前列腺癌肝转移灶中酮体代谢通路变化的研究

摘要

目的 探究前列腺癌肝转移灶中酮体代谢通路及其相关基因表达的变化。方法 选取前列腺癌基因编辑小鼠模型Pbsn-Cre,RB1^floxp/floxpP53^floxp/floxp(RB1^Δ/ΔP53^Δ/Δ)小鼠的原位灶（5个）和对应的肝转移灶（2个）组织样本，及原位灶（3个）和肝转移灶（2个）来源的类器官样本，进行RNA测序（RNA-Seq）分析。通过公共数据库cBioPortal获取前列腺癌患者原位灶（N=5）及肝转移灶（N=26）样本的测序数据。对小鼠和患者的相关测序数据进行基因表达差异分析，以及基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis, GSEA）和京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）的通路富集分析。将RB1^Δ/ΔP53^Δ/Δ小鼠肿瘤组织来源的类器官接种至11只实验组C57BL/6J小鼠的前列腺构建前列腺癌肝转移模型，收集实验组原位灶及肝转移灶肿瘤组织，各11个，以及实验组相对正常的肝组织与对照组小鼠正常肝组织，各6个，应用实时荧光定量PCR反应（qRT-PCR）检测酮体代谢通路相关基因的表达变化。结果 在小鼠的数据中，与前列腺癌原位灶相比，肝转移灶的细胞酮体代谢通路、细胞酮体代谢调控通路和调控酮体代谢的过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferators-activated receptor, PPAR）信号通路均显著富集（P值均<0.01）。在患者数据中，与前列腺癌原位灶相比，上述3条通路在肝转移灶中也显著富集（P值均<0.01）。对小鼠的RNA-Seq数据中有显著变化的差异基因进一步行KEGG富集分析，结果显示PPAR信号通路在小鼠来源的组织样本中显著富集（P<0.05）。在小鼠的RNA-Seq数据中，与前列腺癌原位灶相比，肝转移灶中酮体代谢过程的相关基因HMGCS2、SLC27A5的log₂[差异倍数（FC）]表达量均显著上调（P值均<0.05）。与小鼠类器官的前列腺癌原位灶相比，肝转移灶中参与酮体转运的SLC16A7的log₂（FC）表达量显著下调（P<0.05）。与患者的前列腺癌原位灶相比，肝转移灶中参与酮体代谢调控的FOXA2基因的log₂（FC）表达量显著上调（P<0.05）。其他酮体代谢相关基因如BDH1、OXCT1、ACAT1,以及参与酮体转运的基因如SLC16A6、SLC16A1的log₂（FC）表达量的差异均无统计学意义（P值均>0.05）。在行原位接种前列腺癌类器官实验的11只实验组小鼠中，与前列腺癌原位灶相比，同一只小鼠肝转移灶中HMGCS2和SLC27A5的mRNA相对表达量均显著增高（P<0.05或<0.01）,SLC16A6的mRNA相对表达量显著减低（P<0.05）,而BDH1、SLC16A1、SLC16A7、OXCT1、ACAT1的mRNA相对表达量的差异均无统计学意义（P值均>0.05）。与对照组小鼠正常肝组织相比，6只实验组小鼠正常肝组织中的酮体代谢相关基因ACAT1、BDH1、HMGCS2、SLC16A1、SLC16A7、SLC27A5的mRNA相对表达量均显著减低（P值均<0.01）,OXCT1的mRNA相对表达量显著增高（P<0.01）,SLC16A6的mRNA相对表达量的差异无统计学意义（P>0.05）。结论 前列腺癌肝转移灶中，酮体代谢相关通路高度富集，参与酮体合成的相关基因表达上调，转运酮体的相关基因表达下调，肝转移灶周围的正常肝组织产生酮体的能力减低。

关键词

前列腺癌 / 酮体代谢 / 肝转移 / 羟甲基戊二酰辅酶A合酶2 / 溶质载体家族27成员5