APMAP在前列腺癌上皮间质转化中的作用及机制研究

Metastasis is a major cause of death in prostate cancer patients, and epithelial mesenchymal transition（EMT）plays an important role in the early stage of metastasis. Cholesterol has been shown to promote the development of advanced prostate cancer. However, how cholesterol mediates the metastasis remains elusive in prostate cancer. In this study, we found that cholesterol is able to induce EMT. Among common EMT signaling pathways, we found the active ERK1/2 is capable to mediate EMT. Cholesterol has been shown to promote the accumulation of lipid rafts in the cell membrane, so we hypothesized the members of accumulated lipid raft mediates EMT via active ERK1/2. By proteomics analysis of cholesterol-induced lipid rafts, we identified a lipid protein APMAP, which decreases the internalization of EGFR to promote EMT in prostate cancer cells. We will elucidate the potential function and molecular mechanism of APMAP on the metastasis using molecular, cellular biology and animal model. This study will shed light on a considerable basis of APMAP as an either potential diagnostic biomarker for metastasis or therapeutic target, and pave the way for its clinic application.

转移是前列腺癌患者死亡的主要原因，而上皮间质转化在癌症转移早期中起重要作用。胆固醇已被证实能够促进前列腺癌向晚期阶段发展。然而胆固醇如何在前列腺癌转移中发挥作用并不清楚。在这项研究中，我们发现胆固醇能够通过细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)介导上皮间质转化。胆固醇会促进细胞膜脂筏的聚集，我们假定聚集在脂筏的蛋白激活了ERK通路。通过蛋白组学分析聚集的脂筏，发现APMAP和EGFR在这个区域富集，并且进一步发现APMAP能够抑制EGFR内吞从而激活ERK1/2通路并介导上皮间质转化，本课题将进一步从分子、细胞和动物水平系统性多层次阐释APMAP介导EGFR－ERK1/2轴活性对于前列腺癌侵袭转移的功能及潜在的分子机制，这些研究将为APMAP作为潜在前列腺癌转移的诊断生物标志物以及治疗靶点提供理论基础。

前列腺癌对中老年男性造成了巨大的危害，原位前列腺癌发展较为缓慢而易于治疗。去势治疗是治疗前列腺癌的标准治疗方式之一。去势治疗后发展的抵抗一直缺乏相应的治疗靶点，是前列腺癌治疗中的瓶颈。其中，大部分的去势抵抗患者最终转变为转移性去势抵抗，而转移是导致前列腺癌患者死亡的主要原因。因此，前列腺癌的侵袭转移成为诊断和治疗的重点研究对象，而独立于雄激素信号通路和去势抵抗的新靶点逐步成为前列腺癌领域的研究热点。胆固醇促进了多种肿瘤的发生进展。为了系统性的研究胆固醇在前列腺癌中的作用，我们在前列腺癌细胞中添加胆固醇。发现胆固醇能够诱导上皮-间质转化。其中ERK信号（extracellular regulated protein kinases，细胞外调节蛋白激酶）通路在胆固醇刺激后显著激活。相反，抑制ERK信号通路则显著降低了胆固醇诱导的上皮-间质转化能力。高通量转录组测序与生物信息学分析，发现胆固醇在前列腺癌中上调了多个脂筏相关的生物学过程。通过脂筏的蛋白组学分析发现胆固醇能够诱导APMAP和EGFR在脂筏中的表达。敲低APMAP后，胆固醇诱导EGFR和ERK通路上调的能力被完全抑制。进一步发现，APMAP敲减抑制了胆固醇诱导的细胞侵袭和迁移，而过表达APMAP则促进了前列腺癌的侵袭和迁移，而这一表型可以被EGFR抑制剂所抑制。在动物实验中，喂养高胆固醇的小鼠出现了明显的前列腺癌肝转移，而敲减APMAP的前列腺癌细胞则表现出相对较低的肝转移。而且这个过程并不了依赖于雄激素信号通路的状态，说明其是一个独立的介导转移的通路。胆固醇通过抑制EGFR的溶酶体途径的降解从而导致其高表达。EGFR在细胞表面被激活后，被内吞，进入早期内体，随后进行分选，激活的EGFR进入晚期内体，最终进入溶酶体降解。我们发现胆固醇抑制了EGFR在早期内体的定位，而敲减APMAP则促进了胆固醇诱导EGFR在早期内体的定位，从而促进EGFR的内吞。我们进一步发现APMAP在转移型前列腺癌临床样品中高表达。综上，我们的研究表明APMAP可作为前列腺癌侵袭转移的标志物，并深入研究了其促进上皮间质转化的分子机制。