前列腺癌细胞功能评估揭示Gedatolisib与单节点PI3K/AKT/mTOR抑制剂的不同

学术背景

前列腺癌（Prostate Cancer, PC）是全球男性中最常见的癌症之一，尤其是在晚期阶段，患者往往会对雄激素剥夺疗法（Androgen Deprivation Therapy, ADT）产生耐药性，发展为去势抵抗性前列腺癌（Castration-Resistant Prostate Cancer, CRPC）。CRPC的进展通常伴随着雄激素受体（Androgen Receptor, AR）信号通路的失活以及PI3K/AKT/mTOR（PAM）信号通路的异常激活。PAM通路在细胞生长、代谢和存活中起着关键作用，其异常激活与前列腺癌的进展和治疗耐药性密切相关。

近年来，针对PAM通路的抑制剂成为治疗CRPC的潜在策略。然而，单节点抑制剂（如PI3Kα、AKT或mTOR抑制剂）往往由于反馈回路或补偿机制的存在，导致疗效有限。因此，研究人员提出了一种新的策略：使用多节点抑制剂，如Gedatolisib，同时抑制PI3K和mTORC1/mTORC2，以期克服单节点抑制剂的局限性。

论文来源

这篇论文由Adrish Sen、Salmaan Khan、Stefano Rossetti等来自Celcuity, Inc.的研究团队撰写，发表于Molecular Oncology期刊，发表日期为2024年7月18日，DOI为10.¹⁰⁰²⁄₁₈₇₈-0261.13703。研究团队通过一系列功能性和代谢性实验，评估了Gedatolisib与其他单节点PAM抑制剂在前列腺癌细胞中的效果。

研究流程与结果

1. 研究流程

a) 细胞培养与处理

研究团队使用了七种不同PTEN/PIK3CA状态的前列腺癌细胞系（如22Rv1、DU145、LNCaP等），这些细胞系分别代表了不同的PAM通路突变状态和雄激素敏感性。细胞在含有10-20%胎牛血清（Fetal Bovine Serum, FBS）的培养基中培养，并在37°C、5% CO2的条件下维持生长。

b) 药物处理与细胞活性评估

细胞被分别暴露于Gedatolisib（一种多节点PAM抑制剂）和四种单节点PAM抑制剂（Alpelisib、Capivasertib、Everolimus和Samotolisib）中，持续72小时。通过RT-Glo MT荧光素酶实验评估细胞活性，并使用生长率（Growth Rate, GR）指标分析药物的抗增殖和细胞毒性效果。

c) 细胞周期与DNA复制分析

通过流式细胞术（Flow Cytometry）分析细胞周期分布和DNA复制情况。细胞被标记为5-乙炔基-2’-脱氧尿苷（Edu）和FXCycle Violet染料，以评估药物对细胞周期的影响。

d) 细胞死亡与凋亡分析

使用Zombie染料和裂解半胱天冬酶3（Cleaved Caspase 3）抗体，通过流式细胞术检测细胞死亡和凋亡情况。

e) PAM通路活性与蛋白质合成分析

通过检测磷酸化的4EBP1（p4EBP1）和磷酸化的RPS6（pRPS6）水平，评估PAM通路的活性。同时，使用O-炔丙基嘌呤霉素（O-Propargyl-Puromycin, OPP）标记新合成的蛋白质，评估药物对蛋白质合成的影响。

f) 代谢功能分析

通过测量乳酸产生和氧消耗率（Oxygen Consumption Rate, OCR），评估药物对细胞代谢的影响。乳酸水平通过Biosen R-line仪器测量，OCR通过Resipher仪器实时监测。

2. 主要结果

a) 细胞活性与生长率分析

Gedatolisib在所有测试的细胞系中表现出更强的抗增殖和细胞毒性效果，其GR50（达到50%生长抑制的浓度）范围为6-17 nM，显著低于其他单节点抑制剂。特别是在PTEN缺失的细胞系中，Gedatolisib的效果尤为显著。

b) 细胞周期与DNA复制

Gedatolisib显著抑制了细胞周期进程，特别是在G0/G1和S期。在22Rv1和LNCaP细胞中，Gedatolisib在1000 nM浓度下将G0/G1期细胞比例分别提高到73%和84%，同时将S期细胞比例降低至2%和0%。

c) 细胞死亡与凋亡

Gedatolisib在48小时内显著诱导了细胞死亡和凋亡，特别是在PTEN缺失的LNCaP细胞中，细胞死亡比例达到77%。相比之下，单节点抑制剂的效果较弱。

d) PAM通路活性与蛋白质合成

Gedatolisib显著抑制了p4EBP1和pRPS6的水平，表明其对PAM通路的强效抑制。同时，Gedatolisib显著减少了新蛋白质的合成，其效果优于其他抑制剂。

e) 代谢功能

Gedatolisib显著降低了乳酸产生和氧消耗率，表明其对细胞代谢的强效调控。特别是在高乳酸产生的DU145和PC3细胞中，Gedatolisib的效果显著优于单节点抑制剂。

3. 结论与意义

研究结果表明，Gedatolisib作为一种多节点PAM抑制剂，能够更有效地抑制前列腺癌细胞的增殖、存活和代谢功能，且其效果不受PTEN状态的影响。这一发现为CRPC的治疗提供了新的思路，特别是对于那些对单节点抑制剂产生耐药性的患者。

4. 研究亮点

• 多节点抑制的优势：Gedatolisib通过同时抑制PI3K和mTORC1/mTORC2，克服了单节点抑制剂的反馈回路问题。
• 广泛的适用性：Gedatolisib在PTEN阳性和阴性细胞中均表现出强效的抗癌效果，表明其适用于更广泛的患者群体。
• 代谢调控：Gedatolisib显著抑制了癌细胞的代谢功能，进一步增强了其抗癌效果。

5. 其他有价值的信息

Gedatolisib目前正在进行多项临床试验，包括与Darolutamide联合治疗CRPC的I/II期临床试验，以及与Palbociclib和Fulvestrant联合治疗HR+/HER2-晚期乳腺癌的III期临床试验。这些临床试验的初步结果显示了Gedatolisib的良好疗效和安全性。

总结

这项研究不仅揭示了Gedatolisib在前列腺癌治疗中的潜力，还为开发更有效的PAM通路抑制剂提供了重要的实验依据。未来，Gedatolisib有望成为CRPC治疗中的重要药物，特别是对于那些对现有疗法产生耐药性的患者。