靶向组织蛋白酶K抑制小鼠前列腺癌骨转移和骨破坏的研究

研究背景前列腺癌(PCa)侵袭和转移的过程由涉及多种蛋白酶的蛋白水解级联共同作用,例如基质金属蛋白酶,丝氨酸蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶包括组织蛋白酶K(CatK)。CatK主要由破骨细胞分泌,特异性降解胶原蛋白I导致骨质破坏。已知PCa细胞好发骨转移。与原发部位肿瘤和正常前列腺组织相比,PCa骨转移部位的CatK表达水平显著升高。然而,CatK在PCa骨转移的作用机制仍有待阐明。本研究将阐明CatK在小鼠骨中PCa发生发展过程中的功能及作用机制。目的通过体内外实验探讨组织蛋白酶K对前列腺骨转移发生发展的影响。方法通过RT-PCR验证CatK mRNA表达,通过免疫印迹法测定前列腺癌细胞系LNCaP,C4-2B和PC3细胞以及前列腺癌组织中的蛋白质表达。应用ELISA检测细胞上清液和血清中CatK和PSA的蛋白含量。在PCa细胞侵袭方面增加了CatK siRNA敲低实验和CatK抑制剂的效果进一步相互印证。我们进一步研究了剂量依赖性CatK抑制剂对条件培养基诱导的骨吸收的影响。在建立转移动物模型时,将C4-2B细胞注射到SCID小鼠的胫骨中。模型I中在注射肿瘤细胞后立即给予溶剂或Cat K抑制剂治疗8周(肿瘤形成模型),模型II为接种肿瘤细胞后4周开始给予溶剂或CatK抑制剂治疗(肿瘤生长模型),并进行组织学和组织形态学分析。结果CatK在前列腺癌细胞LNCaP,C4-2B和PC3细胞以及前列腺癌组织中的不同程度表达。此外,我们观察了特异性CatK抑制剂对PCa细胞侵袭的抑制作用,CatK抑制剂呈剂量依赖性地抑制PCa条件培养基诱导的破骨细胞形成和骨吸收。将C4-2B细胞注射到SCID小鼠的胫骨中后,CatK抑制剂显着抑制了前列腺癌骨转移的形成,并且在肿瘤进展模型中减少了骨组织中的肿瘤细胞的生长,减少破骨细胞的形成。此外,CatK抑制剂还降低了两种动物模型中的血清PSA水平。与唑来膦酸(ZA)联合使用可增强CatK抑制剂的抑制作用。结论特异性CatK抑制剂可以阻止PCa细胞在骨组织中的定植和生长,从而使其成为晚期前列腺癌的新型治疗方法。