内质网应激抑制雄激素受体的转录及其在治疗去势抵抗前列腺癌中的实验研究

The targeted treatment of castration-resistant prostate cancer (CRPC) is a clinical problem that needs to be solved. The androgen receptor (AR) transcription factor is the main driver of CRPC development and of acquired resistance to drugs given for treatment of CRPC. AR is activated in CRPC through mutation, generation of abnormal splicing variants, ligand-independ recruitment of coregulators， upregulation of AR expression or enhancing sensitivity to trace androgen, Therefore, inhibition of AR transcription may represent a potential strategy for therapy of this type of cancers. We have found that PERK /eIF2α/ATF4 pathway of endoplasmic reticulum stress inhibits AR transcription. On the basis of this finding, we will utilize technologies such as CRISPR/Cas9 and ChIP-sequencing to investigate the molecular mechanism of AR transcription inhibition by PERK / eIF2α signaling pathway, and carry out in vitro and in vivo experiments to test the feasibility of therapy for CRPC by selectively activating PERK/eIF2α pathway using small molecule agonists and the genetical approach. Our study will provide theoretical basis and experimental basis for the development of new molecular targeted drugs for the treatment of CRPC, as well as other drugs based on endoplasmic reticulum stress theory.

去势抵抗前列腺癌（CRPC）的靶向治疗是临床亟待解决的问题。雄激素受体（AR）可通过氨基酸突变、异常剪接变异体的产生等多种方式引起AR信号的异常活化来促使CRPC的发生、发展及对药物的抵抗。因此从转录水平抑制AR的表达可拮抗多种原因引起的AR信号的异常活化，是治疗CRPC的一种潜在策略。我们前期研究发现内质网应激PERK/eIF2α/ATF4信号通路抑制AR 的转录，并且选择性激活PERK通路可抑制CRPC肿瘤细胞生长。在此基础上，本课题拟通过CRISPR/Cas9 及ChIP-seq等技术深入研究内质网应激通过PERK/eIF2α/ATF4信号通路抑制AR 转录的分子机制，并结合体内外实验探讨PERK/eIF2α激动剂及遗传水平干预PERK/eIF2α/ATF4信号治疗CRPC的可行性，为治疗CRPC提供新的策略和实验基础，也为靶向内质网应激特定信号通路治疗其它疾病和药物研发提供参考。

雄激素受体（Androgen receptor, AR）在促进前列腺癌（PCa）和腔面雄激素受体型三阴性乳腺癌（LAR TNBC）的发生发展中具有重要作用。因此靶向AR已成为近年来治疗这两类疾病的新的研究热点。而过度的内质网应激（ER stress）可抑制未折叠蛋白生成和过度降解错误折叠蛋白，最终造成细胞死亡。我们的前期结果初步表明ER stress可能通过PERK/eIF2α通路从转录水平抑制AR表达。因此本项目将深入探讨ER stress抑制AR 转录的分子机制，以及靶向PERK/eIF2α通路关键分子发挥抗LAR TNBC和PCa的可行性。首先，我们采用siRNA、慢病毒或药理学抑制剂等在细胞水平低或高表达PERK/eIF2α/ATF4通路中的关键分子，发现ER stress可通过PERK/eIF2α/ATF4通路抑制AR转录，且过表达ATF4可在体内外显著抑制AR表达并降低细胞活力。其次，我们采用ChIP-PCR和荧光素酶报告系统研究AR启动子上是否含有ATF4的结合位点，结果表明AR启动子区域的-2813~-2486、-2084~-1742、-1453~-1254含有ATF4的结合位点，且ATF4可抑制AR的转录活性，两者呈负相关。最后，我们采用PERK/eIF2α通路的靶向激活剂CCT020312观察其对LAR TNBC和PCa生长的影响。结果表明CCT020312可通过靶向激活PERK/eIF2α通路降低AR表达，从而抑制LAR TNBC和PCa细胞活力和增殖能力，以及显著抑制MDA-MB-453细胞原位移植瘤和前列腺癌C4-2细胞裸鼠皮下移植瘤的生长。.以上研究揭示了内质网应激通过激活PERK/eIF2α通路促进ATF4与AR启动子结合，从而抑制AR的转录活性；选择性PERK/eIF2α激活剂CCT020312在体内外均可显著抑制LAR TNBC和PCa的增殖和生长。因此靶向激活内质网应激特定信号通路可为LAR TNBC和PCa的治疗提供新的策略和思路。通过本项目的研究也为其他基于内质网应激理论的药物研发提供理论参考。