靶向HSP90AB1和PARP1增强前列腺癌的抗癌治疗效果

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前列腺癌 HSP90AB1 PARP1 奥拉帕尼 细胞生存 PI3K/AKT通路 协同疗法

前列腺癌细胞中 HSP90AB1 和 PARP1 协同靶向抑制的治疗潜力：Celastrol 与 Olaparib 组合治疗的研究综述

背景介绍

前列腺癌（Prostate Cancer, PCA）是全球男性中常见的恶性肿瘤之一，近年来发病率不断上升，对此类癌症的早期筛查和治疗手段显得尤为关键。前列腺癌的发病原因和病理表现较为复杂，涉及多种基因、环境和生活方式因素的共同作用。然而，尽管在检测和治疗方面取得了一些进展，前列腺癌依然面临较高的复发率和较差的生存预期，特别是在出现去势抵抗的晚期前列腺癌（Castration-Resistant Prostate Cancer, CRPC）患者中，治疗难度更大。现有的治疗手段，如雄激素剥夺疗法（Androgen Deprivation Therapy, ADT）在治疗初期通常有效，但随着耐药性的出现，这些治疗方法的有效性逐渐减弱。因此，如何突破现有药物的局限性，探索有效的治疗新策略，成为研究热点。

在基因和分子机制的研究中，热休克蛋白90（Heat Shock Protein 90, HSP90）家族的成员 HSP90AB1 被发现对细胞内蛋白稳态和蛋白质折叠有重要作用，其过表达与多种实体瘤的发生密切相关。此外，多聚 ADP 核糖聚合酶1（PARP1）在前列腺癌细胞中也呈现显著高表达，且作为 DNA 修复过程中的关键酶，抑制其活性能够诱导癌细胞凋亡。PARP 抑制剂奥拉帕利（Olaparib）因其在 DNA 修复缺陷的癌细胞中表现出的显著抗癌作用而受到关注，尤其是针对 BRCA 突变的癌症。然而，单一治疗可能因耐药性等因素而受到限制，联合靶向治疗可能是提高治疗效果的有效策略。

研究概述与方法

本研究由来自贵阳大学、遵义医科大学附属医院和贵州理工学院的研究团队共同完成，发表于 2024 年的《Cancer Cell International》。研究主要探索了 HSP90AB1 和 PARP1 在前列腺癌中的表达情况及其对细胞耐药性的影响，进一步研究了 HSP90 抑制剂 Celastrol 与 PARP 抑制剂 Olaparib 联合使用对前列腺癌的治疗效果，特别是在抑制前列腺癌细胞存活、迁移和增殖方面的潜力。此外，研究团队通过构建小鼠移植瘤模型，验证了两种药物在体内的协同抗肿瘤作用。

研究方法与流程

  1. 基因表达分析：研究团队从癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas, TCGA）中获取 HSP90AB1 和 PARP1 的表达数据，并通过 R2 数据平台和 GEPIA 数据库分析其在不同癌症类型和前列腺腺癌（PRAD）中的表达水平，结果显示 HSP90AB1 和 PARP1 在前列腺癌细胞中显著高表达，且其高表达与患者的低生存率相关。

  2. 细胞实验：研究中选取了 RWPE-1、22RV1、PC3 和 DU145 等前列腺癌细胞系，通过 Western Blotting 和克隆形成实验验证了 HSP90AB1 和 PARP1 的过表达情况。为了进一步探究 HSP90AB1 对 PARP 抑制剂敏感性的影响，研究团队利用短发夹 RNA（shRNA）敲低 HSP90AB1 基因，发现 HSP90AB1 的抑制显著增加了前列腺癌细胞对 Olaparib 的敏感性。

  3. Celastrol 与 Olaparib 的联合治疗效果：实验通过克隆形成实验、划痕实验、EdU 荧光染色和 CCK-8 细胞增殖检测，进一步探讨了 Celastrol 与 Olaparib 联合治疗对前列腺癌细胞增殖、迁移及活力的影响。结果显示，两种药物的联合治疗显著抑制了前列腺癌细胞的克隆形成能力、迁移速度以及增殖活性。

  4. DNA 损伤检测：研究团队通过 γH2AX 免疫荧光染色和碱性彗星实验检测了 DNA 损伤情况，发现 Celastrol 和 Olaparib 联合处理后，DNA 双链断裂标志物 γH2AX 显著增加，表明联合用药会累积 DNA 损伤，增强细胞死亡。

  5. 信号通路分析：研究还探讨了 Celastrol 和 Olaparib 联合治疗对 PI3K/AKT 信号通路的影响。Western Blot 结果表明，Celastrol 和 Olaparib 联合处理显著降低了 PI3K 和 AKT 的磷酸化水平，暗示该通路在联合治疗中被抑制，这可能进一步增强了癌细胞对治疗的敏感性。

  6. 体内移植瘤模型：通过小鼠移植瘤实验验证了联合用药的抗肿瘤效果。结果显示，相比单药组，Celastrol 和 Olaparib 联合治疗组的小鼠肿瘤体积和重量均显著降低，且未见明显的毒性反应。这一体内实验结果进一步支持了两者联合使用的治疗潜力。

数据分析

所有实验结果均通过 GraphPad Prism 软件进行统计学分析，并采用 t 检验和方差分析（ANOVA）评估数据的显著性。研究中的 P 值小于 0.05 被认为具有统计学意义。

研究结果与讨论

  1. HSP90AB1 和 PARP1 的过表达：研究发现 HSP90AB1 和 PARP1 在前列腺癌细胞系中呈显著高表达，且与患者较低的生存率呈负相关。这表明这两种蛋白质可能在前列腺癌细胞的生存、迁移及耐药性中发挥关键作用。

  2. Celastrol 增强 Olaparib 效应：Celastrol 的加入显著增强了 Olaparib 的抗癌效果，表现为细胞增殖、迁移和存活率显著下降。这一组合通过增强 DNA 损伤效应，达到协同抑制癌细胞的效果。

  3. 抑制 PI3K/AKT 信号通路：Celastrol 的加入有效下调了 PI3K/AKT 通路的活性，推测该通路的抑制可能减少癌细胞对 Olaparib 的耐药性，进一步提高了联合治疗的效果。

  4. 体内抗肿瘤效果验证：在小鼠移植瘤模型中，Celastrol 和 Olaparib 联合治疗的组别显著降低了肿瘤生长速度，且未表现出明显的毒性反应，显示出较好的体内抗肿瘤效果。

结论与研究意义

本研究揭示了在前列腺癌细胞中 HSP90AB1 和 PARP1 的协同作用。Celastrol 与 Olaparib 的组合治疗通过多途径抑制癌细胞的增殖和存活，尤其在增强 DNA 损伤和抑制 PI3K/AKT 通路方面表现出显著的协同效应。相较于单一的 Olaparib 治疗，组合用药展示出更强的抗癌效果。这一发现为前列腺癌的治疗提供了新的靶向方案，尤其对那些对单一药物耐药的癌细胞提供了新的治疗选择。

研究亮点

  • 本研究首次系统性地展示了 HSP90AB1 和 PARP1 在前列腺癌中的协同治疗潜力。
  • Celastrol 和 Olaparib 联合用药的方式通过多种机制增强了癌细胞的敏感性，有效抑制了肿瘤的生长。
  • PI3K/AKT 通路在联合治疗中的抑制作用显著，为未来开发抗耐药性药物提供了重要参考。

总结

Celastrol 和 Olaparib 的联合应用在前列腺癌治疗中表现出显著的潜力。研究结果为前列腺癌的靶向治疗提供了新的思路，有助于未来设计基于 HSP90 和 PARP1 的联合治疗方案，以应对单一药物疗法的耐药性问题，改善前列腺癌患者的临床预后。