FXYD3经Na/K-ATP酶介导糖酵解效应与前列腺癌模型成瘤带性差异的实验研究

糖酵解与实体肿瘤的发生和分级密切相关，前列腺癌（PCa）多发于外周带，而移行带少发且恶性程度低，PCa发生的带性差异与糖酵解水平差异之间的关联缺乏足够研究。我们的预实验提示糖酵解差异可能导致了前列腺癌肿瘤模型发生的带性差异。在充足的理论及实验基础上，我们提出一个新的肿瘤代谢信号传导通路：FXYD3－Na, K/ATP酶－糖酵解，并设想该通路的表达水平在前列腺外周带和移行带存在差异，从而导致PCa多发于外周带。为验证该假说，本项目以分别干扰FXYD3，Na, K/ATP酶及有氧糖酵解的表达为重点，建立肿瘤细胞系DU145与前列腺外周带/移行带间质的体内外共培养模型，分析FXYD3经Na, K/ATP酶介导的糖酵解之间的相互作用，探讨FXYD3－Na/K-ATP酶－糖酵解效应在外周带和移行带间质对肿瘤生长的促进/抑制作用，为阐明PCa发生发展的分子机制及治疗提供依据。

解剖学上，前列腺癌多发于前列腺的外周代，而增生多发于移行带，目前这一现象产生的原因还未明确。本项目提取正常人前列腺移行带间质细胞（TZ）和外周带间质细胞（PZ）进行培养，取PZ和TZ培养上清作为条件培养基，研究不同来源的前列腺间质细胞对前列腺癌细胞生长、迁移以及糖、脂代谢酶表达的影响，及可能涉及的关键蛋白和信号通路。结果发现PZ组促进肿瘤细胞的生长和迁移，而TZ组则抑制肿瘤细胞的生长和迁移。PZ促进FXYD3的表达的同时，瘤细胞的脂代谢和糖代谢关键调节酶表达上调以及AMPK信号通路激活，而TZ的作用相反。我们推论，FXYD3在PZ/TZ促进/抑制前列腺癌生长和迁移过程中可能通过AMPK信号通路调控前列腺癌的糖脂代谢发挥了重要的作用。为验证这一假说，我们建立FXYD3过表达慢病毒载体和shRNA慢病毒表达载体上调/下调DU145细胞中FXYD3的表达，结果显示抑制FXYD3能抑制PZ对DU145的促进作用，而上调FXYD3能逆转TZ对DU145的抑制作用，同时上调/下调FXYD3，伴随Na/K,ATP酶活性的增加/降低。之后我们在上调/下调FXYD3的同时，使用已糖激酶抑制剂2-DG或Na/K,ATP酶抑制剂喹巴因重复上述实验，证实了FXYD3可以通过Na/K,ATP酶调控糖酵解代谢，从而影响DU145的生长。此外我们通过蛋白芯片筛选PZ和TZ细胞培养上清液中差异表达的蛋白，发现包括EDAA2、SPARC、ICAM1在内的一系列差异蛋白。以上结果揭示了FXYD3通过调节Na/K,ATP酶活性在间质-上皮肿瘤模型中的作用和机制，为前列腺癌的病理机制研究提供了新的理论，为前列腺癌的治疗提供了新的可能。