睪丸孤核受體4 在前列腺癌發(fā)生、發(fā)展和治療中的作用研究進(jìn)展

段紅莉徐東東石 宏王紹波*

(1.云南省第一人民醫(yī)院PET/CT 中心,昆明 650100;2.大理大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,云南大理 671000;3.昆明理工大學(xué)靈長(zhǎng)類轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院,昆明 650100)

近年來(lái),前列腺癌(prostate cancer,PCa)發(fā)病率不斷上升。 根據(jù)最新全球癌癥數(shù)據(jù)庫(kù)(GLOBOCAN)估算,2018 年全球PCa 新發(fā)130 萬(wàn)例,PCa 相關(guān)死亡35.9 萬(wàn)例,是男性第二大高發(fā)癌癥,也是導(dǎo)致男性癌癥死亡的第五大原因[1]。 PCa 在以往發(fā)病率較低的亞洲國(guó)家亦有增長(zhǎng)[2]。 早期PCa 的治療方法包括積極監(jiān)測(cè)、根治性前列腺切除和放療等。 然而,PCa一旦發(fā)展到具有侵襲性或轉(zhuǎn)移性,其治療難度便會(huì)增大。 轉(zhuǎn)移性或高危局限性PCa 的患者通常采用針對(duì)雄激素受體(androgen receptor,AR)信號(hào)的雄激素剝奪治療(androgen deprivation therapy,ADT)。盡管大多數(shù)患者ADT 治療初期反應(yīng)良好,但平均只能維持18~20 個(gè)月[3]。 激素治療后,該病極有可能發(fā)展為去勢(shì)抵抗性前列腺癌(castration resistant prostate cancer,CRPC),進(jìn)一步發(fā)展可為轉(zhuǎn)移性去勢(shì)抵抗性前列腺癌( metastatic castration-resistant prostate cancer,mCRPC),其中位生存期約1 ~ 2年[4]。 因此,進(jìn)一步探究PCa 發(fā)生、發(fā)展及治療過(guò)程中復(fù)雜的分子作用機(jī)制,以尋找新的藥物作用靶點(diǎn)及治療策略具有重要的臨床意義。 近年來(lái),PCa潛在治療靶點(diǎn)睪丸孤核受體4(TR4),逐漸進(jìn)入研究者的視野,本文旨在對(duì)TR4 在PCa 發(fā)生發(fā)展和治療中的研究現(xiàn)狀和相關(guān)進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 TR4 簡(jiǎn)介

TR4 是核受體(nuclear receptor,NR)超家族成員之一,首次從人類前列腺和睪丸cDNA 庫(kù)中克隆出來(lái),在人類由NR2C2 基因編碼,因其內(nèi)源性生理配體未知或不存在而得名[5]。 TR4 作為一種重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子,可與多種核受體相互作用,通過(guò)其多種下游靶基因影響細(xì)胞內(nèi)活性氧、抗氧化應(yīng)激和DNA 損傷修復(fù)等;在腫瘤、多種代謝綜合征、心血管疾病、衰老過(guò)程和生育能力中發(fā)揮著重要作用[6-7]。

2 TR4 在 PCa 發(fā)生、發(fā)展中的應(yīng)用

2.1 TR4 在 PCa 啟動(dòng)中的作用

前列腺上皮內(nèi)瘤變(prostatic intraepithelial neoplasia,PIN)是 PCa 重要的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,Lin等[8]發(fā)現(xiàn)TR4-/-小鼠在12 個(gè)月時(shí)出現(xiàn)PIN,并進(jìn)一步發(fā)展為 PCa,而 TR4+/+小鼠沒(méi)有出現(xiàn) PIN 和PCa,。 進(jìn)一步機(jī)制研究證實(shí)TR4 缺失導(dǎo)致DNA 損傷修復(fù)基因ATM表達(dá)水平降低、DNA 損傷加重,促進(jìn)PCa 啟動(dòng);這一致病機(jī)制在人類PCa 臨床樣本免疫組化實(shí)驗(yàn)中也得到印證,ATM的表達(dá)隨著TR4 表達(dá)減少而減少[8]。 因此,可以認(rèn)為 TR4 通過(guò)促進(jìn)DNA 修復(fù)和維持基因完整性,作為看守性抑癌基因抑制PCa 的啟動(dòng),TR4 缺失是PCa 啟動(dòng)的重要因素之一。

但TR4 在PCa 中的抑癌作用可以被PPARγ 扭轉(zhuǎn)。 PPARγ 也屬于核受體NR 超家族成員,與TR4共享相似的配體/激活體,但具有不同的病理生理功能[9],PPAR 信號(hào)的中斷會(huì)導(dǎo)致小鼠發(fā)生PIN[10]。PPARγ 缺失或被抑制時(shí),TR4 可以通過(guò)干細(xì)胞群和上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化來(lái)促進(jìn) PCa 啟動(dòng)。 用 PPAR 缺失(mPrE-/-)的前列腺上皮細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示敲低TR4 的細(xì)胞增殖受到抑制,而TR4 的過(guò)表達(dá)促進(jìn)了mPrE-/-細(xì)胞的增殖[8],與敲低TR4相比,高表達(dá)TR4 的裸鼠腫瘤體積更大。

2.2 TR4 在 PCa 進(jìn)展中的作用

TR4 在PCa 進(jìn)展中的作用與多種因素有關(guān),目前的研究主要集中在信號(hào)通路與細(xì)胞所在環(huán)境兩個(gè)方面。

2.2.1 信號(hào)通路

PPARγ 信號(hào)扭轉(zhuǎn)TR4 的抑癌作用在PCa 進(jìn)展中發(fā)揮著重要的作用。 有報(bào)道顯示通過(guò)PPARγ 發(fā)揮作用的降糖藥物噻唑烷二酮(thiazolidinedione,TZD)可以激活 TR4[7]。 Lin 等[11]發(fā)現(xiàn) TZD 促進(jìn)PCa 進(jìn)展與TR4 的表達(dá)水平有關(guān),當(dāng)TR4 低表達(dá)時(shí)則促進(jìn)PCa 進(jìn)展,相反則影響不大。 國(guó)際糖尿病聯(lián)合會(huì)(International Diabetes Federation,IDF)最新數(shù)據(jù)顯示,2019 年全球糖尿病患病人數(shù)為4.63 億[12]。因此,對(duì)于伴發(fā)PCa 的糖尿病患者,選擇TZD 治療糖尿病時(shí)應(yīng)注意檢測(cè)TR4 的表達(dá)量,高表達(dá)TR4 的患者應(yīng)避免使用TZD,否則將促進(jìn)PCa 進(jìn)展。

TR4 在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控CCL2 的表達(dá),從而促進(jìn) PCa 轉(zhuǎn)移。 Ding 等[6]發(fā)現(xiàn)與低 Gleason 評(píng)分的PCa 組織相比,高Gleason 評(píng)分的組織中 TR4 的表達(dá)更高;并在CWR22Rv1 細(xì)胞體外遷移/侵襲實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)TR4 對(duì)PCa 細(xì)胞的遷移/侵襲有促進(jìn)作用,在原位異種移植小鼠模型中CCR2 拮抗劑通過(guò)阻斷CCL2/CCR2 軸發(fā)揮抑制TR4 的作用,從而抑制PCa轉(zhuǎn)移。

Walter 等[13]發(fā)現(xiàn)miRNA 的差異可能與 PCa 的侵襲行為有關(guān)。 Qiu 等[14]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)TR4 通過(guò)下調(diào) miR-373-3p 導(dǎo)致 TGFβR2/p-Smad3 表達(dá)降低,從而促進(jìn)PCa 轉(zhuǎn)移。 TGFβ/Smad3 信號(hào)在腫瘤惡化的監(jiān)管中發(fā)揮重要作用[15],在三種PCa 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中添加 miR-373-3p 后,Western blot 顯示 TGFβR2 及其下游Smad3 表達(dá)降低,體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示TR4 過(guò)表達(dá)(overexpressed,OE)的小鼠比用載體轉(zhuǎn)導(dǎo)和OETR4+OE-miR-373-3p 的PCa 原位移植的小鼠轉(zhuǎn)移灶更多。

研究表明CRPC 可通過(guò)增加S/P 細(xì)胞數(shù)量來(lái)促進(jìn)CRPC 轉(zhuǎn)移[16],而CD133+干細(xì)胞負(fù)責(zé)癌細(xì)胞的遷移和轉(zhuǎn)移[17-18],包括 PCa[19-20]。 Zhu 等[21]研究發(fā)現(xiàn)前列腺癌CD133+S/P 細(xì)胞中TR4 的高表達(dá)導(dǎo)致EZH2 及其下游轉(zhuǎn)移相關(guān)靶基因高表達(dá),從而促進(jìn)PCa 進(jìn)展。 敲除 CD133+S/P 細(xì)胞中的 TR4,PCa 細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變,分化程度增高;敲低TR4的小鼠比干擾控制組發(fā)生轉(zhuǎn)移的數(shù)目少,當(dāng)添加EZH*2 時(shí)可以逆轉(zhuǎn)TR4 介導(dǎo)的前列腺癌S/P 細(xì)胞的侵襲性。

此外,陶偉[22]研究發(fā)現(xiàn) TR4 可以通過(guò)上調(diào)circPLCL2 促進(jìn) PCa 轉(zhuǎn)移。 circPLCL2 為環(huán)狀 RNA,通過(guò)海綿樣作用與miR-425-5P 結(jié)合,從而抑制miR-425-5P 表達(dá),而miR-425-5P 可以與下游靶基因FGF9 的 3′UTR 結(jié)合,調(diào)控FGF9 的表達(dá)。 TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)也顯示與局限性PCa 相比,mCRPC 中FGF9更高,細(xì)胞侵襲實(shí)驗(yàn)也證實(shí)過(guò)表達(dá)miR-425-5P 和FGF9 時(shí)可以部分逆轉(zhuǎn) TR4 促進(jìn)的PCa 侵襲轉(zhuǎn)移能力。

2.2.2 細(xì)胞環(huán)境

大約1/4 腫瘤可歸因于慢性感染和其他不明原因炎癥[23],在眾多的浸潤(rùn)性免疫細(xì)胞中,巨噬細(xì)胞被證實(shí)在促進(jìn)PCa 啟動(dòng)[24]和侵襲[25-26]方面發(fā)揮重要作用。 Ding 等[27]發(fā)現(xiàn)TR4 通過(guò)增加金屬肽酶抑制劑1(metallopeptidase inhibitor 1,TIMP-1)的表達(dá)來(lái)抑制肌基質(zhì)金屬肽酶2(matrix metallopeptidase 2,MMP2)/肌基質(zhì)金屬肽酶9(MMP9)的表達(dá),從而增加巨噬細(xì)胞向 PCa 組織浸潤(rùn)來(lái)促進(jìn) PCa 進(jìn)展。TIMP-1 是 MMP2 和 MMP9 的抑制因子[28-29],在PCa siTR4/THP-1 siTR4 共培養(yǎng)體系的PCa 細(xì)胞中高表達(dá) TIMP-1 mRNA,而 MMP2 和 MMP9 表達(dá)降低,同樣在高Gleason 分的PCa 組織樣本中TIMP-1表達(dá)更高,MMP2/MMP9 表達(dá)較低,巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)也更多。 當(dāng)添加抗TIMP-1 抗體時(shí)可抑制TR4、促進(jìn)C4-4-2 細(xì)胞侵襲的能力。

2.3 TR4 在PCa 化療和放療中的作用

絕大多數(shù)ADT 治療的PCa 患者難于避免進(jìn)展為CRPC[30]。 化療藥物多西他賽(docetaxel,DTX)是CRPC 的一線藥物。 然而,52%的 CRPC 患者在接受治療后出現(xiàn)了不同程度的耐藥性[31]。 Yu等[32]首次通過(guò)檢測(cè)接受DTX 治療患者的活檢樣本細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) TR4 與 PCa 耐 DTX 相關(guān),陳彼得等[33]實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之一致。 Hu 等[34]進(jìn)一步驗(yàn)證TR4 的過(guò)表達(dá)可導(dǎo)致lincRNA-p21 及其下游靶基因低氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1 alpha,HIF-1α) 和血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子-A(vascular endothelial growth factor,VEGF-A)的高表達(dá),導(dǎo)致DTX 抗性增加。 早期報(bào)道提示lincRNA-p21 可能與HIF-1α 在調(diào)節(jié)癌癥中的Warburg 效應(yīng)有關(guān)[35],應(yīng)用GPL8300 和GDS4109 數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)TR4 與HIF-1α 和 VEGF-A 正相關(guān),對(duì)同一 PCa 患者 DTX 治療前后行活檢,接受治療后HIF-1α 和VEGF-A 明顯表達(dá)增高。 同樣,高躍等[36]在 PCa 細(xì)胞 DU145 的研究中發(fā)現(xiàn)TR4 可與miR-145 的啟動(dòng)子結(jié)合,抑制其表達(dá),從而降低 PCa 對(duì) DTX 的敏感性。 在 DTX 為PCa 一線用藥前,依托泊苷也是PCa 化療藥物之一,陳彼得等[37]研究發(fā)現(xiàn)高表達(dá)TR4 的PC3 細(xì)胞對(duì)依托泊苷化療有抵抗作用。

此外,依據(jù)早期報(bào)道提示,PCa CD133 S/P 細(xì)胞比非S/P 細(xì)胞具有更高的耐藥性[38],Yang 等[39]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)TR4 在PCa C4-2 細(xì)胞系的CD133+S/P 中高表達(dá)。 據(jù)報(bào)Oct4 在耐藥癌癥患者中高表達(dá),包括 PCa[40]、口腔鱗癌[41]、直腸癌[42]。 而 TR4在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控Oct4 也得到證實(shí)[43],將Oct4 加入PCSC siRNA 細(xì)胞逆轉(zhuǎn)了TR4 敲低介導(dǎo)的藥物敏感性增加,同樣,在C4-2siTR4-CD133 細(xì)胞培養(yǎng)中加入IL1Ra 得到相似的結(jié)果,以上結(jié)果表明TR4 通過(guò)上調(diào)Oct4-IL1Ra 信號(hào)來(lái)促進(jìn)PCa S/P 細(xì)胞耐藥。

放療是局限性PCa 的標(biāo)準(zhǔn)治療方法之一[30-31],然而,相當(dāng)數(shù)量的PCa 對(duì)放療有不同程度的抵抗。Yu 等[32]通過(guò)細(xì)胞輻照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)TR4 上調(diào)可以增強(qiáng)PCa 細(xì)胞的耐輻射能力,進(jìn)一步使用gH2AX 聚焦動(dòng)力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)敲除PCa 細(xì)胞中的TR4 會(huì)損害DNA雙鏈斷裂(DNA double-strand breaks,DSBs)的再連接修復(fù),而DSBs 是DNA 損傷最有害的類型。 Yan等[44]人對(duì)電離輻射反應(yīng)分子的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)敲除TR4使Gadd45a 的表達(dá)缺失,并增加了電離輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性。

3 總結(jié)與展望

在NR 超家族中,AR 被廣泛研究,是PCa 治療中最成熟的靶點(diǎn)。 然而,絕大多數(shù)所有接受以AR軸為靶點(diǎn)的激素治療患者均難以避免地產(chǎn)生耐藥性,因此,靶向替代信號(hào)通路有望成為PCa 尤其是晚期mCRPC 治療的有效方法之一。 TR4 在PCa 的發(fā)生、發(fā)展、耐藥及放療抵抗中起重要作用。 貝沙羅汀[34]、TRA16 蛋白[45]等靶向抑制 TR4 的反式激活,具有增加化療敏感性的潛能,但相關(guān)臨床證據(jù)尚不充分,有待進(jìn)一步研究。

NR 超家族的成員具有相似或同一轉(zhuǎn)錄因子或配體,存在復(fù)雜的共調(diào)節(jié)機(jī)制。 盡管目前對(duì)這些調(diào)節(jié)機(jī)制仍知之甚少,相信深入探究其與TR4 在PCa的交叉作用,將為發(fā)現(xiàn)新的腫瘤調(diào)節(jié)機(jī)制及新的藥物作用靶點(diǎn)打開(kāi)新天地,從而為臨床提供更多、更為有效的PCa 治療策略,特別是對(duì)于常規(guī)治療耐藥的PCa 患者。