《Journal of Biological Chemistry》:CEP55 Promotes Prostate Cancer Progression via TPX2-Dependent Activation of AURKA/PI3K/AKT Signaling and Inhibition of Ferroptosis
编辑推荐:
本研究针对前列腺癌(PCa)高度异质性和治疗抵抗的临床挑战,深入探讨了中心体蛋白CEP55在肿瘤进展中的未知功能。研究人员通过多组学分析、功能实验和动物模型证实:CEP55在PCa组织中显著高表达且与不良预后相关;机制上发现CEP55与TPX2相互作用激活AURKA/PI3K/AKT信号轴,同时通过上调SLC7A11/GPX4增强铁死亡抵抗。该研究首次揭示CEP55-TPX2-AURKA轴作为PCa治疗新靶点,为克服肿瘤耐药提供了理论依据。
前列腺癌作为男性泌尿系统最常见的恶性肿瘤,其高度异质性的生物学特性给临床诊疗带来巨大挑战。虽然前列腺特异性抗原(PSA)筛查和影像学技术的进步提高了早期诊断率,但肿瘤从惰性到侵袭性的转化机制仍未完全阐明。尤其是晚期患者对雄激素剥夺治疗(ADT)产生耐药后,缺乏有效的治疗策略。因此,揭示前列腺癌进展的关键分子机制,寻找新的预后指标和治疗靶点成为当务之急。
在这项发表于《Journal of Biological Chemistry》的研究中,武汉大学人民医院泌尿外科程帆教授团队聚焦于中心体蛋白55(CEP55)在前列腺癌中的未知功能。CEP55作为细胞分裂过程中重要的调节蛋白,在多种肿瘤中表现出致癌特性,但其在前列腺癌中的作用机制尚不明确。研究人员通过系统的实验设计,首次揭示了CEP55通过TPX2依赖性方式激活AURKA/PI3K/AKT信号通路并抑制铁死亡的新型分子机制。
研究采用的技术方法主要包括:利用TCGA和GEO数据库进行生物信息学分析;收集35对临床样本通过Western blot(WB)和qRT-PCR验证表达;通过慢病毒转染实现基因过表达/敲除;采用CCK-8、伤口愈合、Transwell实验评估细胞功能;通过Co-IP验证蛋白相互作用;使用特异性抑制剂CAM2602进行干预;建立裸鼠移植瘤模型进行体内验证。
研究结果部分显示:
CEP55在PCa组织和细胞系中过表达:通过TCGA-PRAD队列和GEO数据集分析发现CEP55在肿瘤组织中显著上调,WB和qRT-PCR在临床样本和细胞系(DU145、PC3)中验证了这一结果。
CEP55表达与预后不良相关:CEP55高表达与晚期T分期、N分期、高Gleason评分等临床病理特征显著相关,ROC曲线显示其诊断价值(AUC=0.796),构建的列线图可预测1/3/5年无进展生存期。
CEP55增强PCa细胞侵袭性:功能实验表明过表达CEP55显著促进细胞增殖、迁移和侵袭能力,而敲除CEP55则抑制这些恶性表型。
CEP55激活AURKA/PI3K/AKT通路:基因集富集分析(GSEA)显示CEP55与PI3K/AKT通路和TPX2/AURKA轴显著相关,WB证实CEP55调控AURKA、AKT和mTOR的磷酸化水平。
CEP55与TPX2相互作用:共表达分析和Co-IP实验证实CEP55与TPX2存在物理相互作用,且相互调控表达。
CEP55通过TPX2调控铁死亡:CEP55过表达提高对铁死亡诱导剂Erastin/RSL3的IC50值,调控SLC7A11/GPX4表达,影响MDA水平和GSH/GSSG比值,这些效应均依赖TPX2。
抑制TPX2-AURKA相互作用逆转CEP55效应:使用CAM2602抑制剂可阻断CEP55介导的PI3K/AKT通路激活和铁死亡抵抗。
CEP55敲除抑制体内肿瘤生长:动物实验表明敲除CEP52显著抑制移植瘤生长,并下调TPX2/AURKA/PI3K/AKT通路关键蛋白表达。
研究结论表明,CEP55作为前列腺癌的新型致癌基因,通过直接结合TPX2激活AURKA/PI3K/AKT信号级联,同时通过上调SLC7A11和GPX4增强肿瘤细胞对铁死亡的抵抗能力。这一发现不仅阐明了CEP55在前列腺癌中的分子机制,更重要的是揭示了靶向TPX2-AURKA相互作用可能成为新的治疗策略。该研究为前列腺癌的预后评估和靶向治疗提供了新的理论依据和实验证据,对改善患者预后具有重要临床意义。