AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展

分类号：R737.25密级：公开专业学位研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶论文题目（中文）论文题目（外文）研究生姓名学科、专业向治疗进展TheroleofAR-V7inprostatecancerandtherecentprogressoftargettherapy许洪修临床医学外科学研学究位方级向别泌尿外科学硕士导师姓名、职称白进良教授论起文止工年作月2015年06月至2016年03月论文提交日期论文答辩日期学位授予日期2016年03月2016年05月校址：甘肃省兰州市原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。本学位论文研究内容：可以公开不宜公开，已在学位办公室办理保密申请，解密后适用本授权书。（请在以上选项内选择其中一项打“”）论文作者签名：导师签名：日期：日期：AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺癌的分子靶向治疗进展中文摘要背景：前列腺癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，雄激素受体（AR）在前列腺癌的发生、发展中起着重要作用，其通过调节下游基因的表达，促进前列腺癌的进展和转移。晚期前列腺癌的治疗方法主要是内分泌治疗，即雄激素剥夺治疗（ADT）。但在前列腺癌的治疗过程中，常常对其产生耐药，并发展成为去势抵抗性前列腺癌（CRPC）。在CRPC中尽管雄激素水平被抑制，但AR信号通路在CRPC中仍起着至关重要的作用。研究发现AR-V7在AR信号通路激活中有促进作用。目的：探讨AR-V7在前列腺癌的发生、发展及耐药性产生中的作用和前列腺癌分子靶向治疗进展，为前列腺癌的靶向治疗提供新的药物作用靶点及克服治疗过程中耐药性的产生。方法：利用Pubmed、万方、维普、中国知网等数据库搜索近5年关于AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺癌靶向治疗的研究进展，通过查阅文献并进行总结。结论：AR-V7通过激活AR信号通路和促进肿瘤内自分泌因子表达等多种机制，促进了前列腺癌的发生和转移，有助于前列腺癌患者对化疗药物及ADT治疗产生耐药。AR-V7在前列腺癌的发生、发展和耐药性的产生中具有重要意义。关键词：前列腺癌，雄激素受体，去势抵抗性前列腺癌，雄激素受体剪接变异体7，靶向治疗ITheroleofAR-V7inprostatecancerandtherecentprogressoftargettherapyAbstractBackground:Prostatecancerisoneofthemostcmmoncancerinmalignanttumorofurology,andandrogenreceptor(AR)playsanimportantroleinthedevelopmentofprostatecancer.Itpromotesdevelopmentormetastasisofprostatecancerbyregulatetheexpressionoftargetgenes.Endocrinetherapyorandrogendeprivationtherapy(ADT)hasbeenregardedastheclassictherapytoadvancedprostatecancer.However,duringtreatmentofprostatecancer,resistantoftenbeoccurredandrelapsewithincurableandlethalcastration-resistantprostatecancer(CRPC)invariably.Althoughtheandrogenlevelissuppressed,buttheARsignalingpathwaystillplaysavitalroleinCRPC.ThestudyfoundthatAR-V7hasaroleinpromotingARsignalingpathwayactivation.Objective:Exploringtheroleofandrogenreceptorsplicevariant7(AR-V7)indevelopmentandresistantanceofprostatecancerandtherecentprogressoftargettherapyaboutprostatecancer,inordertoprovidenewtargetsfordrugsandovercomeresistanceduringtreatment.Methods:ResearcharticlesofnearlyfiveyearsaboutrolesofAR-V7inprostatecancerandprogressoftargettherapyofprostatecancerbyusingPubmed,Wanfangdatabase,VIP,CNKIandotherdatabases.Summarizinginformationsandwritingareviewafterreading.Results:TheexpressionofAR-V7contributestodevelopmentofprostatecancerandresistanceofchemotherapyandADTtreatmentbyseveralmechanisms,includingactivatingARsignalingpathwaysandpromotingexpressionofintratumoralautocrinefactors.AR-V7playsanimportantsignificanceintheoccurrenceanddevelopmentofprostatecanceranddrugresistance.Keywords:prostatecancer,androgenreceptor(AR),castration-resistantprostatecancer(CRPC),androgenreceptorsplicevariant7(AR-V7),targettherapy.II目录中文摘要.IAbstract.一引言.1二雄激素受体.22.1AR的分子结构及功能.22.2AR的表及亚细胞定位.32.3AR的翻译后修饰.32.4AR在前列腺癌中的作用.42.4.1AR的核转运.42.4.2雄激素依赖的AR信号通路.42.2.3非雄激素依赖的AR信号通路.4三雄激素受体剪接变异体7.53.1AR-V7的产生及结构.53.2AR的亚细胞定位.63.3AR在前列腺癌中的作用.73.3.1AR-V7激活AR信号通路.73.3.2AR-V7调节肿瘤内分泌及肿瘤基因表达.73.3.3AR-V7促进肿瘤的起始和进展.73.3.4介导ADT治疗的耐药性.83.3.5介导紫杉醇类化疗药物的耐药性.83.3.6AR-V7对前列腺癌激素抵抗敏感时间的预测作用.103.4AR-V7靶基因的表达.103.5AR-V7与AR的相互作用.113.6AR-V7表达的调节.11四前列腺癌的靶向治疗药物及耐药机制.124.1针对雄激素合成的药物.124.1.1阿比特龙.124.2针对AR的药物.134.2.1比卡鲁胺.134.2.2恩杂鲁胺.144.3其他正在研究中的药物.154.3.1Galeterone.154.3.2EPI-001.164.3.3ARN-509.164.3.4ODM-201.174.3.5KX-01.174.3.6氯硝柳胺.174.3.7VT-464.184.3.8其他.18五展望.18参考文献.20在学期间的研究成果.27中英文缩略词表.28致谢.29兰州大学硕士研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展一引言前列腺癌是泌尿系统常见恶性肿瘤之一，在全球范围内其发病率居男性恶性肿瘤的第2位，死亡率居第5位。2014年美国癌症协会公布了前列腺癌的新诊断病例233000人，占男性癌症新诊断病例的27%，位居第1位；其中29480人死于前列腺癌，占癌症总体死亡率的10%，位居第2位；其总体发病率仅次于肺癌位于第2位1。近十年来，随着我国人口老龄化和生活方式的改变，前列腺癌的发病率和死亡率呈明显的逐年上升趋势2-4。前列腺癌的发病率在不同地区、年龄、人种中也有明显差异。有研究发现，欧美地区发病率高，东亚男性发病率相对较低；老年男性发病率较高；白种人和黑种人比黄种人发病率要高。此外，家族史、饮食习惯、肥胖、吸烟、职业暴露、前列腺炎及性传播疾病都是前列腺癌的危险因素。雄激素受体（androgenreceptor，AR）信号通路的作用贯穿前列腺癌发生、发展的整个过程。AR与睾酮或双氢睾酮结合以后，AR构象发生变化而激活，激活的AR可与雄激素反应元件结合，从而调控雄激素依赖性基因的表达，促进前列腺癌的发生、发展和转移。目前前列腺癌的治疗手段包括：前列腺癌根治术，单纯去势治疗，去势+抗雄激素治疗，内分泌治疗（或称雄激素剥夺疗法，AndrogenDeprivationTherapy，ADT）。手术治疗仍然是早期前列腺癌的一线治疗方案。对于中晚期前列腺癌和转移性前列腺癌，ADT是主要的治疗方法，这种方法一是阻断雄激素的合成，二是阻止雄激素受体转录的活化。美国FDA已经批准的恩杂鲁胺和阿比特龙可以有效地阻断AR信号通路，抑制前列腺癌细胞的生长。由于我国经济水平不发达，前列腺癌早期筛查尚未得到普及，一部分患者就诊时已处于病程的晚期，ADT成为治疗晚期前列腺癌的主要方法。在ADT治疗初期，绝大多数患者血清前列腺特异性抗原（Prostatespecificantigen，PSA）浓度的降低显著，疗效确切，但遗憾的是几乎所有患者在治疗过程中均会产生抗药性并发展为难治性的去势抵抗性前列腺癌（Castration-ResistantProstateCancer，CRPC）。在CRPC中AR信号通路仍然是关键，提示CRPC的表型可能由于AR的再激活导致。AR信号通路的再活化可能与以下因素有关：1）AR基因扩增2）AR基因突变3）瘤内雄激素的生成4）AR共激活因子的过表达5）AR剪接变异体的表达，如AR-V7。AR-V7（androgenreceptorsplicevariant7）是AR-Vs（androgenreceptorsplicevariants）中的一种，结构类似于AR，但缺乏配体结合域，可以不依赖雄激素而持续地活化。虽然AR-V7（Androgenreceptor1兰州大学硕士研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展splicevariants7）在CRPC中的作用机制尚不十分明确，但有研究表明，CRPC的发生、进展及耐药性的产生与AR-V7有关。在临床上，AR靶向治疗药物阿比特龙和恩杂鲁胺都有着良好的治疗效果，但这些药物只能延缓前列腺癌的进展，并不能治愈前列腺癌，且大部分患者最终对该治疗产生耐药。最近有数据表明各种药物之间有明显的交叉耐药，这说明各种药物之间有着共同的耐药机制，其中AR-V7在各种耐药的前列腺癌中表达增强。随着对AR-V7在前列腺癌的发生、发展及耐药性中作用的研究，AR-V7可能成为前列腺癌一种新的生物标记和药物作用的潜在靶点，为新靶向治疗药物的研发及耐药性的克服提供基础。二雄激素受体AR在多种细胞中均有表达，其正常的生物作用是促进细胞增殖。在前列腺癌细胞中AR的表达明显上升，而且AR可以通过多种途径被激活而促进前列腺癌的进展。2.1AR的分子结构及功能AR是核受体超家族的一员，主要功能是与雄激素或共激活因子结合，激活的AR调节下游靶基因的表达。AR基因位于X染色体q11-12，包含由8个外显子组成的一个2757bp的阅读框架，其10.6kb长度的mRNA编码919个氨基酸,分子质量约110kb。全长的AR（AR-FL）包含四个结构：（1）氨基端结构域（amino-terminaldomain，NTD），由外显子1编码，包含555个氨基酸，占了AR蛋白总长度的60%左右，转录共调节因子可与NTD中某一位点结合，因此NDT具有独立的转录活化功能（Transactivationfunction,AF)，可在LBD结构删除或雄激素缺乏时激活靶基因的转录5,6。这一活性被称为转录活化功能1（AF-1），其主要定位于TAU-1和TAU-5两个主要的转录活性结构域，在AR的转录活化中起至关重要的作用7。（2）DNA结合域（DNAbindingdomain，DBD），由外显子2和3编码，包含68个氨基酸，由三个-螺旋形成两个富含半胱氨酸的锌指结构，第一个锌指结构由外显子2编码，其包含保守的P-box基序，它作为特异碱基的接触位点可识别靶基因中的雄激素反应元件（androgenresponseelements,AREs），第二个锌指结构由外显子3编码，其包含保守的D-box基序，主要介导AR二聚体化8。（3）铰链区（Hingedomain，HD），连接DBD和LBD，其包含核定位信号（nuclearlocalizationsignal,NLS），能够介导AR的核转运以2兰州大学硕士研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展及调节AR与DNA结合、共活化因子的招募及ARN-C二聚化9。（4）配体结合域（Ligandbindingdomain，LBD）和铰链区，由外显子4-8编码，包含295个氨基酸，由12个-螺旋排成包围中心疏水腔或配体结合槽的球状结构，未与雄激素结合时，在细胞质中与热休克蛋白90(heatshockproteins90,HSP90)等分子伴侣结合，核定位信号被LBD区包裹，不能被核转运子识别并结合。当雄激素进入细胞与AR的LBD结合后，其分子构象发生改变，导致第12位-螺旋发生位移，暴露出铰链区的NLS，形成AF-2，招募共调节因子完成核转移并激活下游基因的转录10。通常情况下，AR调节下游基因的转录有利于维持前列腺正常的结构和功能。但是AR还参与了多种激素依赖性肿瘤的发生和进展，如前列腺癌，乳腺癌，卵巢癌，子宫内膜癌，宫颈癌等。在前列腺癌组织中，AR下游靶基因过度转录有助于前列腺癌细胞的生存、增殖和转移。比如，受AR调节的一种基因产物，PSA，虽然与癌细胞的生存无直接关系，但是它可以作为一种生物标记评估疾病的进展。2.2AR的表达及亚细胞定位1994年，Wilson和McPhaul在人类生殖器官皮肤的成纤维细胞中发现了两种形式的AR，110kD和87kD11。2001年，Gregory12等研究发现，这种87kD的AR亚型来自AR蛋白（110kD）的水解。人体中AR（110kD）蛋白广泛表达于除了脾脏以外的全身各个器官和组织，男女的生殖器官如睾丸、前列腺癌、卵巢、子宫及外生殖器等。非生殖系统的器官组织如肝脏、肾上腺皮质、乳腺、胸腺、甲状腺、脑组织、心肌、骨骼肌、平滑肌以及人外周和骨髓细胞中。在前列腺组织中，AR主要表达于管腔上皮细胞的细胞质中。最近的一项研究已经证实，AR在某些基底细胞中微弱地表达，只是这种表达过于微弱，与AR在管腔上皮细胞中的表达相比很容易被忽略13。2.3AR的翻译后修饰先前的研究已经证实，AR-FL的翻译后修饰不仅调节AR蛋白的稳定性，还影响AR的亚细胞定位和转录活性14。AR的翻译后修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化和类泛素化（SUMO化）。其中乙酰化、磷酸化可以增强AR转录活性和AR靶基因的表达，促进细胞增殖。泛素化和类泛素化（SUMO化）可以促进AR蛋白水解，抑制AR转录活性。但是，迄今为止关于AR甲基化的报道还3兰州大学硕士研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展不多，只是有文献中提到Set9介导的AR甲基化可以增强AR的转录活性15，对于AR的去甲基化尚未见资料报道。2.4AR在前列腺癌中的作用2.4.1AR的核转运当AR的LBD区与雄激素在细胞质中结合之后，AR的LBD区和NTD通过N/C相互作用进行分子内的二聚化，促进AR核转运16。AR进入细胞核以后，AR的DBD区的第597位的丝氨酸残基（S597）可与另一AR分子DBD中的第597位丝氨酸残基形成氢键及范德华力，或者第596位的丙氨酸（A596）与另一AR分子中第602位的苏氨酸（T602）形成氢键8。AR被激活，进而发生结构改变暴露出入核定位信号，在核转运子（Nucleartransporters）的帮助下从细胞质转移到细胞核，在大量共调节因子的帮助下完成最终的激活并调控其下游基因的转录17。2.4.2雄激素依赖的AR信号通路AR与雄激素结合后，分子构象发生变化，AR-NTD与AR-LBD进行分子内二聚化（N/C作用），暴露出AR分子中的特定修饰结构，并转移至细胞核，在细胞核内由位于DBD结构域的第二锌指结构的D-box介导分子间二聚化，AR的DNA结合域与靶基因启动子中的特异序列（雄激素反应元件）结合，从而调节靶基因的表达。除细胞核途径外，在前列腺癌细胞的细胞质中，配体结合的AR引起Src酪氨酸激酶快速短暂的激活，小GTP结合蛋白的活化形式增加，促分裂原活化蛋白激酶的活性激活18。雄激素通过AR与Src-SH3位点19或细丝蛋白A20的直接作用激活这些传导通路，引起细胞增殖和转移。有研究表明，雄激素激活的AR与细丝蛋白A相互作用，增强了细胞的运动性21。这可能与前列腺癌的侵袭转移有关。这些证据表明，AR信号通路在前列腺癌发生、进展的各个阶段起重要作用。2.4.3非雄激素依赖的AR信号通路越来越多的证据显示，在雄激素耗尽的情况下AR仍可以被激活，这说明雄激素以外的其他因子也可以激活AR信号通路。多种细胞因子，如胰岛素样生长因子1（IGF-1）和表皮生长因子（EGF），可以直接激活AR信号通路22。白介素-6(IL-6)可以通过激活STAT-3磷酸化而激活AR信号通路。前列腺癌细胞中4兰州大学硕士研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展表皮生长因子受体（Epidermalgrowthfactorreceptor，EGFR）可以通过激活MAPK信号通路，调节AR的功能。此外，AR共激活因子可以提高AR对低水平雄激素水平或其他配体的敏感性。三雄激素受体剪接变异体7早在2001年Gregory等就发现，在一些表达AR的细胞系中，除了观察到AR蛋白条带外，有一些低分子量的蛋白也会被检测出来，但当时未引起人们的重视。2008年多个研究组织识别并克隆了多种AR-Vs，并发现大部分AR-Vs缺乏LBD结构域23,24。这些低分子蛋白逐渐引起人们的注意。2014年Thadani-Mulero和他的同事25首次提出了AR-V7在紫杉烷化疗过程中的抗药作用，成为研究的热点。这些低分子蛋白是一种截短的AR-FL，分子质量大约75-80kDa。其与AR-FL结构相似，在N-端都具有NTD和DBD结构域，可是在C-端缺少LBD结构域，不能与雄激素结合，这些AR亚型被命名为AR剪切变异体(ARsplicevariants，AR-Vs)。但其保留了DBD，可以与靶基因结合，调控靶基因的表达。这种缩短了的AR在多种肿瘤组织中的表达水平远高于良性前列腺组织。它的转录激活活性是AR-FL的3-5倍。AR-Vs在推动前列腺癌发展为CRPC的过程中起重要作用。有研究发现，AR-Vs的水平在CRPC患者中明显高于激素敏感性前列腺癌患者，提示患者预后不良26。目前已发现20余种AR-Vs，以mRNA水平或蛋白质水平存在于前列腺癌细胞系或前列腺癌样本中27，其中AR-V7（又称AR3）是最常见的，在CRPC中表达最频繁、最具代表意义的一种，通常被选为模型来研究。3.1AR-V7的产生及结构先前有研究报道，AR-Vs的产生是通过AR基因重组28和AR前mRNA剪接292种机制。目前已知的AR剪接变异体已有20多种，其中很多有重要的临床价值。多种与AR结构相似但缺乏LBD结构域的AR-Vs可以持续的活化，并以一种雄激素非依赖性的方式推动前列腺癌的发生、发展和耐药性的形成。LiY等30研究发现，在22Rv1细胞中外显子2到外显子4之间的区域发生基因重组能够诱导AR-Vs的产生，并且怀疑基因重组导致了外显子4及其下游转录位点发生改变而过早地停止。Guo等31在AR的选择性敲除试验中发现，AR-Vs来源于多种剪接方式，如外显子跳读，神秘剪接供体或受体的参与，神秘外显子的参5兰州大学硕士研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展与等等。随着研究的深入，有学者提出AR-Vs的产生可能还有其他机制。Lapouge32报道了在转移性前列腺癌中AR铰链区一个可识别的Q640X突变会产生一种截短的AR，这种截短的AR缺乏LBD。这一ARQ640X突变体表现出强有力的配体非依赖性转录活性。这表明基因突变也是产生AR-Vs的机制之一。另有研究表明，AR-V7不仅表达在恶性组织中，在无前列腺癌但雄激素水平受到抑制的良性组织中也有表达33。这说明体内雄激素的抑制也会诱导AR-V7的产生。此外，有学者认为，钙蛋白酶介导的蛋白质的水解是天然存在的AR亚型产生的首要机制，但这一说法尚存在争议34。有学者推测AR-V7的产生存在四种机制：1）翻译起始密码子的改变；2）蛋白质水解；3）突变引起的终止密码子提前；4）转录起始位点的改变31。阐明AR-Vs产生的机制就有可能识别并阻断这些致命性剪接变异体的表达，如AR-V7，提高CRPC患者的治疗效果，延长总体生存时间。迄今为止，已发现的AR-Vs中，除了AR23以外，都部分或完全的缺乏LBD结构域，并且大部分都缺乏铰链区35。AR-V7已被证实是目前唯一一种可检测到的内源性同源编码蛋白变异体。AR-V7具有完整的NTD结构域和DBD结构域，但缺乏LBD结构域和铰链区，代之而起的是神秘外显子3（CE3）编码的一段短肽序列33。3.2AR-V7的亚细胞定位AR-Vs广泛表达于心脏、骨骼肌、子宫、前列腺、乳房和肺组织中。虽然大部分AR-Vs的结构都很类似，但是AR-Vs不同的亚细胞定位使它们有不同的生物学活性和功能。AR-V7的表达形式动态多变，在良性前列腺组织中,AR-V7主要表达于基底细胞和间质细胞中，在管腔上皮细胞中表达很少。但在恶性组织中,AR-V7主要表达于管腔上皮细胞的胞浆中，在CRPC组织中则主要在细胞核中表达26。在激素敏感性的肿瘤组织中，AR-V7主要表达于细胞质，在激素抵抗性的组织中，主要表达于细胞核。由于AR-V7缺乏C-端的LBD，没有AR核转运所必须K632残基，因此AR-V7与AR的核转运信号不同。AR-V7C-端由16个氨基酸残基组成的一个独特序列能够重新组成一个新的核定位信号31。这些结果表明,多因素参与决定了AR-V7在细胞中的定位，且AR-V7的核转运具有激素非依赖性。此外，SoderholmJF等36证实了AR-V7的核转运是由输入蛋白介导。6兰州大学硕士研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展3.3AR-V7在前列腺癌中的作用在CRPC中尽管雄激素水平被抑制，但AR信号通路在CRPC中仍起着至关重要的作用。研究发现AR-V7在AR信号通路激活中有促进作用。AR-V7的特殊结构使其可以持续地活化，定位于细胞核调控靶基因的表达，推动前列腺癌的发展，同时可以逃避化疗药物和ADT对雄激素受体信号通路的抑制，促进了前列腺癌的耐药性的形成和CRPC的进展。3.3.1AR-V7激活AR信号通路AR-V7具有完整的NTD和DBD区域和一个特殊的C端，但是其缺失了LBD区，这种结构的特殊性使其持续地活化并可以在没有雄激素结合的状态下形成二聚体并激活AR信号通路，招募辅助因子完成下游基因的转录激活37。有研究发现38，在雄激素存在的情况下，AR-V7具有结合AREs的能力，而且AR-V7与AR有多个重叠的靶基因，可以替代AR的转录活性，激活下游基因转录，例如PSA等，从而促进了前列腺癌细胞的生长。在雄激素耗尽的条件下，AR-V7在蛋白表达、转录活性以及细胞增殖方面，比AR有更强的促进作用。此外，在无雄激素情况下，当AR与AR-V7共同表达时，AR-V7可以协助AR-FL（Full-lengthandrogenreceptor）完成核转移，甚至AR-V7可以协助AR-FL逃脱紫杉醇对于AR核转移的抑制38。以上结果说明，AR-V7可以直接激活AR信号通路指导下游基因的表达，也可以替代AR的作用，甚至在雄激素耗尽的情况下，促进AR-FL核转移而激活AR信号通路，引起前列腺癌细胞的增殖。这也解释了在无雄激素的情况下，为何AR通路会再激活，为去势抵抗性提供了潜在的解释。3.3.2AR-V7调节肿瘤内分泌及肿瘤基因表达上皮细胞的可塑性是前列腺癌转移性传播和治疗抗药性发展的关键39。有证据表明，AR-V7的表达和上皮细胞与间质细胞之间的转化有关系（EMT）。AR-V7在进展期前列腺癌细胞的EMT标记物分析中过度表达。与AR-FL的细胞转染相比，AR-V7的细胞转染导致了间质细胞标记物，N-钙黏蛋白，波形蛋白，Snail基因和Zeb1基因的高表达40。另一项研究表明，AR-v7的表达可以促肿瘤自分泌和旁分泌生长因子过度表达，包括转移生长因子2和胰岛素样生长因子1，同时大量的EMT相关基因如CDH2，VIM，SNAI1和TWIST也出现高表达41。这些研究说明，AR-V7可能在前列腺癌转移中有促进作用。3.3.3AR-V7促进肿瘤的起始和进展7兰州大学硕士研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展AR-V7表达的提高在PIN病灶周围的管腔上皮细胞和大多数恶性管腔上皮细胞中可以很容易被检测出来，这说明AR-V7在肿瘤的起始和进展中有着潜在作用31。研究表明，在雄激素耗尽的情况下，选择性地去除CWR-R1细胞和22Rv1细胞中AR-V7的表达，而不改变原有AR蛋白水平条件下，可以显著抑制细胞的生长42。多项临床相关研究也证实了AR-V7在促进前列腺癌进展中的潜在作用26,42。AR-V7的高表达能够预测复发和癌症相关生存率，这说明AR-V7有巨大的潜力，作为一种AR独立性预后标志物。这些证据说明，AR-V7在前列腺癌的生物学中起着至关重要的作用。最近一项研究表明，在前列腺癌22Rv1细胞系中AR-V7表达的增强与AR基因扩增有关系30。值得注意的是，在22Rv1细胞中，尽管AR基因扩增，但AR蛋白的表达水平没有出现相应提高，而AR-V7呈现出明显的表达增强。AR基因扩增出现在20%的激素抵抗性前列腺癌中，但是在有或没有AR基因扩增的情况下，激素抵抗性肿瘤组织中AR水平没有明显的不同43。这些证据说明，AR基因扩增导致的AR-V7的过表达在前列腺癌的进展中起着决定性作用。3.3.4介导ADT治疗的耐药性近年来，FDA批准了多种新的治疗方法包括CYP17A1抑制剂阿比特龙和强效抗雄激素药物恩杂鲁胺作为治疗转移性前列腺癌的二线治疗方案。但在治疗过程中，大部分患者最终对该治疗产生抵抗。多项研究已经证实，AR-V7参与了前列腺癌对ADT治疗抗药性的产生。最近一项研究探讨了循环肿瘤细胞中AR-V7的表达和CRPC患者对恩杂鲁胺或阿比特龙治疗反应之间的相关性。研究结果显示，恩杂鲁胺治疗组39%的患者和阿比特龙组19%的患者出现循环肿瘤细胞中AR-V7阳性。恩杂鲁胺组AR-V7阳性患者与阴性患者相比，PSA反应率明显降低（0%VS53%，P=0.004），PSA无进展生存时间（1.4个月VS6个月，P0.001），临床或影像学无进展生存时间（2.1个月VS6.1个月）和总体生存时间都明显缩短；阿比特龙组也出现相似的结果44。这说明AR-V7参与了恩杂鲁胺和阿比特龙耐药性的发展。因此，前列腺癌治疗的突破在于更加深刻地理解AR-V7在CRPC患者中的作用及耐药性产生的机制。3.3.5介导紫杉醇类化疗药物的耐药性在前列腺癌治疗方案快速变化的今天，化疗仍然是一种重要的治疗方案。在2004年，以多烯紫杉醇为基础的化疗方案被确立为治疗晚期前列腺癌的一线标准治疗方案45。目前常用的化疗药物有紫杉醇、多西他赛和卡巴他赛，它们都属于紫杉烷类化疗药物。紫杉烷类的药物能够与微管结合，并阻止其分解，以此8兰州大学硕士研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展来抑制微管动力学，从而阻止细胞有丝分裂并诱导细胞凋亡46。这种机制被公认为是紫杉烷类治疗前列腺癌的作用机制。但最近有研究表明，紫杉烷类实际上是通过抑制AR信号通路来抑制前列腺癌的发展。证据显示，紫杉烷能够阻断AR的核转运，并抑制AR调节基因的表达47。此外，Gan等发现，紫杉烷还可以通过诱导产生一种AR转录抑制因子FOXO1来抑制AR的转录活性48。众所周知，AR信号通路在CRPC中仍然起着至关重要的作用。如此看来，对AR的抑制作用可能是紫杉烷类治疗前列腺癌的主要作用机制，而不是抑制微管作用的抗有丝分裂活动。GuanyiZhang等49通过免疫印迹分析发现，在经紫杉醇和多西他赛治疗的前列腺癌22Rv1细胞系和LNCaP95细胞系中，AR-FL的表达水平降低，而AR-V7的表达水平却出现明显地升高，细胞最终对化疗产生耐药性。这说明AR-V7在紫杉烷类化疗抵抗性前列腺癌细胞中有重要作用。持续活化的AR-V7减弱了紫杉烷类的细胞毒性。为了检测持续活化的AR-V7在紫杉烷类耐药性中的作用，有学者利用AR-V7转染无AR-Vs表达的LNCaP细胞，并判断该细胞对紫杉烷类化疗药物的反应49。结果显示，在经过多西他赛治疗后表达AR-V7的细胞活性较对照组载体转染的细胞活性明显较高。经紫杉醇和卡巴他赛治疗的细胞也出现类似现象。在LNCaP95细胞中利用AR-V7特异性shRNA使AR-V7的表达沉默时，细胞开始对多西他赛和卡巴他赛变得敏感。这些结果说明，持续活化的AR-V7的表达对紫杉烷类药物治疗前列腺癌产生了消极的影响。持续活化的AR-V7对紫杉烷类产生耐药性。有人利用COS-7细胞来研究紫杉烷类化疗药物对AR和AR-V7的转录活性的影响，COS-7细胞不表达任何AR蛋白，可以排除内源性AR蛋白的影响。研究结果显示，多西他赛和紫杉醇可以抑制配体依赖性的AR-FL的转录活性，但有剂量依赖性，而两种药物都不能抑制持续活化的AR-V749。这说明，紫杉烷类化疗药物对AR-V7没有抑制作用。AR-V7的核转运具有微管非依赖性。众所周知，蛋白质可以通过与微管结合途径进行核转运50。为了验证AR蛋白是否也通过与微管结合进行核转运，GuanyiZhang等49进行了体内微管结合试验。分析结果显示，在固定微管的情况下，大部分AR-FL可与微管发生共沉淀。相反，当诺考达唑，CaCl2或低温破坏了微管的完整性时，AR-FL又从沉淀物中解离出来。这说明AR-FL也是一种微管结合蛋白。与此同时，围绕AR4个结构域的一系列选择性删除试验证实，AR通过LBD结构域的介导与微管发生结合49。GuanyiZhang等49还利用荧光显微法分析了增强绿色免疫荧光（EGFP）标记的AR-FL和AR-V7在COS-7细胞中的表达和融合蛋白的分布。结果显示，EGFP-AR-FL的核转运需要雄激素的刺激，9兰州大学硕士研究生学位论文AR-V7在前列腺癌中的作用及前列腺分子靶向治疗进展而EGFP-AR-V7可以自主地转移至细胞核。在培养基中加入雄激素后再加入多西他赛和紫杉醇，24h后发现AR-FL主要聚集在细胞质中，而紫杉烷类的治疗并未影响AR-V7的亚细胞分布。这可能由于AR-V7缺失了LBD结构域，不与微管相互作用，核转移不依赖于雄激素的结合，其合成后可直接进入细胞核，从而逃避了多烯紫杉醇类抗肿瘤药物对AR信号通路的抑制作用。AR-V7干扰了多西他赛介导的AR核转运阻断。先前试验已经证实，AR-V7可以在雄激素缺乏的情况下促进AR-FL的核转运51。但是AR-V7是否可以缓解多西他赛对AR-FL核转运的抑制尚不清楚。GuanyiZhang等49研究证实，在AR-V7存在的情况下，多西他赛对AR核转运