电压门控钙通道α2δ1亚基表达显著降低：犬前列腺癌与良性增生的新型鉴别诊断标志物

本研究针对犬前列腺癌(PC)与良性前列腺增生(BPH)鉴别诊断困难的问题，通过RNA-Seq、NanoString技术、Western blotting(WB)和免疫组化(IHC)等多组学方法，系统比较了PC与BPH组织的基因表达谱。研究发现电压门控钙通道α2δ1亚基(由CACNA2D1基因编码)在PC中表达显著降低，证实其可作为区分PC与BPH的新型诊断生物标志物，为临床鉴别诊断提供了重要依据。

　　

在兽医临床实践中，犬前列腺癌(PC)虽然发病率不高(仅0.2-0.6%)，但其侵袭性强、转移潜力高的特点使其成为严重的临床问题。与人类前列腺癌不同，犬PC通常表现为雄激素非依赖性，其临床特征与人类去势抵抗性前列腺癌(CRPC)高度相似，这使得犬成为研究人类前列腺癌的理想模型动物。然而，目前对犬PC分子机制和调控网络的认知仍十分有限，特别是缺乏能够有效区分恶性PC与常见良性前列腺增生(BPH)的特异性诊断标志物。

临床上，PC与BPH患犬常表现出相似的排尿困难、尿频、血尿等症状，这使得单纯依靠临床表现进行鉴别诊断变得异常困难。既往研究多将正常前列腺组织与BPH组织合并作为对照组，这种方法无法排除炎症相关基因的干扰，因为炎症既是癌症的标志之一，也是BPH发病机制中的重要因素。为了精准识别真正参与PC发生发展的特异性基因，需要一种能够直接比较PC与BPH的研究策略。

本研究采用多组学整合分析策略，首先通过RNA测序(RNA-Seq)技术比较PC与BPH组织的转录组差异，然后使用NanoString技术进行靶向验证，最后在蛋白水平通过Western blotting和免疫组化进行确认。研究团队收集了2017-2023年间15例PC和7例BPH犬的前列腺标本，这些样本来自手术切除、活检或尸检材料，并经过完整的临床和病理学评估。

关键技术方法包括：组织样本的规范化处理与RNA质量控质(平均RNA完整性指数RIN为8.4)；基于QuantSeq 3'mRNA文库制备技术的RNA-Seq分析；定制化NanoString CodeSet进行靶向mRNA表达谱验证；Western blotting检测目标蛋白表达；免疫组化进行组织定位验证。所有数据分析均采用严格的统计学标准，确保结果的可靠性。

比较分子谱分析揭示前列腺癌与良性前列腺增生的转录组差异

RNA-Seq数据分析显示，在12185个检测基因中，共有2923个基因在PC与BPH间存在差异表达。主成分分析(PCA)表明，65%的转录组差异可归因于组织病理学分型，但PC样本间表现出比BPH样本更高的异质性。经过严格筛选(log2FC<-2或>2，FDR<0.05，平均CPM>10)，最终确定114个基因在PC中显著上调，92个基因显著下调。

NanoString验证确认12个差异表达基因

从RNA-Seq结果中筛选26个基因进行NanoString验证，最终确认12个基因存在统计学显著差异：ASPM、CLU、TOP2A、TSPAN8/TM4SF3和HELLS在PC中高表达；ATP6V0A4、CACNA2D1、CLDN10、GOLGA4、KLK2、NKX3.1和SERPINB6在PC中低表达。热图分析显示，TSPAN8、CLU和CHI3L1构成一个高度上调的基因亚群，而CACNA2D1、GOLGA4和SERPINB6则表现出相似的下调模式。

蛋白水平验证确认α2δ1亚基作为潜在生物标志物

Western blotting分析显示，电压门控钙通道α2δ1亚基(约150kDa)在BPH组织中表达强烈，而在PC组织中几乎检测不到。密度计量分析表明，PC中α2δ1蛋白的平均标准化表达量比BPH低11倍，差异具有统计学显著性。Spearman相关性分析显示，α2δ1蛋白与mRNA表达呈强正相关(r=0.81；p=0.0014)。

免疫组化结果进一步证实了这一发现，PC样本的α2δ1染色强度显著低于BPH样本。半定量评分系统显示，PC组织中α2δ1阳性细胞比例和染色强度均明显降低。针对TOP2A、GOLGA4和CLDN10蛋白的抗体由于与犬同源蛋白缺乏交叉反应性，未能获得有效验证结果。

本研究首次系统比较了犬PC与BPH的分子特征，并确认电压门控钙通道α2δ1亚基作为区分这两种疾病的新型诊断生物标志物。与既往研究不同，本研究专门使用BPH组织作为对照，有效排除了炎症相关基因的干扰，更精准地识别了PC特异性基因。

α2δ1亚基在癌症中的作用机制尚不完全清楚。在人类肝癌和非小细胞肺癌中，α2δ1高表达与肿瘤起始细胞(TICs)的自我更新和肿瘤发生相关，并通过调节钙内流激活ERK1/2信号通路。然而在犬PC中，CACNA2D1基因表达下调提示α2δ1可能发挥肿瘤抑制作用，这种物种特异性差异值得进一步研究。

该研究的临床意义在于，α2δ1蛋白作为生物标志物有望应用于超声引导细针穿刺(US-FNA)活检或前列腺导管活检等微创诊断技术中，提高PC与BPH的鉴别诊断准确性。考虑到犬PC与人类CRPC的相似性，这一发现也可能为人类前列腺癌研究提供新的思路。

未来研究需要在更大样本队列中验证α2δ1的诊断价值，并利用前列腺癌细胞系模型深入探讨其在PC生物学中的作用机制。同时，开发针对犬蛋白的特异性抗体将有助于推动该领域的进一步发展。