SHH信号通路调控人前列腺癌细胞EMT转化的分子机制研究

前列腺癌的侵袭、转移是一个多环节、多步骤的动态演进过程，EMT是该过程的始动环节，抑制癌细胞的EMT转化，可从龙头上遏制前列腺癌的远处转移。SHH信号通路不仅与前列腺的器官发育密切相关，还参与了前列腺癌的发生、演进及转移过程。但SHH信号通路是怎样调控前列腺癌的侵袭转移？SHH信号通路与前列腺癌细胞EMT转化之间是否存在关联？总结我们前期对SHH信号通路及EMT现象在人前列腺器官发育中的研究，并结合我们对人前列腺癌ARCaP细胞系的研究结果，提出"SHH信号通路可能调控前列腺癌ARCaP细胞系发生EMT转化"的研究假设。探讨激活SHH信号是否可诱导ARCaPE 细胞发生EMT转化；封闭SHH信号是否可逆转ARCaPM细胞的EMT状态，从而揭示SHH信号与前列腺癌ARCaP细胞系EMT转化之间的可能关系，阐明其重要分子机制。为进一步探索阻断前列腺癌细胞EMT转化的分子靶点奠定理论及实验依据。

本课题初步探寻了Sonic hedgehog（SHH）信号通路是如何介导ARCaPE细胞发生EMT转化，进而增强细胞侵袭、转移活性的。课题从以下几方面展开：①RT-PCR及Western blot鉴定ARCaP细胞系EMT标志性蛋白，并检测SHH信号通路蛋白表达，提示SHH通路在上述两个细胞中均存在激活现象，但与ARCaPE相比，ARCaPM表达较高水平的SHH及GLI-1。②分子克隆技术构建SHH基因真核表达质粒，在体外转染ARCaPE细胞，筛选并鉴定过表达SHH的ARCaPE细胞稳定克隆。③过表达SHH后，ARCaPE细胞由铺路石样转化为纺锤形，与ARCaPM细胞的形态非常接近；Western blot检测提示，过表达SHH后，其上皮细胞标志物表达水平下调或缺失，间质细胞的标志物表达水平不同程度上调，提示SHH信号通路可能参与诱导ARCaPE细胞发生EMT转化。④Transwell及细胞划痕实验证实，SHH信号通路激活可显著增强ARCaPE细胞的体外侵袭、转移活性。⑤Cyclopamine处理体外培养的ARCaPM细胞，阻断其SHH信号通路后，进一步行MTT检测证实细胞增殖显著抑制，流式细胞技术证实细胞凋亡显著增强。Transwell及细胞划痕实验提示，阻断SHH信号通路可使ARCaPM细胞的体外侵袭、转移活性明显减弱。⑥Western blot检测发现SHH信号通路可显著上调EMT转化调控因子ZEB1，诱导ARCaPE细胞发生EMT转化，进而显著上调侵袭转移相关蛋白MMP-9，增强ARCaPE细胞体外侵袭、转移活性。⑦裸鼠皮下成瘤实验显示接种过表达SHH的ARCaPE细胞组裸鼠平均成瘤时间显著短于对照组裸鼠，肿瘤平均体积显著大于对照组；免疫组化检测显示该组裸鼠皮下瘤组织中SHH、GLI-1、Vimentin、ZEB-1以及MMP9的表达均显著高于对照组，但E-Cadherin的表达低于对照组。本课题初步研究结果撰写的会议论文摘要，已被美国泌尿外科学会（AUA）接收，将于2013年AUA年会期间做国际学术交流。已发表Medline收录文章1篇，另有1篇英文文章已投稿SCI收录杂志。课题不仅在一定程度上解释了SHH通路激活为何能促使前列腺癌发生侵袭、转移的这一科学问题，并为进一步深入研究靶向SHH信号，进而抑制前列腺癌侵袭、转移的应用型研究奠定了坚实的理论基础。