微管相关蛋白MAP1S促进自噬抑制Pyroptosis在前列腺癌炎—癌转化中的机制研究

Autophagy has a critical role in maintaining cell stability, and is an important way of tumor cells drug resistance. Our previous studies have confirmed the participation of autophagy during the generation of castration-resistant prostate cancer (CRPC), while microtubule associated protein (MAP1S) in the generation of the CRPC play a catalytic role for autophagy, and autophagy promote the progression of CRPC. But in the clinical follow-up confirmed MAP1S can inhibit prostate cancer disease progression. The opposite mechanism of MAP1S in vivo and in vitro is unclear. Our previous study confirmed that MAP1S can inhibit Pyroptosis,and Pyroptosis can secrete inflammatory cytokines, attract Macrophage to tumour and transform to tumour associated Macrophage(TAM), promote the progression of prostate cancer. We hypothesized that: in CRPC producing process, MAP1S promotes prostate cancer through autophagy, make prostate cancer cells adapt to castrate, resulting in CRPC. Also enhanced autophagy can inhibit inflammation NLRP3 to activate Caspase-1, thereby inhibiting the Pyroptosis, reduce the gather of TAM in cancer tissue, so as to reduce the inflammation in prostate cancer, inhibit inflammation-cancer transformation. The main effect of MAP1S in vivo is inhibiting Pyroptosis, the secondary effect is promoting CRPC by autophagy. The project plans on the basis of the preliminary study in vitro and in vivo experiment suppressed or enhanced MAP1S, LC3, autophagy, caspase-1, NLRP3 etc. by ELISA, co-IP, silver staining, mass spectrometry and electron microscopy, immunoblotting, immunofluorescence and electron microscopy technique to investigate the MAP1S regulatory mechanism of autophagy, Pyroptosis and TAM.

自噬是肿瘤细胞产生耐药的重要途径。我们前期研究证实自噬参与前列腺癌细胞产生CRPC的过程，同时微管相关蛋白MAP1S在产生CRPC的过程中对自噬起到促进作用，从而促进前列腺癌进展，而在临床随访中证实MAP1S可以抑制前列腺癌进展。MAP1S在体内外环境中对前列腺癌的相反作用机制不明。我们前期研究证实MAP1S可抑制焦亡，而焦亡可分泌炎症因子，募集TAM，促进前列腺癌的进展。因此我们推测：在CRPC产生过程中，MAP1S通过促进细胞自噬，使前列腺癌适应去势状态产生CRPC；增强的自噬可抑制炎症体NLRP3对Caspase-1的激活，从而抑制焦亡的发生，减少TAM募集，弱化炎症反应，抑制炎-癌转化的发生。MAP1S的两种作用在体内以抑制焦亡为主。本项目拟在体内外实验中通过Elisa、Co-IP、银染质谱鉴定、免疫印记、免疫荧光及电镜等技术来探讨MAP1S对自噬、焦亡及TAM的调控机制。

前列腺癌是男性生殖系统常见的恶性肿瘤。内分泌治疗是晚期前列腺癌的首选方法，但肿瘤会进展为去势抵抗性前列腺癌（CRPC），对内分泌治疗产生耐受。CRPC 是前列腺癌治疗中的难点，也是导致患者疾病特异性死亡的主要原因，而炎症可以促进CRPC 的产生自噬是肿瘤细胞产生耐药的重要途径。我们前期研究证实自噬参与前列腺癌细胞产生CRPC的过程，同时微管相关蛋白MAP1S在产生CRPC的过程中对自噬起到促进作用，从而促进前列腺癌进展，然而在临床随访中证实MAP1S可以抑制前列腺癌进展。本项目拟对MAP1S及自噬在前列腺癌进展过程中的机制进行深入研究。研究成果揭示了MAP1S通过促进前列腺癌细胞自噬抑制NLRP3对Caspase-1的激活，从而抑制Pyroptosis的发生进而抑制CRPC的产生，进一步阐明了CRPC的产生机制及自噬、CRPC之间的调控关系，为临床及科研工作者对CRPC的产生及其调控提供了一个新思路，并发现在前列腺癌进展过程中DEPDC1B(DEP Domain Contaning 1B)表达升高，并通过Rac1-PAK1促进前列腺癌细胞上皮间质转化（EMT）从而促进前列腺癌转移。另外，本研究构建了包括GLTSCR1（胶质瘤抑癌候选区基因1）、PLK3(Polo样激酶3)、MBTD1（Malignant brain tumor domain containing protein 1）、TopBP1（拓扑异构酶IIβ集合蛋白1）及PLC-L2（磷脂酶C样蛋白2）等在内的前列腺癌预后预测模型。同时，在前列腺癌免疫方面，通过基于GZMA（颗粒酶A）和PRF1（穿孔素1）的免疫细胞溶解活性构建评分，建立前列腺癌免疫治疗筛选指标，更加精准的预测前列腺癌患者组织中浸润免疫细胞的活跃程度，优化目前临床以免疫检查点筛选免疫治疗患者的筛选方案。本研究的发现为前列腺癌治疗提供了新的潜在的靶点，为临床工作中前列腺癌治疗提供指导，有助于前列腺癌临床个体化治疗。