组织激肽释放酶1对良性前列腺增生调控及靶向治疗的机制研究

Benign prostatic hyperplasia (BPH) is a major health concern in older men. Recent studies have found that inflammation and oxidative stress are closely related to the occurrence of BPH. Tissue kallikrein 1 (KLK1) has the effects of improving tissue blood supply, anti-inflammatory, regulating oxidative stress and inhibiting tissue fibrosis. Our preliminary study indicated that the prostatic volume in aged transgenic rats with human KLK1 gene was significant smaller and activation of KLK1 gene could inhibit the prostate endothelial cells proliferation. However, no study has been reported that whether KLK1 could regulate the development of BPH by inhibiting inflammation and improving oxidative stress and tissue fibrosis. This study is to investigate the effect of KLK1 on the occurrence and development of BPH at the individual,tissue,cellular and molecular levels,and explore its protective effect on prostate tissues and cells under inflammatory and other conditions. We will also activate the KLK1 gene in prostate endothelial cells by RNA-activated and targeted transfection with nanocarriers to investigate its biological effect and mechanism. This study will provide theoretical and practical basis to understand the pathological mechanism of BPH and the gene therapy for BPH by targeted nano-drugs.

良性前列腺增生症（BPH）是老年男性常见病，近来研究发现炎症及氧化应激反应与BPH的发生密切相关。组织激肽释放酶1（KLK1）具有改善组织血供、抗炎、调控组织氧化应激状态、抑制组织纤维化的作用。本课题组前期工作中发现转染有人KLK1基因的老年大鼠前列腺体积明显较小，体外激活KLK1基因表达能抑制人前列腺上皮细胞增殖。KLK1能否增强前列腺组织炎症修复能力、改善氧化应激状态和抑制前列腺组织纤维化，进而控制前列腺增生进程，目前尚未见相关文献详细报道。本课题拟从个体、组织、细胞和分子水平研究KLK1对BPH发生发展的影响，探讨其在炎症等病理条件下对前列腺细胞和组织的保护作用及机制，尝试采用RNA激活及纳米载体靶向转染技术定点激活前列腺上皮细胞中KLK1基因表达，并研究其生物学效应及机制。本研究为认识BPH的病理机制及采用靶向纳米药物进行BPH基因治疗提供理论和实践依据。

本研究始于KLK1保护老年转基因大鼠前列腺的偶然发现，并利用了转基因动物细致地研究了KLK1对抗前列腺衰老损伤的要点，分析发现KLK1转基因大鼠前列腺上皮及基质病变减轻、炎症细胞浸润减少、氧化应激和纤维化程度降低，机制在于恢复了eNOS/NO/cGMP通路，通过抗氧化应激和抗纤维化来保护前列腺，通过抑制TGF-β1诱导的成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化来减少纤维化，通过舒张血管平滑肌来改善前列腺微循环。还发现在人类前列腺中KLK1随年龄增长而表达降低。构建内皮细胞-成纤维细胞共培养系统，发现KLK1是通过产生BK，并活化内皮细胞BKRB2上调eNOS表达，促进NO合成，对抗TGF-β1诱导的成纤维-肌成纤维细胞转分化。在正常前列腺细胞系中研究BK对前列腺的直接影响，发现前列腺上皮几乎不表达BKRB2，基质表达BKRB2且BK轻度促进其增殖并抑制TGF-β1表达。此外，还发现有明显炎症的BPH手术标本中KLK1表达降低。利用KLK1直接干预慢性前列腺炎模型大鼠，发现KLK1在炎症造模的同期给药具备更强的治疗作用。KLK1减轻前列腺炎症损伤的机制在于通过BKRB2保护微循环，从而改善缺氧、氧化应激。微循环被保护后，炎症细胞浸润减少，阻止了炎症往慢性转归，各种炎症因子/生长因子也随之减少，纤维化、血管生成、抗凋亡等病理状态得到恢复。综上，KLK1具有改善前列腺衰老损伤和炎症损伤的作用，重点在于经eNOS/NO保护微循环。KKS活化并不对前列腺造成不利影响，但KLK1应用于治疗BPH可能需要在疾病早期开始。另一方面在RNA激活的研究中，在前列腺和膀胱来源的细胞系中，相同的saRNA在正常细胞系中比在肿瘤细胞系中更难诱导靶基因表达，这是因为细胞对阳离子脂质转染试剂携带的saRNA摄入不足，以及正常细胞系中的Ago2和 IPO8表达较低。基于这种差异，我们推测，靶向抑癌基因的saRNA可能会特异性地杀死肿瘤细胞而不影响正常细胞。此外，我们还发现了一种新的saRNA，它可以通过诱导氧化应激和细胞凋亡来抑制前列腺癌细胞的生长，并且这种效应与它上调KLK1无关。然而，尚不清楚哪些信号通路受saRNA影响。