺癌细胞LNCaP和22Rv1的增殖和侵袭能力，而对AR阴性的前列腺癌细胞PC3并没有明显影响。而且，课题组通过双敲减实验证实VitK3对前列腺癌细胞生长的影响是Siah2依赖的。.最后，课题组通过动物成瘤实验证实ADT联合VitK3治疗前列腺癌能有效延长CRPC形成时间，对肿瘤生长抑制效果远好于单纯ADT治疗。.本课题通过研究首次提出在常规ADT治疗过程中，会导致CRPC关键促进因子Siah2的激活，经过体、内外研究最终提出ADT联合Siah2能有效延长CRPC发生，有望应用于临床。