翻译起始因子EIF3D通过TGFβ1促进前列腺癌恶性骨转移的机制研究

Bone metastasis of advanced prostate cancer is an obstacle facing clinical treatment, the mechanism of which is still obscure. Through microarray analysis, we found that (eukaryotic initiation factor 3D，EIF3D) were upregulated in the bone metastatic site. The expressions of both genes were positively correlated. Meanwhile, knockdown of EIF3D expression inhibited the malignant proliferation, migration and invasion of PC-3 cells. Pathway array antibody screening indicated that downrgulation of EIF3D inhibited the activation of TGFβ1. The preliminary experiment suggested that upregulation of EIF3D may activate TGFβ1, and cause the malignant transformation of prostate cancer to a metastatic state. In the present application, to prove this hypothesis, we propose to investigate the molecular mechanism by which EIF3D regulates TGFβ1 signaling pathway from the molecular and cellular levels, and by bone metastatic animal model and clinical statistical analysis. This study may provide evidences for the early diagnosis and treatment of advanced prostate cancer.

晚期前列腺癌的恶性骨转移是临床面临的治疗难点，其内在分子机制尚不清晰。在本项目的前期工作中我们发现，恶性骨转移患者的穿刺标本中真核起始因子3D (eukaryotic initiation factor 3D, EIF3D)与TGFβ1高表达，两者表达水平正呈相关。敲减EIF3D抑制PC-3前列腺癌细胞的恶性增殖、克隆形成和迁移侵袭。进一步研究表明，在敲减EIF3D能下调TGFβ1 的表达。我们的前期结果提示前列腺癌中EIF3D的高表达可能通过上调TGFβ1活性导致恶性骨转移的发生。为证明这个假说，本项目拟进一步从分子、前列腺癌细胞、骨转移模型及临床水平研究EIF3D调节TGFβ1信号通路的作用机制，探讨其通过TGFβ1介导前列腺癌恶性骨转移的分子机制，以期阐明前列腺癌恶性骨转移的分子机制，为早期诊断和治疗提供理论依据和分子靶标。

前列腺癌是男性生殖系统最常见的恶性肿瘤，发病率逐渐升高。由于前列腺癌发病隐匿，常不能早期发现，晚期病例为多，临床上前列腺癌转移普遍存在，尤其是骨转移，是前列腺癌术后出现复发、转移的最常见的部位，而死于前列腺癌的患者中，有 85%~100%存在骨转移。而前列腺癌骨转移的内在机制尚不清晰。本课题应用表达谱基因芯片对临床收集的前列腺癌组织标本进行了检测，对照前列腺癌原发灶手术标本和前列腺癌骨转移灶穿刺标本，对芯片结果的分子表达谱差异进行归类分析，发现翻译起始因子3D（eukaryotic initiation factor 3D，EIF3D）在前列腺癌骨转移灶组织中表达水平是原发灶中表达水平的4~5倍。进一步通过细胞功能学实验发现EIF3D低表达后前列腺癌细胞的增殖、克隆形成均明显受到抑制。后续通过构建了EIF3D敲减病毒并且进一步构建了质粒，通过转染构建了低表达以及高表达EIF3D的前列腺癌细胞模型，开展细胞芯片实验并分析，通过KEGG以及GO分析，发现下游多个蛋白以及通路受期调控。同时课题组通过测序发现丝氨酸苏氨酸蛋白磷酸化酶5（Serine/threonine protein phosphatase 5，PPP5C）在前列腺癌组织中明显高表达，通过免疫组化实验以及Oncomine数据库分析发现进一步明确了PPP5C在前列腺癌细胞中高表达，通过慢病毒载体成功构建了PPP5C敲除的细胞模型，发现PPP5C低表达后前列腺癌细胞的增殖能力、克隆形成能力抑制，生长周期阻滞，凋亡增加，提示PPP5C在前列腺癌中发挥癌基因的作用，进一步机制研究发现其可能通过调节下游JUK、ERK蛋白分子的磷酸化水平发挥作用。其次，课题组同样研究发现干扰素跨膜诱导蛋白3（ Interferon Induced Transmembrane Protein 3，IFITM3）在前列腺癌组织中高表达，通过组织学试验以及数据路分析进一步得到验证，通过细胞功能学实验以及体内水平实验明确其在肿瘤的生长、凋亡、侵袭以及转移中发挥重要作用。以上研究结果对于进一步前列腺癌发生、发展提供了新的思路，同时为进一步早期诊断、新型靶向药物的治疗提供了新的理论指导，具有重要的现实意义。在本项目资助下本研究小组完成SCI收录论文5篇，并培养硕士和博士研究生6人。