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为解决去势抵抗性前列腺癌(CRPC)治疗难题及二甲双胍临床疗效争议问题,研究人员开展低剂量二甲双胍治疗 CRPC 的研究。结果发现其通过调节 PDE6D 抑制 CRPC 进展,联合 PDE6D 抑制剂可增效,为 CRPC 治疗提供新思路。
前列腺癌(PCa)是男性常见癌症,严重威胁健康。去势抵抗性前列腺癌(CRPC)作为 PCa 的晚期阶段,治疗效果差,患者中位生存期不足两年。二甲双胍作为常用降糖药,在 PCa 治疗中存在争议,其临床有效浓度难以确定,高剂量易引发乳酸堆积等副作用。为探索新的治疗策略,广州医科大学的研究人员开展了相关研究,该研究成果发表在《Cancer Letters》上,为 CRPC 的治疗带来了新希望。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:从多个数据库获取 PCa 患者的 RNA 测序数据及临床信息;培养多种人 PCa 细胞系进行细胞增殖等实验;构建小鼠皮下移植瘤模型开展体内实验;运用液相色谱 - 质谱联用(LC - MS/MS)技术分析代谢物,进行代谢组学和转录组学分析;通过定量实时聚合酶链反应(qRT - PCR)、免疫组化(IHC)等方法检测基因和蛋白表达;利用分子对接分析药物与靶点的相互作用。
研究结果
- 二甲双胍对不同 CRPC 细胞系的抗癌特性:通过细胞增殖实验发现,二甲双胍对 CRPC 细胞系的抑制作用与浓度和处理时间相关。AR 阳性细胞系对二甲双胍更敏感,PC - 3 细胞系敏感性最低。体内实验表明,低剂量二甲双胍可抑制裸鼠皮下肿瘤生长。
- 非靶向代谢组学揭示二甲双胍处理后 CRPC 移植瘤嘌呤代谢物的改变:OPLS - DA 分析显示,二甲双胍处理组与对照组的代谢物组成有显著差异。代谢物富集分析表明,二甲双胍处理后,CRPC 细胞的嘌呤代谢等多条代谢途径发生改变,其中嘌呤代谢途径的变化最为显著。
- 确定 PDE6D 是二甲双胍处理下 CRPC 细胞嘌呤代谢途径的关键预后生物标志物:转录组测序及后续分析发现,PDE6D 与 PCa 的预后相关,高表达 PDE6D 的患者 BCR 风险更高。低剂量二甲双胍处理可下调 PCa 细胞中 PDE6D 的表达,同时增加细胞内 cGMP 含量,表明 PDE6D 是受二甲双胍调节的嘌呤代谢途径关键生物标志物。
- PDE6D 调节凋亡途径并影响二甲双胍敏感性:研究发现,PDE6D 可调节凋亡途径,其过表达能逆转二甲双胍对 PC - 3 细胞增殖的抑制作用。此外,PDE6D 表达水平与 CRPC 细胞对二甲双胍的敏感性相关,高表达 PDE6D 的细胞对二甲双胍更具抗性。
- 敲低 PDE6D 可增强二甲双胍对 CRPC 的抗肿瘤作用:敲低 22Rv1 和 PC - 3 细胞系中的 PDE6D,可降低细胞集落形成能力,抑制细胞生长,增加细胞凋亡率,且与二甲双胍联合使用时,协同增强了对肿瘤细胞的抑制作用。
- PDE6D 抑制剂 TMX - 4100 增强二甲双胍对 CRPC 的抗肿瘤作用:TMX - 4100 与二甲双胍联合使用,在体内外均显著增强了对 CRPC 细胞的抑制作用。分子对接显示,二者均能与 PDE6D 高亲和力结合。H&E 染色表明,联合治疗对小鼠主要器官无明显毒性,具有良好的生物安全性。
研究结论表明,二甲双胍通过调节 PDE6D 诱导的嘌呤代谢改变和激活 cGMP/PKG 通路,抑制 CRPC 的进展。高表达 PDE6D 的细胞对二甲双胍更具抗性,而联合 PDE6D 抑制剂 TMX - 4100 可增强对肿瘤的抑制作用,且该联合治疗在动物模型中生物安全性良好。该研究为 CRPC 的治疗提供了新的理论依据和潜在治疗策略,有助于推动 CRPC 治疗领域的发展,为改善患者预后带来新的希望。然而,研究也存在一定局限性,如仅使用一种 CRPC 细胞系建立移植瘤模型,未来需利用临床样本进一步验证研究结果 。