B-NHEJ在前列腺癌的发生发展中的作用

前列腺癌具体的发生机制目前未明，因而无法进行有效的预防和治疗。多个前列腺癌实验模型显示染色体不稳定性的增加可以诱导癌前病变的形成。DNA非同源末端连接后备通路（B-NHEJ）在染色体缺失、变异形成过程中起主要作用。设想在某些因素的联合作用下使前列腺癌细胞内B-NHEJ的功能发生了异常改变，损伤的双链DNA被错误修复的能力增强，导致染色体变异，可能成为前列腺癌的发病机制。本实验拟通过比较正常前列腺细胞与前列腺癌细胞内相关B-NHEJ的蛋白的表达与活性变化；通过观察减数分裂期细胞的染色体变异情况；以及通过检测前列腺癌细胞DNA B-NHEJ修复能力的变化，为寻找前列腺癌的病因提供实验学依据。

目前的研究显示多聚二磷酸腺苷酸核糖聚合酶1（PARP1）参与了DNA损伤与修复、基因调控、信号转导、细胞凋亡等多个生理过程的调控，并且与包括肿瘤在内的多种疾病有关。由于DNA非同源末端连接后备通路（B-NHEJ）在染色体缺失、变异形成过程中具有主要作用，而我们的前期研究结果显示PARP1在B-NHEJ参与DNA损伤修复的过程中发挥重要作用。因此本项目首先检测了PARP1及其活性产物PAR在前列腺癌细胞及组织中的表达情况，并观察了应用PARP1抑制剂和siRNA沉默PARP1的表达之后对雄激素依赖性和雄激素非依赖性前列腺癌细胞增殖、凋亡的影响及其可能的分子机制。在上述研究基础上进一步应用可以诱导细胞DNA断裂的依托泊苷（Etoposide，又名VP16）以及目前临床上用于前列腺癌化疗的药物多西他赛（Docetaxel）联合PARP1抑制剂或siRNA处理前列腺癌细胞，观察其对前列腺癌细胞增殖、凋亡的作用及可能的机制。我们的研究结果显示：与正常的前列腺上皮细胞相比，PARP1在前列腺癌细胞内的表达明显增加，而与前列腺增生组织相比，PARP1和PAR在前列腺癌组织中的表达阳性率均明显升高；虽然在高分化与低分化前列腺癌组织中的表达阳性率无明显差异性，但在低分化前列腺癌组织中的表达强阳性率明显低于高分化前列腺癌。此外，应用PARP1抑制剂或siRNA沉默PARP1的表达之后，可以明显抑制雄激素依赖性和雄激素非依赖性前列腺癌细胞的增殖，并促进细胞的凋亡，该作用可能与其抑制IGF-1、EGF等生长因子的受体及其下游PI3K/Akt/GSK3β信号通路的活化有关。当PARP1抑制剂或siRNA与依托泊苷或多西他赛联合应用时，可以进一步抑制前列腺癌细胞的增殖并促进其凋亡，其机制可能与两者联合作用可以进一步抑制Akt/GSK3β信号通路的活化水平有关，且PARP1抑制剂或siRNA联合依托泊苷可以进一步抑制PARP1的表达水平。综上所述，我们的研究结果显示PARP1可以通过PI3K/Akt/Gsk3β信号通路调控前列腺癌细胞的增殖与凋亡，提示PARP1参与了前列腺癌的发生发展过程。