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研究背景:前列腺癌(Prostate cancer,PCa)是欧美西方国家高发的恶性肿瘤,全球每年新发病例超过百万。随着我国综合国力的提升、生活方式的西化及人均寿命的延长,PCa已成为我国男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤,且呈每年递增的趋势。以多西他赛及泼尼松等联合治疗的方案在转移性去势抵抗性PCa的治疗中取得了较好的疗效,但多数患者产生的化疗药物耐药严重制约了其疗效。近年来,肿瘤的分子靶向治疗取得了重大进展。PI3K/mTOR信号通路是与肿瘤细胞生长、存活、移动和代谢等基本细胞功能密切相关的明星靶标通路。PI3K/mTOR信号通路的激活可介导致癌基因和抑癌基因转化潜能,从而促进肿瘤的演进。BEZ235是一种咪唑并喹啉衍生物,是PI3K/mTOR双重靶向抑制剂,已经得到了广泛的研究。我们在前期研究中发现,BEZ235对于PCa细胞具有一定的抑制作用,但与其它靶向治疗药物一样,在使用过程中仍然出现了脱靶效应。Mortalin是线粒体驻留蛋白,根据其定位及结合伴侣的不同,Mortalin具有控制细胞增殖,抗原提呈,调节细胞对应激条件的反应,调节细胞对葡萄糖水平变化的反应,抑癌蛋白p53的失活以及细胞凋亡抑制作用等。研究表明,Mortalin参与多种肿瘤的演进过程,包括肿瘤的增殖、迁移及血管生成。最近有关Mortalin的研究集中在肿瘤耐药性,但Mortalin与PCa的相关性研究还未见报道,尤其在PCa细胞发生以BEZ235为代表的靶向治疗药物耐药方面的机制亟待进一步深入研究。研究目的:阐明Mortalin诱导PCa细胞发生BEZ235耐药的分子机制;研究Mortalin在人PCa组织中的表达和患者预后之间的关系,为PCa预后提供潜在的分子标志物。研究方法:(1)基于Citespace可视化分析方法,阐明Mortalin在肿瘤演进中的关键作用:检索Web of Science核心数据库中收录的2007-2022年间Mortalin与Cancer研究的相关文献,采用文献计量学方法,应用CiteSpace软件对文献的年发文量、作者、国家、共被引、关键词进行分析并绘制可视化图谱,并探讨关键词的频次、中心性、聚类、时间线等项目;(2)构建BEZ235耐药DU145和PC3细胞株,MTT、平板克隆形成、蛋白印迹、细胞划痕、Transwell及微管形成等实验检测其增殖、干性、迁移、EMT进程及血管形成能力:细胞增殖和平板克隆形成实验检测PCa亲代及耐药细胞株增殖能力;蛋白印迹实验检测PCa亲代及耐药细胞株干性标志物表达;细胞划痕和Transwell实验检测PCa亲代及耐药细胞株迁移能力;蛋白印迹实验检测PCa亲代及耐药细胞株EMT相关标志物表达情况;微管形成和蛋白印迹实验检测PCa亲代及耐药细胞株血管形成能力;(3)平板克隆形成、蛋白印迹、免疫荧光、细胞划痕、Transwell和微管形成等实验检测下调Mortalin表达对PCa耐药细胞株增殖、干性、迁移、EMT进程及血管形成能力的影响:蛋白印迹实验检测PCa耐药细胞株中Mortalin的表达情况;蛋白印迹、免疫荧光等实验检测下调Mortalin对PCa耐药细胞株Mortalin的表达情况;MTT和平板克隆形成实验检测下调Mortalin对PCa耐药细胞株增殖能力的影响;蛋白印迹实验检测下调Mortalin对PCa耐药细胞株干性标志物表达的影响;细胞划痕实验和Transwell实验检测下调Mortalin对PCa耐药细胞株迁移能力的影响;蛋白印迹实验检测下调Mortalin对PCa耐药细胞株EMT相关标志物表达的影响;微管形成和蛋白印迹实验检测下调Mortalin对PCa耐药细胞株血管形成能力的影响;(4)数据库分析、蛋白印迹、平板克隆形成、细胞划痕和Transwell等实验检测Mortalin介导的Wnt/α-catenin信号通路在PCa耐药细胞株演进中的作用机制:STRING、GeneMANIA 和 GEPIA 数据库检索 Mortalin 与 Wnt/α-catenin 信号通路相关标志物之间的关系;蛋白印迹实验检测下调Mortalin对PCa耐药细胞株Wnt/α-catenin信号通路相关标志物表达的影响;平板克隆形成实验检测Wnt/α-catenin信号通路激动剂氯化锂(Licl)在Mortalin调控PCa耐药细胞株增殖能力中的作用;细胞划痕和Transwell实验检测Licl在Mortalin调控PCa耐药细胞株迁移能力中的作用;蛋白印迹实验检测Licl在Mortalin调控PCa耐药细胞株EMT进程中的作用;蛋白印迹实验检测Licl在Mortalin调控PCa耐药细胞株血管能力中的作用;(5)建立裸鼠皮下移植瘤模型检测Mortalin对PCa耐药细胞株移植瘤形成的影响:检测差异表达Mortalin对PCa耐药细胞株移植瘤体积及重量的影响;免疫组化染色实验检测PCa耐药细胞株差异表达Mortalin对Mortalin、增殖标志物Ki67、E-cadherin、Vimentin和VEGF的影响;(6)应用数据库信息检索分析Mortalin在PCa组织中的表达情况,并对PCa组织芯片中Mortalin的表达进行分析验证:检索HPA、GEPIA、UALCAN及TIMER数据库中Mortalin的基因HSPA9在多种肿瘤组织中的表达情况;UALCAN数据库检索Mortalin mRNA的表达水平与临床病理学特征之间的关系;免疫组化染色检测PCa组织芯片中Mortalin的表达;分析Mortalin与PCa患者临床病理学特征之间的相关性。研究结果:(1)Citespace分析结果共检索出206篇文献,结果表明,Mortalin与癌症的年发文量呈上升趋势。发文量最多的作者是RENUWADHWA,发表37篇相关文献,发文量最多的国家是“美国”;热点关键词分别为化疗药物、热休克蛋白、粘合物、乳腺癌、P53等;形成的聚类研究包括药物耐药、抗肿瘤、黏附分子ncam、化学疗法、干细胞、DNA损伤等领域。(2)PCa细胞耐药细胞株增殖、干性、迁移、EMT进程及血管形成能力增强:MTT实验结果显示BEZ235耐药细胞株DU145/Re及PC3/Re构建成功;显微镜观察DU145/Re在形态学上与对照组相比无明显变化;细胞增殖和平板克隆形成实验结果显示PCa耐药细胞株增殖能力增强;蛋白印迹实验结果显示PCa耐药细胞株干性标志物表达上调;细胞划痕和Transwell实验结果显示PCa耐药细胞株迁移能力增强;蛋白印迹实验结果显示PCa耐药细胞株EMT相关标志物表达上调;微管形成和蛋白印迹实验结果显示PCa耐药细胞株血管形成能力增强;(3)Mortalin促进PCa耐药细胞株的恶性演进:蛋白印迹检测结果显示PCa耐药细胞株上调Mortalin的表达;蛋白印迹和免疫荧光等实验结果显示下调Mortalin抑制PCa耐药细胞株Mortalin的表达;MTT和平板克隆形成实验结果显示下调Mortalin抑制PCa耐药细胞株的增殖能力;蛋白印迹实验结果显示下调Mortalin抑制PCa耐药细胞株干性标志物的表达;细胞划痕实验和Transwell实验结果显示下调Mortalin抑制PCa耐药细胞株的迁移能力;蛋白印迹实验结果显示下调Mortalin抑制PCa耐药细胞株EMT相关标志物的表达;微管形成和蛋白印迹实验结果显示下调Mortalin抑制PCa耐药细胞株微管形成及血管标志物的表达;(4)Mortalin通过Wnt/α-catenin信号通路促进PCa耐药性:STRING、GeneMANIA和GEPIA数据库检索发现Mortalin与Wnt/α-catenin信号通路相关标志物具有相互关系;蛋白印迹实验结果显示下调Mortalin抑制PCa耐药细胞株Wnt/α-catenin信号通路相关标志物的表达;平板克隆形成实验结果显示下调Mortalin抑制的PCa耐药细胞株集落形成能力可被Licl逆转;细胞划痕和Transwell实验结果显示下调Mortalin抑制的PCa耐药细胞株迁移能力可被Licl逆转;蛋白印迹实验结果显示下调Mortalin抑制的PCa耐药细胞株EMT相关标志物的表达可被Licl逆转;蛋白印迹实验结果显示下调Mortalin抑制的PCa耐药细胞株血管标志物的表达可被Licl逆转;(5)Mortalin在体内促进PCa耐药细胞株的演进:裸鼠皮下移植瘤模型结果显示下调Mortalin抑制PCa耐药细胞株的移植瘤体积及重量;免疫组化染色实验结果显示在PCa耐药细胞株中下调 Mortalin 可抑制 Mortalin、Ki67、E-cadherin、Vimentin 和 VEGF 的表达;(6)PCa组织中Mortalin高表达与患者不良预后相关:检索HPA、GEPIA、UALCAN及TIMER数据库检索发现Mortalin的编码基因HSPA9在多种肿瘤组织中高表达;UALCAN数据库检索发现Mortalin mRNA的表达水平与临床病理学特征相关;免疫组化染色结果显示Mortalin在PCa中高表达并与Gleason评分、TNM临床分期和淋巴结转移具有相关性;生存期分析发现Mortalin与PCa患者不良预后相关。结论:Mortalin通过Wnt/α-catenin信号通路诱导PCa产生BEZ235耐药,PCa耐药细胞株增殖、干性、迁移、EMT进程和血管形成能力得到增强;Mortalin过表达与PCa患者的不良预后相关,可作为判定PCa患者预后的重要分子标志物。