GRPR诱导的FAM135A表达促进了前列腺癌中的神经周围侵袭

时间:2025年11月19日
来源:Molecular Cancer

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前列腺癌神经侵袭受FAM135A驱动,其核定位依赖RAN蛋白,并通过激活TENM3促进肿瘤细胞神经侵袭。GRPR通过激活MED1转录因子促进FAM135A表达,为靶向治疗提供新策略。

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在前列腺癌(PCa)的临床研究中,神经周围浸润(PNI)被认为是一个独立的不良预后标志物,与癌症转移密切相关。尽管已有大量关于PNI的病理研究,其分子机制仍未完全阐明。近年来,靶向胃泌素释放肽受体(GRPR)的影像学和治疗策略已进入临床试验阶段,但其在PCa神经浸润中的具体作用仍然不明确。本研究首次揭示了FAM135A这一基因在前列腺癌神经浸润中的关键作用,发现其不仅是PNI的重要驱动因子,还可能作为潜在的生物标志物,为PCa神经浸润的治疗提供了新的思路。

### FAM135A在神经浸润中的关键作用

通过比较前列腺癌组织中存在和不存在神经浸润(PNI)的转录组数据,研究人员发现FAM135A在PNI阳性样本中显著上调,成为PNI相关的最显著上调基因之一。这表明FAM135A可能在前列腺癌细胞与神经之间的相互作用中发挥核心作用。进一步的实验表明,FAM135A的沉默显著抑制了肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移能力,特别是在与神经细胞(如PC12)和背根神经节(DRG)的共培养模型中,FAM135A的缺失显著减少了肿瘤细胞对神经的侵袭。这些结果不仅验证了FAM135A在前列腺癌神经浸润中的重要性,还提示其可能成为抑制PNI的治疗靶点。

在体内模型中,研究人员将FAM135A沉默的前列腺癌细胞注射到小鼠坐骨神经中,观察到肿瘤体积显著减小,并且小鼠的运动功能得到了改善。这进一步支持了FAM135A在神经浸润中的作用,并表明其抑制可能对改善神经功能有积极影响。此外,通过苏木精-伊红(H&E)染色和Ki67免疫组化分析,研究人员发现FAM135A沉默的肿瘤组织中PNI的程度明显降低,而Ki67的表达也显著减少,这表明FAM135A可能通过影响细胞增殖和侵袭能力,促进PNI的发生。

### FAM135A的核转位与RAN的作用

FAM135A在前列腺癌细胞中主要定位于细胞核,这可能与其作为转录因子的功能相关。为了进一步探究其核转位的机制,研究人员通过免疫共沉淀(Co-IP)和质谱分析,发现RAN(RAS相关核蛋白)是FAM135A核转位的关键调节因子。RAN属于RAS超家族,是核孔复合体介导RNA和蛋白质运输的重要成分。实验表明,RAN的沉默显著减少了FAM135A在细胞核中的表达,而其在细胞质中的表达未见明显变化。这提示RAN可能在FAM135A的核转位过程中起到关键作用,从而影响其转录活性。

进一步的免疫荧光实验显示,FAM135A与RAN在细胞核中存在共定位,这表明RAN可能通过促进FAM135A的核转位来增强其在神经浸润中的作用。因此,FAM135A的核转位不仅是一个动态过程,还可能通过RAN的介导实现对下游基因(如TENM3)的调控,从而影响肿瘤细胞的侵袭能力。

### FAM135A调控TENM3的机制

为了揭示FAM135A如何促进神经浸润,研究人员结合RNA-Seq和ChIP-Seq分析,发现TENM3是FAM135A的一个潜在转录靶点。TENM3在前列腺癌神经浸润组织中显著上调,并且其沉默显著抑制了肿瘤细胞对神经的侵袭。这表明TENM3在FAM135A诱导的神经浸润过程中起着关键作用。

进一步的实验表明,FAM135A通过结合TENM3的启动子区域,调控其转录活性。双荧光素酶报告基因实验和染色质免疫沉淀(ChIP-PCR)均证实了FAM135A与TENM3启动子的结合,且TENM3的表达水平在FAM135A沉默后显著下降。这些结果表明,FAM135A通过激活TENM3的表达,增强了肿瘤细胞对神经的侵袭能力。因此,TENM3可能是FAM135A调控神经浸润的关键分子。

### GRPR调控FAM135A的机制

GRPR是胃泌素释放肽(GRP)的受体,其在前列腺癌中的表达水平显著升高。研究发现,GRPR与FAM135A之间存在显著的正相关性,表明GRPR可能通过某种机制调控FAM15A的表达。为了验证这一假设,研究人员通过干扰GRPR的表达,发现其显著抑制了FAM135A的表达。此外,使用GRPR拮抗剂PD176252和GRP(胃泌素释放肽)处理前列腺癌细胞,均观察到FAM135A的表达水平发生变化,进一步支持GRPR在FAM135A表达调控中的作用。

通过Western Blot分析,研究人员发现GRPR的沉默显著降低了磷酸化ERK(p-ERK)和磷酸化MED1(p-MED1)的水平。这提示GRPR可能通过激活ERK信号通路,进而调控MED1的表达,最终影响FAM135A的转录。此外,ChIP-Seq分析显示MED1在FAM135A的启动子区域具有显著的结合峰,表明MED1可能直接调控FAM135A的表达。这些结果共同揭示了GRPR通过ERK-MED1通路调控FAM135A的表达机制。

### AR阳性细胞中的FAM135A与TENM3轴

为了探讨FAM135A和TENM3在雄激素受体(AR)阳性前列腺癌细胞中的作用,研究人员在LNCaP细胞中验证了这一轴的活性。LNCaP是一种经典的AR阳性细胞系,其在神经浸润中的行为可能与AR信号通路相关。实验发现,FAM135A的沉默在LNCaP细胞中同样显著抑制了其对神经的侵袭能力,而TENM3的沉默也表现出类似的效果。此外,TENM3的过表达部分恢复了FAM135A沉默对神经侵袭的抑制作用,进一步支持TENM3在FAM135A调控神经浸润中的关键地位。

这些结果表明,FAM135A与TENM3之间的调控轴在AR阳性细胞中同样存在,且可能与经典的AR信号通路并行或独立作用。因此,这一发现不仅拓宽了FAM135A在神经浸润中的作用范围,还为AR阳性前列腺癌患者提供了新的治疗靶点。

### 研究的临床意义与未来方向

本研究首次揭示了FAM135A在前列腺癌神经浸润中的核心作用,并提出了一个新的治疗策略。FAM135A的高表达不仅与肿瘤的侵袭性相关,还可能作为预测高风险神经浸润的生物标志物。因此,未来可以利用FAM135A作为靶点,开发针对神经浸润的治疗药物。

此外,研究还指出,FAM135A的核转位是其发挥功能的关键步骤,而RAN可能通过促进其核转位,增强其对TENM3的调控。因此,未来的研究可以进一步探索FAM135A在细胞核和细胞质中的不同功能,以及其亚细胞定位如何影响其在神经浸润中的作用。

同时,研究还提到,GRPR的激活不仅影响FAM135A的表达,还可能通过ERK-MED1通路影响其转录活性。因此,针对GRPR或ERK的抑制剂可能成为治疗神经浸润的新手段。此外,虽然本研究主要关注了局部神经浸润,但GRPR-FAM135A-TENM3轴是否也影响远端转移,仍需进一步研究。

总的来说,这项研究为前列腺癌神经浸润的分子机制提供了新的见解,并为未来的治疗策略提供了理论依据。FAM135A作为神经浸润的关键驱动因子,其在细胞核中的作用以及与GRPR、MED1和TENM3之间的调控关系,为前列腺癌的治疗提供了新的方向。未来的研究可以进一步探索这一轴在不同病理环境下的功能,以及其在临床中的应用潜力。

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