采用Wnt/β-catenin信号通路报告系统研究前列腺肿瘤干细胞的干性维持和对称/不对称分裂

Cancer stem cells are the source of prostate cancer chemoresistance and recurrence, specific deletion of cancer stem cells or promoting the differentiation of cancer stem cells are considered to be the key point in prostate cancer treatment. Our preliminary results suggest that: 1) Wnt/β-catenin signaling is heterogeneously activated in prostate cancer cells. 2) We constructed Wnt/β-catenin signaling reporting system, which could label Wnt/β-catenin signaling active cells with GFP. We found that GFP+ cells have characteristics of cancer stem cells; they have slower cell cycle and higher sphere formation efficiency. 3) Wnt/β-catenin signaling is asymmetrically activated in cancer stem cell division. GFP+ cancer stem cells can asymmetrically divide to generate differentiated GFP- cells. Based on these preliminary results, we aimed to study the roles and mechanism of Wnt/β-catenin signaling in regulating the stemness and symmetrical/asymmetrical division of prostate cancer stem cells. This study will provide us new insights into targeting cancer stem cells in the treatment of prostate cancer.

肿瘤干细胞是前列腺肿瘤耐药及复发的根源，特异性杀灭肿瘤干细胞或者促进肿瘤干细胞的分化，被认为是彻底治疗前列腺肿瘤的关键。我们的预实验结果发现：1）Wnt/β-catenin信号通路在前列腺肿瘤细胞中存在异质性激活现象；2）通过Wnt/β-catenin信号通路报告系统，将Wnt/β-catenin信号通路激活的肿瘤细胞标记GFP，发现GFP+的肿瘤细胞展现出肿瘤干细胞的性质，它们具有更慢的细胞周期和更强的成球能力；3）Wnt/β-catenin信号通路在肿瘤干细胞分裂过程中存在不对称激活现象，GFP+的肿瘤干细胞能够通过不对称分裂产生GFP-的分化肿瘤细胞。结合以上预实验的结果，我们拟在该项目中研究Wnt/β-catenin信号通路对前列腺肿瘤干细胞的干性维持和对称/不对称分裂模式的调控，为靶向Wnt/β-catenin信号通路激活的肿瘤干细胞治疗前列腺肿瘤提供新的思路。

前列腺肿瘤内部的异质性是导致治疗耐受的重要原因之一，了解引起前列腺肿瘤异质性的分子机制可为开发有效的治疗手段提供新的帮助。在本项目中，我们发现Wnt/β-catenin信号通路在前列腺肿瘤组织和细胞中存在异质性激活现象。通过构建Wnt/β-catenin信号通路报告系统，我们可以直接比较Wnt/β-catenin信号通路激活(GFP+)与未激活(GFP-)细胞在功能和分子水平的差异。(1) 与GFP-细胞相比，Wnt/β-catenin信号通路激活的GFP+细胞具有更高的成球能力，更慢的细胞周期，更强的紫杉醇耐受能力，以及更高的肿瘤干细胞相关基因表达。(2) Wnt/β-catenin信号通路激活的细胞(GFP+)能够通过不对称分裂产生GFP-细胞，而GFP-的细胞在正常培养中只能够产生GFP-的细胞。(3) 在小鼠前列腺肿瘤模型Hi-Myc中，特异性的杀灭Wnt/β-catenin激活的细胞能够显著减缓前列腺肿瘤的生长。(4) 通过RNAseq分析我们发现，Wnt/β-catenin信号通路活性与EZH2相关基因表达存在负相关关系。通过进一步分析蛋白表达，我们发现了Wnt/β-catenin信号通路激活与H3K27me3修饰水平之间的负相关关系。Wnt/β-catenin信号通路能够通过影响KDM6A的表达，影响H3K27me3的修饰水平，而H3K27me3能够直接沉默LEF1启动子以调控Wnt/β-catenin信号通路活性。综上所述，该项目研究阐明了Wnt/β-catenin信号通路在前列腺肿瘤异质性中的作用，靶向杀灭Wnt/β-catenin信号通路激活的细胞可为前列腺肿瘤治疗提供帮助。

内容获取失败，请点击重试