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为解决膀胱癌治疗靶点问题,兰州大学第二医院研究人员开展 PRDX5 对膀胱癌进展影响研究,发现 PRDX5 促癌,为治疗提供新方向。
《探秘膀胱癌治疗新靶点:PRDX5 的关键作用》
在泌尿系统的众多恶性肿瘤中,膀胱癌(Bladder Cancer,BC)可谓是一个 “狠角色”。全球每年约有 54 万新发病例,近 19 万人因此丧生 。临床上,膀胱癌分为肌肉浸润性膀胱癌(Muscle-invasive Bladder Cancer,MIBC)和非肌肉浸润性膀胱癌(Non-muscle-invasive Bladder Cancer,NMIBC)。MIBC 患者即便接受了根治性膀胱切除术和全身化疗,仍面临着高远处转移风险,5 年生存率仅约 32%。当前一线化疗方案对晚期 BC 患者的客观缓解率仅 40 - 60%,总生存期也只增加 5%。因此,寻找新的治疗靶点,开发精准治疗策略迫在眉睫。
在细胞的微观世界里,氧化还原过程时刻都在发生。其中,活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)作为代谢活动的副产物,在细胞生理中扮演着重要角色。而铁死亡(Ferroptosis),一种受铁诱导的脂质过氧化引发的程序性细胞死亡方式,与 ROS 密切相关。细胞发生铁死亡时,磷脂氢过氧化物(lipid ROS 或 lipid LOOH)会异常积累。过氧化物酶体增殖物激活受体 5(Peroxidase 5,PRDX5)是一类能够调节过氧化物的蛋白,鉴于其独特的亚细胞定位和调节 ROS 的功能,研究人员推测它可能通过调节 ROS 水平来调控铁死亡,进而影响膀胱癌的进展。于是,兰州大学第二医院的研究人员开展了深入研究,相关成果发表在《BMC Cancer》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本获取上,收集了 5 例 BC 患者和 5 例健康对照的尿液样本,以及来自癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库中 414 例 BC 患者和 19 例相邻正常组织样本。技术层面,运用单细胞 RNA 测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)分析肿瘤微环境中不同细胞类型的 PRDX5 分布;通过 CRISPR/Cas9 基因编辑技术构建 PRDX5 敲除细胞系;利用定量逆转录 PCR(Quantitative reverse transcription PCR,qRT-PCR)和蛋白质免疫印迹(Western blotting)检测基因和蛋白表达水平;还构建了裸鼠皮下异种移植模型来进行体内实验。
下面来看看具体的研究结果:
- 综合多组学筛选关键基因:研究人员结合 TCGA 数据库的转录组信息和尿液蛋白质组学数据,筛选出差异表达基因。经 lasso 回归分析,发现 PRDX5 在多种癌症中高表达,且其表达水平与预后预测准确性相关,是 7 个纳入预后模型的分子中最显著的一个12。
- PRDX5 的表达特征及临床意义:分析尿液样本和 TCGA-BLCA 数据集发现,BC 患者尿液和组织中 PRDX5 显著上调,在不同病理分级和亚型中,PRDX5 表达也呈现差异,尤其是在乳头状 BC 中表达最高。虽然高 PRDX5 表达与患者总生存期无显著差异,但有预后较差的趋势,提示其可能是 BC 早期无创诊断的生物标志物34。
- 单细胞测序揭示 PRDX5 的作用:scRNA-seq 分析显示,PRDX5 在膀胱尿路上皮细胞中显著富集,且随着肿瘤 T 分期进展,其表达增加。此外,PRDX5 与上皮恶性肿瘤相关基因(GATA3、KRT7、S100P、TP63 和 UPK2)呈正相关,表明其在 BC 发生发展中起重要作用56。
- PRDX5 对膀胱癌细胞生物学行为的影响:体外实验表明,过表达 PRDX5 可促进 BC 细胞(UMUC-3、J82、T24)增殖、迁移和侵袭,敲除 PRDX5 则抑制这些过程。如 CCK-8 实验显示过表达 PRDX5 的细胞增殖速率加快,敲除后则减慢;细胞划痕和 Transwell 实验也分别证实了对细胞迁移和侵袭能力的影响78。
- PRDX5 调节细胞死亡的机制:PRDX5 过表达减少细胞死亡,敲除则增加细胞死亡。进一步研究发现,PRDX5 调节细胞死亡并非通过经典凋亡途径,而是通过调节 ROS 水平。过表达 PRDX5 降低 ROS 水平,敲除则升高 ROS 水平910。
- PRDX5 对铁死亡的影响及体内验证:转录组测序分析表明,PRDX5 敲除影响脂质代谢和线粒体功能相关通路,进而影响铁死亡。体内裸鼠实验显示,敲除 PRDX5 抑制肿瘤生长,激活铁死亡信号通路,表现为肿瘤体积和重量减小,相关铁死亡标记蛋白水平改变1112。
研究结论与讨论部分指出,PRDX5 在 BC 组织中显著上调,通过调节 ROS 水平和铁死亡促进肿瘤进展。这一发现加深了对 BC 发病机制的理解,为开发以 PRDX5 为靶点的新型治疗策略提供了理论基础。尽管目前尚未明确 PRDX5 与 NRF2 在 BC 中的相互作用,但未来研究可聚焦于此,为 BC 的靶向治疗提供更多理论支持。该研究为膀胱癌治疗领域开辟了新的方向,有望推动膀胱癌治疗取得新的突破。