前列腺癌治疗新靶点：PTGES3通过直接调控雄激素受体稳定性克服耐药性

本研究针对晚期前列腺癌中雄激素受体（AR）信号通路再激活导致的耐药难题，通过基因组尺度CRISPRi筛选发现PTGES3是AR蛋白的关键直接调控因子。研究表明PTGES3通过结合AR的DBD和LBD结构域稳定AR蛋白，促进其核转位和靶基因转录，在多种耐药模型中均能有效抑制肿瘤生长。该发现为克服现有AR靶向治疗耐药提供了新的治疗策略。

在晚期前列腺癌治疗领域，雄激素受体（AR）信号通路的持续激活已成为疾病进展和治疗耐药的核心驱动因素。尽管AR靶向治疗（ARSI）如恩杂鲁胺、阿比特龙等药物显著改善了患者生存，但多数患者最终会产生耐药性。令人困惑的是，80%以上的耐药肿瘤样本仍显示强烈的AR信号激活，这表明肿瘤细胞通过未知机制维持了AR蛋白的稳定性和功能。这一临床困境促使科学家们深入探索AR蛋白水平的调控网络，以期发现新的治疗靶点。

为了系统解析AR蛋白的调控机制，研究团队开发了一种创新的内源性AR荧光报告系统。他们采用分裂荧光蛋白标记策略，将mNeonGreen2（mNG2）的11号β链短肽（mNG2_11）敲入AR蛋白的N端，当与转染表达的mNG2_1-10片段结合时，即可在活细胞中实时定量监测内源性AR蛋白的表达和定位。这种设计最大限度地减少了对AR天然功能的干扰，为高通量筛选提供了理想工具。

研究人员利用这一报告系统，在C42B前列腺癌细胞模型中进行了基因组尺度的CRISPR干扰（CRISPRi）流式细胞分选筛选。通过将细胞按AR荧光强度分为高、低四分位数，他们成功鉴定了包括HOXB13、GATA2等已知调控因子在内的51个核心基因。其中，PTGES3（前列腺素E合成酶3）作为未被充分认识的AR调控因子脱颖而出。

在验证实验中，PTGES3的敲低不仅显著降低AR蛋白水平，还引起细胞周期阻滞和凋亡。值得注意的是，这种调控作用不依赖于AR mRNA水平的变化，表明PTGES3主要通过翻译后机制影响AR稳定性。在22RV1、VCaP、MR49F（恩杂鲁胺耐药）等多种前列腺癌模型中，PTGES3 knockdown均能有效抑制AR及其剪接变体AR-V7的表达。

机制研究表明，PTGES3具有双重功能：既作为分子伴侣与HSP90协同稳定胞质AR，又独立地进入细胞核直接与AR相互作用。通过免疫组化分析120例前列腺癌组织芯片，研究人员发现核PTGES3高表达与更差的PSA无复发生存显著相关（风险比=2.655）。进一步实验证实，PTGES3通过其C端的HSP90结合位点（W106A突变）和N端的酶活性位点（Y9N突变）共同维持AR功能。

特别重要的是，PTGES3与AR的直接相互作用增强了AR与DNA的结合能力。体外实验显示，PTGES3能促进AR与其靶基因启动子区的雄激素反应元件（ARE）结合。染色质可及性测序（ATAC-seq）分析表明，PTGES3敲低导致85%以上的AR结合位点可及性降低，包括KLK3（PSA）等经典AR靶基因位点。

临床意义方面，对641例前列腺切除标本的分析显示，在接受辅助ADT治疗的患者中，PTGES3高表达与更差的无转移生存显著相关。而在非ADT治疗组中未观察到这种关联，提示PTGES3可能作为AR靶向治疗疗效的预测标志物。体内实验进一步证实，诱导性敲低PTGES3能显著抑制移植瘤生长，且这一效应特异性存在于AR依赖性细胞中，而在PC3、DU145等AR非依赖性细胞中不明显。

本研究主要采用了以下几种关键技术方法：内源性AR荧光报告系统的构建、基因组尺度CRISPRi筛选、蛋白质相互作用分析（Co-IP、邻近连接实验）、结构建模（AlphaFold）、DNA结合实验（荧光偏振、电泳迁移率实验）、表观遗传学分析（ChIP-seq、ATAC-seq）以及临床样本验证（组织芯片、生存分析）。临床队列数据来源于公开数据库和合作机构建立的生物样本库。

PTGES3是AR蛋白的关键调控因子

通过CRISPRi筛选验证，PTGES3敲低导致AR蛋白水平显著下降，而不影响其mRNA表达。在多种前列腺癌细胞系（C42B、LNCaP、22RV1、VCaP）中均观察到这一现象，且对AR剪接变体AR-V7同样有效。

PTGES3通过直接相互作用调控AR稳定性

Co-IP和质谱光散射实验证实PTGES3与AR直接结合，主要作用于AR的DBD和LBD结构域。突变实验表明，PTGES3的HSP90结合功能（W106A）和酶活性功能（Y9N）均参与AR稳定性维持。

核PTGES3促进AR转录活性

染色质免疫沉淀（ChIP）实验显示PTGES3富集于AR靶基因的增强子区域。PTGES3敲低导致AR在全基因组范围内的结合能力丧失，染色质可及性显著降低，特别是与细胞增殖相关的基因位点。

PTGES3作为治疗靶点的潜力

临床数据分析表明PTGES3高表达与不良预后相关。体内实验证实靶向PTGES3能有效抑制肿瘤生长，且这一作用具有AR依赖性特点，为开发选择性治疗策略提供了理论依据。

本研究通过创新的功能基因组学方法，揭示了PTGES3作为AR直接调控因子的全新功能，阐明了其在AR蛋白稳定性和转录活性中的核心作用。这些发现不仅深化了对AR信号通路调控网络的理解，更重要的是为克服晚期前列腺癌的AR靶向治疗耐药提供了新的战略方向。PTGES3靶向治疗有望成为现有ARSI的重要补充，特别是对于核PTGES3高表达的耐药患者群体具有重要转化价值。该研究发表于《Nature Genetics》杂志，为前列腺癌精准治疗开辟了新的途径。