GPR160在调控前列腺癌细胞程序性死亡中的作用研究及其作为抗肿瘤药物靶点的探索

The discovery and validation of drug targets is important for the innovation of drug research. Orphan G protein-coupled receptors are the major source of novel drug target. Prostate cancer is a serious disease of elderly men which has an urgent need in the market for the drug discovery with a new molecular mechanism. In our previous study, we have found that the expression of orphan G protein-coupled receptor, GPR160, was significantly higher in prostate cancer tissue samples and cells than that of normal. Gene silencing of endogenous GPR160 resulted in programmed cell death together with an increase of caspase-1 expression, which played a key role in pyroptotic cell death. This study will evaluate the correlation between the expression level of GPR160 and the pathogenesis of prostate cancer. The change of GPR160 expression in tissue samples from prostatitis and prostate cancer patients will be assessed. Under the stimulation of proinflammatory factors the effects of GPR160 expression on the proliferation, invasion, apoptosis and pyroptosis of prostate cancer cells will be studied and the related molecular mechanism will be elucidated. A high-throughput screening for small molecule GPR160 agonists and antagonists will be carried out. This study aims to provide a new target and experimental basis for the development of anti-prostate cancer drugs with novel mechanisms.

药物靶点的发现和验证是新药研究源头创新的基础，孤儿G蛋白偶联受体是药物新靶点的重要来源。前列腺癌是一种严重的男性老年疾病，迫切需要新的作用机制的药物研发。我们的前期研究发现孤儿G蛋白偶联受体GPR160在前列腺癌细胞和组织中高表达，对其基因敲除可诱导前列腺癌细胞程序性死亡，同时伴有caspase-1表达上调。因caspase-1的表达上调与细胞炎症反应和细胞焦亡（pyroptosis）密切相关，本项目拟深入研究：1）临床前列腺炎和前列腺癌组织中GPR160的表达差异；2）促炎症信号刺激下GPR160的表达变化；3）GPR160对细胞焦亡的调节及其分子机制；4）GPR160小分子调节剂的筛选及其对前列腺癌细胞生长和焦亡的影响。本项目的研究将为研发具有全新作用机制的抗前列腺癌药物提供新靶点和实验依据。

前列腺癌是男性泌尿生殖系统中普遍高发的一种恶性肿瘤，我国的前列腺癌发病及死亡率呈现持续快速增长趋势，迫切需要开展早期诊断及基于新靶点的药物研发。具有七次跨膜特殊结构的G蛋白偶联受体（GPCRs）是最大的细胞膜蛋白家族。越来越多的证据表明，调节GPCR的功能可以延缓和暂停一些癌症的生长进程或阻止其转移至其他组织和器官。既往对前列腺癌相关GPCR的探索中我们发现GPR160在前列腺癌和正常前列腺组织中的表达水平差异显著。对GPR160表达的深入分析和基因功能研究证明GPR160基因在前列腺癌组织中高表达且与前列腺癌细胞的生长和凋亡有关。因此，探索其作为诊断用新生物标志物的潜力可能有助于改进临床实践。.本项目的研究目标和结果是：一、通过确定GPR160基因表达与前列腺癌发生和发展的相关性、与前列腺癌临床指标参数的相关性来判断其作为前列腺癌潜在生物标记物的可行性，以在复旦大学附属肿瘤医院接受前列腺切除术的224名患者为对象，应用原位杂交和免疫组化方法评估其前列腺组织中GPR160的表达水平，发现GPR160在前列腺癌组织中的转录和翻译水平均明显高于正常前列腺组织，其表达与Gleason评分、疾病分期、PSA转移水平和年龄相关，并能抑制上皮的间充质转化。因此，GPR160是前列腺癌术后评估恶性程度和预后的潜在生物标志物。二、建立小分子调节剂的高通量筛选模型以期筛选并发现其小分子配体，用于研究GPR160对前列腺癌相关信号调节的分子机制。我们成功构建了通过以GPR160下游信号为基础的高通量药物筛选模型，通过对近5万个化合物的初筛得到了147个活性化合物。同时，基于GPR160蛋白模拟的虚拟筛选也发现了113个潜在的活性化合物。上述活性样品经前列腺癌细胞增殖实验检测确认5个有生长抑制活性，其中2个化合物通过影响caspase-1的活性发挥效应。三、为了深入理解GPR160的功能，我们利用miRNA database找到可能靶向GPR160的miRNAs，并通过荧光素酶报告基因实验确认了miRNA-125可靶向调节GPR160的蛋白表达。