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研究背景Aurora A是Aurora激酶家族的一个重要成员，最早是从乳腺癌组织中检测到，被称为BTAK(breast tmnouractivated kinase)，又名Aurora 2、AIK1(Aurora／Ipll kinase)、STK15(serine／threonine kinase 15)、STK6(serine／threonine kinase 6)、HsAIRK1(Aurora／Ipll related kinase)。Aurora A激酶由403个氨基酸组成，结构符合其家族的一般规律，保守的C末端催化结构域内有活化环和D-box(destruction box)，活化环参与该激酶活性的调节，D-box与该蛋白通过hCdh1介导的APC(anaphase promotingcomplex)／C泛素化途径降解有关。N末端含有3个Aurora box，它们可能与Aurora A的胞内定位、识别和结合其他蛋白有关。最近研究表明Aurora A box 2尚与N端的D-box一起参与其降解。Aurora A通过调节中心体、微管和纺锤体功能而调控细胞的有丝分裂。Aurora A激酶异常上调可引起细胞有丝分裂的错误，导致异倍体的产生或染色体拷贝数的增加，最终可诱发细胞恶性转化。我们已有的研究结果表明，Aurora A的mRNA在91％的前列腺癌组织中过度表达，86％的前列腺癌标本中有Aurora A蛋白表达增高，而在正常前列腺组织中则没有。此外，我们还发现在三种前列腺癌细胞系PC3，LNCaP和Du145中Aurora A的mRNA和蛋白表达都升高，揭示Aurora A可能与前列腺癌形成有关(另文发表)。Aurora A与肿瘤的密切相关性已在多种肿瘤中得到证实。但是Aurora A的高表达与前列腺癌发生发展的相关性尚未有具体报道。前列腺癌是男性生殖系统常见的恶性肿瘤，虽然我国前列腺癌的发病率较低，但发现时已多属中晚期，且近年来发病率有明显上升趋势。对于预后较差的激素非依赖性的前列腺癌，目前的治疗方法主要是化疗，但常规的化疗药物的治疗效果并不令人满意。最近几年，紫杉类药物在激素非依赖性前列腺癌治疗中显示了一定的优势，极具应用前景。随着研究的深入，人们发现肿瘤对紫杉类药物治疗的敏感性受多种因素调控，较易产生耐药性。紫杉醇抗肿瘤的主要作用机制是抑制微管的解聚。在通常情况下微管的聚合是在GTP以及微管联合蛋白作用下进行，并且受β-微管蛋白影响。紫杉醇能优先结合β-微管蛋白，从而导致微管在缺少GTP和其他蛋白辅因子处集中。聚合的微管在有紫杉醇条件下集中，这种静态的聚合作用破坏了微管的动态平衡，使微管丧失功能。而微管功能的丧失使细胞染色体着丝点与微管联结以及微管张力出现异常，最终激活有丝分裂检查点。研究表明，Mad2和Bub1是感知微管联结以及微管张力异常的主要分子。它们作用的靶分子是细胞分裂调控蛋白(celldivision control protein,cdc20)，它能激活APC，活化的APC降解调节蛋白securin，securin降解后使分离酶separase激活，后者降解cohesin。cohesin是使姐妹染色单体连接在一起的蛋白复合物，cohesin的降解使姐妹染色单体分离，细胞即从分裂中期进入分裂后期。当有丝分裂检查点激活时，Mad2和Bub1与cdc20结合，抑制APC活化，cohesin不能正常降解，姐妹染色单体不能正常分离，使细胞周期停滞在分裂中期，进而引发细胞凋亡。因而，紫杉醇敏感性必须依赖于功能完整的有丝分裂检查点。近来研究发现，Aurora A高表达能使HeLa细胞越过有丝分裂检查点，诱导HeLa细胞对紫杉醇的耐药。我们先前的研究表明，Aurora A在前列腺癌组织和前列腺癌细胞系(PC3、Du145、LNCaP)中均存在转录和翻译水平的上调，Aurora A表达增高能使人前列腺癌细胞增殖与侵袭能力加强，提示Aurora A诱发人前列腺癌细胞的恶性表型，Aurora A可能在人前列腺癌发生发展中发挥重要作用(另文发表)。但是目前，关于Aurora A的高表达与前列腺癌细胞的耐药性是否存在相关性，尚未有具体报道。本研究中，我们利用Aurora A基础表达较弱的LNCaP细胞作为研究对象，通过MTT法细胞增殖实验和细胞侵袭力的测定实验，比较Aurora A表达升高的阳性细胞与空载体转染细胞以及未转染细胞某些生物学行为的差异，以进一步了解Aurora A在人前列腺癌发生发展中的作用。同时，我们以激素非依赖性前列腺癌细胞Du145为研究对象，探讨Du145中Aurora A表达与细胞对紫杉醇敏感性的相关性，以期进一步明确Aurora A表达是否影响紫杉醇对前列腺癌的治疗效果，为提高紫杉醇治疗前列腺癌疗效提供理论依据。研究方法1．采用四唑盐(MTT)法细胞增殖实验检测Aurora A表达升高的阳性细胞LNCaP-Aurora A与空载体转染细胞LNCaP-pcDNA3.1的生长情况。2．采用改良的Transwell侵袭小室方法检测LNCaP-Aurora A细胞侵袭能力，并与转染空质粒细胞LNCaP-peDNA3.1和未转染细胞LNCaP进行比较。3．以Du145细胞和转染了Aurora A全长基因的Du145—Aurora A细胞为研究对象，通过用6种不同浓度的紫杉醇处理细胞后，采用MTT细胞增殖实验检测细胞生长抑制率，用流式细胞仪分析细胞凋亡情况，比较Aurora A表达上调后细胞生长抑制率和细胞凋亡率的变化。4．应用核酶技术，采用本实验室筛选制备的特异性核酶抑制Du145—Aurora A表达，检测Aurora A表达下调后细胞生长抑制率和细胞凋亡率的变化。结果1．Aurora A高表达的LNCap细胞增殖速度较空质粒转染细胞LNCaP-pcDNA3.1和未转染细胞LNCaP快。2．体外细胞移动实验中，LNCap—Aurora A细胞明显比另外两组细胞的穿膜能力强。3．Aurora A表达上调使紫杉醇对细胞的生长抑制率和细胞凋亡率均明显降低。4．Aurora A表达下调使紫杉醇对细胞的生长抑制率和细胞凋亡率明显增高。结论1．Aurora A表达增高与人前列腺癌细胞的恶性表型具有密切相关性，Aurora A在人前列腺癌发生发展中可能发挥重要作用。2．人前列腺癌细胞中Aurora A表达与细胞对紫杉醇敏感性具有密切相关性，抑制Aurora A可望提高紫杉醇对前列腺癌的治疗效果。