线粒体自噬PRDX3-LC3/NIX信号通路在前列腺增生的调控机制研究

BPH is one of the most common diseases in the old men and age plays an important role in the initiation of BPH. Interestingly, autophagy dysfunction can be found in prostatic hyperplasia. At present, we have testified the MAPS1-LC3/NIX could promote autophagy and streng then DNA stability as a complex (Liu LY,2010 Cancer Research, 2012 Autophagy). In addition, we found that miR-23b control PRDX3 which is a kind of mitochondrial protein to involve in oxidative stress protection（He HC,2012，FEBS Letter）. According to it , we wonder if the autophagy dysfunction happened in prostatic hyperplasia is related with mitochondrial oxidative stress function. We found that autophagy activity is increased more significantly in the over-expressed PRDX3 BPH-1 cell line than in the normal BPH-1 cell line. Therefore, we first propose the mitochondrial PRDX3-autophagy-LC3/NIX signal pathway involve in the prostatic hyperplasia aging process. We try to prove PRDX3 get involved in the mitochondrial autophagy by using original clinical cell line and prostatic hyperplasia elder mice model, illustrating if"stress response- mitochondrial autophagy-hyperplasia" existing in the aging process. Through analyzing gene expression and protein expression spectrum, we try to confirm the gene involving in the aging autophagy regulation and set up aging-autophagy-hyperplasia functional network, providing more scientific evidence and new therapeutic regimen forBPH prevention.

年龄（衰老）是前列腺增生（BPH）发病的特征因素，增生上皮细胞已被证实自噬功能减退。我们研究表明 MAPS1-LC3/NIX 复合物可促进自噬 (Liu LY,2010 Cancer Research, 2012 Autophagy)；及miR-23b调控线粒体蛋白PRDX3 参与氧化应激保护（He HC,2012，FEBS Letter）。但BPH中自噬功能减退是否也与线粒体PRDX3因子氧化应激功能相关？我们发现 PRDX3可以促进线粒体自噬功能，为此，我们首次提出"线粒体PRDX3-自噬LC3/NIX信号通路"调控前列腺增生的衰老过程。通过已构建的PRDX3载体与原代增生细胞，获得 PRDX3参与线粒体自噬的直接证据，进一步利用老年大鼠增生模型，分析基因、蛋白表达谱，阐明前列腺增生自噬调控的机制，建立衰老-自噬-增生的模型网络，为前列腺增生新的治疗方案提供可靠的科学依据。

年龄（衰老）是前列腺增生（BPH）发病的特征因素，增生上皮细胞已被证实自噬功能减退。我们前期研究表明MAPS1-LC3/NIX复合物可促进自噬以及miR-23b调控线粒体蛋白PRDX3参与氧化应激保护。但BPH中自噬功能减退是否也与线粒体 PRDX3 因子氧化应激功能相关？我们发现 PRDX3 可以促进线粒体自噬功能，为此，我们首次提出“线粒体PRDX3-自噬LC3/NIX信号通路”调控前列腺增生的衰老过程，并利用分子生物学手段进行实验论证，获得以下成果：1. PRDX3蛋白在前列腺增生组织中表达上调，并且PRDX3蛋白在前列腺增生细胞株BPH-1中的表达量显著高于正常前列腺细胞株RWPE-1的表达量，而LC3 II蛋白在前列腺增生细胞株BPH-1中的表达量却低于正常前列腺细胞株RWPE-1的表达量，说明了与RWPE-1细胞相比，BPH-1细胞的PRDX3蛋白表达量更高，而自噬流水平则较低。当BPH-1细胞中PRDX3蛋白下调后，细胞增殖受到抑制，而ROS水平升高。另外，我们还发现BPH-1细胞中PRDX3蛋白水平下调后，LC3 II蛋白的表达上调，RWPE-1细胞中PRDX3蛋白水平上升后，LC3 II蛋白的表达下调，证明PRDX3蛋白能通过调控自噬影响着前列腺上皮细胞。2. 我们进一步发现自噬基因DCTPP1与自噬活动相关，我们通过细胞功能实验发现DCTPP1促进了前列腺癌细胞的侵袭、转移、增殖，抑制了前列腺癌细胞的凋亡，另外，通过体内外实验证明过表达DCTPP1后促进细胞自噬活动。3. 我们进一步发现新的小分子miRNA参与自噬网络调控，并通过实验证明miR-193a-5p-TP73以及miR-188-5p-UBE2I轴可分别抑制或促进自噬的变化，下游的细胞进程相关基因CCND1-RNASEL-CDKN1A-TP73-MDM2-UBE2I信号轴与它们共同构成网络通路影响前列腺癌的恶性进展。4. 在前列腺增生疾病中，我们发现PRDX3和GPER在前列腺增生组织中表达量高于其在正常前列腺组织中的表达量，两种正常前列腺上皮细胞系RPWE-1和BPH-1中GPER均有表达。GPER的激活可使BPH-1及RPWE-1细胞中自噬流水平降低，自噬体减少。这些成果丰富了自噬与前列腺增生的关系，揭示了新的自噬调控前列腺增生发展的机制，为前列腺增生治疗方案提供可靠的科学依据。