内分泌治疗自诱导的CHRM3激活在前列腺癌去势抵抗中的作用及分子机制

Our previous studies indicated that activation of cholinergic muscarinic receptor 3 (CHRM3) was associated with development of benign prostatic hyperplasia and progression、castration resistance of prostate cancer (PCa) via phosphorylation of AKT in the PCa cell line level. Endocrine therapy could induce the activation of CHRM3 by itself, however, the role and mechanism of CHRM3 activation in clinical PCa castration resistance have not been clearly elucidated. In this application, we propose to utilize the tissue microarray including PCa at different stages and tissue sections with the same patient’s tissues before and after endocrine therapy to evaluate the association of CHRM3 activation with PCa castration resistance, utilize a spontaneous PCa mouse model, PCa patient-derived tumor organoid model in vitro and xenograft mouse model (PDX) in vivo to evaluate the interaction of CHRM3 with AKT/AR signal pathways and investigate the molecular mechanism of PCa castration resistance mediated by CHRM3 activation. In addition, we would explore the value of CHRM3 antagonist in the efficacy of endocrine therapy for PCa and effect on CHRM3/AKT/AR signal pathways. Thus, success accomplishment of the proposed goals will provide new theory on the development of PCa castration resistance and new approaches against refractory PCa.

课题组前期在前列腺癌细胞系水平发现，毒蕈碱型胆碱受体3（CHRM3）通过AKT通路与前列腺增生、前列腺癌的进展及去势抵抗相关。内分泌治疗能自诱导前列腺癌细胞CHRM3激活，但其在临床前列腺癌去势抵抗真实世界中的作用及分子机制尚不清楚。本项目拟利用包含不同发展阶段前列腺癌的组织芯片和同一患者内分泌治疗前后的组织标本，在临床组织水平评估CHRM3激活与前列腺癌去势抵抗的相关性；利用已建立的自发成瘤前列腺癌基因工程小鼠模型和基于临床生物标本的Organoid体外模型和小鼠PDX体内模型，在细胞学和整体动物水平，研究CHRM3与AKT/AR通路的相互作用，探讨CHRM3激活介导前列腺癌去势抵抗的分子机制；最后，应用CHRM3拮抗剂，在体内外水平研究其对前列腺癌内分泌治疗的协同作用及对CHRM3/AKT/AR通路的影响，为前列腺癌去势抵抗的形成提供新的理论，为难治性前列腺癌的靶向治疗提供新的方向。

课题组前期在前列腺癌细胞系水平发现，毒蕈碱型胆碱受体3(CHRM3)通过AKT通路与前列腺增生、前列腺癌的进展及去势抵抗相关。内分泌治疗能自诱导前列腺癌细胞CHRM3激活，但其在临床前列腺癌去势抵抗真实世界中的作用及分子机制尚不清楚。本项目拟在临床，细胞和动物水平明确内分泌治疗诱导前列腺癌细胞CHRM3激活导致前列腺癌去势抵抗的具体分子机制。一系列实验结果显示，前列腺肿瘤细胞系体外抗雄处理后，CHRM3的表达量显著升高；35例内分泌治疗前后的前列腺肿瘤组织进行TCF4、LEF1及CHRM3表达量检测，发现内分泌治疗后CHRM3的表达量显著升高；激活Wnt信号通路，CHRM3表达量显著升高，抑制Wnt信号通路，CHRM3表达量显著降低；CHRM3的启动子区域有6个TCF4的直接结合位点，以上实验提示内分泌治疗通过激活Wnt信号通路促进CHRM3的表达从而激活CHRM3信号通路。在前列腺癌细胞系上人为过表达CHRM3，前列腺癌细胞的增殖能力显著增高。利用前列腺癌细胞系进行CCK8实验，利用前列腺癌原代细胞及肿瘤细胞系建立organoid模型，结果显示CHRM3的抑制剂能抑制前列腺癌增殖及协同内分泌治疗前列腺癌。本研究属于国际原创性研究，为CHRM3拮抗剂联合内分泌药物治疗应用于激素敏感性前列腺癌提供直接的临床前证据和早期临床证据。