PFKFB3：去势抵抗性前列腺癌的多面驱动因子与治疗新靶点

《Cell Death & Disease》：PFKFB3 as a multifaceted driver and therapeutic target in castration-resistant prostate cancer

本研究针对去势抵抗性前列腺癌(CRPC)治疗选择有限及耐药性挑战，系统探讨了糖酵解关键调控因子PFKFB3在CRPC进展中的作用机制。研究发现PFKFB3在PCa组织和CRPC细胞系中显著上调，通过调控PI3K/Akt-Wnt/β-catenin信号通路促进肿瘤恶性进展。PFKFB3抑制剂3PO与多西他赛(DTX)联用展现协同抗肿瘤效应并降低毒性，为CRPC精准靶向治疗提供了新策略。

　　

前列腺癌作为全球男性第二高发恶性肿瘤，其进展至去势抵抗阶段(CRPC)后常面临治疗选择有限和耐药性发展的严峻挑战。虽然内分泌治疗、多西他赛(DTX)化疗及PI3K/Akt通路抑制剂等现有手段在一定程度上延缓疾病进展，但伴随的皮肤、骨髓、胃肠道和心肌损伤等毒副作用，以及治疗过程中产生的耐药性，严重制约临床疗效。这种困境促使研究者将目光投向肿瘤代谢重编程领域，特别是糖酵解调控机制在CRPC发生发展中的关键作用。

在这项发表于《Cell Death and Disease》的研究中，Lin Chen等研究人员通过系统分析TCGA数据库临床样本发现，糖酵解通路在PCa组织中显著富集。差异表达基因与糖酵解相关基因交叉筛选结合蛋白质相互作用(PPI)网络分析，将PFKFB3锁定为关键调控节点。实验验证显示PFKFB3在PCa组织和CRPC细胞系中显著高表达，提示其可能成为CRPC治疗的潜在靶点。

为深入解析PFKFB3的生物学功能，研究团队通过慢病毒载体构建PFKFB3过表达(OE-PFKFB3)和敲低(shPFKFB3)的CRPC细胞模型。体外实验证实PFKFB3 knockdown可显著抑制CRPC细胞增殖、迁移和侵袭能力，而过表达则促进这些恶性表型。机制探索发现PFKFB3通过调控PI3K/Akt-Wnt/β-catenin信号通路关键分子（包括PI3K、Akt、mTOR、GSK-3β、β-catenin等），影响下游细胞周期蛋白Cyclin D1和癌基因c-Myc表达，进而驱动肿瘤进展。分子对接和免疫共沉淀(Co-IP)实验首次揭示PFKFB3与PDK1存在直接相互作用，为理解其调控Akt磷酸化提供了新视角。

动物实验进一步验证PFKFB3抑制剂3PO单用或与DTX联用的抗肿瘤效果。值得注意的是，半剂量DTX联合3PO的治疗方案不仅维持显著抑瘤效果，还明显减轻DTX引起的肝肾功能损伤等毒副作用，展现出良好的协同增效减毒特性。这一发现为克服CRPC治疗中化疗药物毒性难题提供了创新思路。

研究主要采用以下关键技术方法：基于TCGA数据库的生物信息学分析筛选关键靶点；慢病毒介导的基因过表达/敲低技术构建稳定细胞系；转录组测序解析基因表达谱变化；蛋白质印迹(Western blot)和定量PCR(qPCR)验证分子表达；细胞功能实验（CCK-8、Edu、Transwell等）评估增殖迁移能力；流式细胞术检测细胞周期与凋亡；小动物活体成像系统监测肿瘤生长转移；组织病理学检查和血清生化分析评估药物毒性。

PFKFB3在PCa组织和CRPC细胞系中高表达

通过GSEA富集分析发现糖酵解通路在PCa中显著激活，差异表达基因筛选结合PPI网络确定PFKFB3为核心节点。临床样本验证显示PFKFB3在PCa组织中的mRNA和蛋白水平均显著高于良性前列腺增生(BPH)组织，六种CRPC细胞系中PFKFB3蛋白表达也明显高于正常前列腺上皮细胞。

PFKFB3调控CRPC细胞增殖和肿瘤形成

基因操作实验证实shPFKFB3显著抑制DU145细胞增殖，OE-PFKFB3促进C4-2细胞增殖。EdU染色和克隆形成实验进一步验证PFKFB3对DNA合成和肿瘤形成能力的调控作用。动物实验显示OE-PFKFB3加速原位移植瘤生长，而shPFKFB3有效抑制皮下移植瘤发展。

PFKFB3影响细胞周期进程、凋亡和细胞器完整性

流式细胞术显示shPFKFB3引起G0/G1期阻滞，OE-PFKFB3促进S期进展。凋亡检测发现PFKFB3 knockdown增加凋亡比例，过表达则抑制凋亡。超微结构观察显示shPFKFB3引起线粒体、溶酶体、内质网和高尔基体等多重细胞器损伤，ROS检测和Seahorse能量代谢分析表明PFKFB3缺失导致氧化应激增强和糖酵解能力下降。

PFKFB3促进CRPC细胞迁移和转移

Transwell和小室实验表明PFKFB3调控细胞迁移侵袭能力，伤口愈合实验显示其影响细胞运动性。透射电镜观察到shPFKFB3引起伪足结构改变，Western blot验证其调控细胞骨架相关蛋白Cortactin和N-WASP表达。原位移植模型发现OE-PFKFB3促进RM-1细胞肝转移和腹腔播散。

PFKFB3在CRPC细胞中的调控机制

转录组学分析发现shPFKFB3引起1251个基因上调和276个基因下调，KEGG通路富集显示PI3K/Akt和Wnt/β-catenin通路显著改变。分子实验验证PFKFB3通过调控PI3K/Akt/mTOR和Wnt/β-catenin通路影响下游信号网络。机制上PFKFB3与PDK1相互作用，通过调节Akt磷酸化参与代谢与信号转导交叉对话。

PFKFB3作为CRPC治疗靶点的临床意义

体外实验证实PFKFB3抑制剂3PO时间依赖性抑制CRPC细胞增殖，与DTX联用产生协同效应。动物实验显示联合用药在保持抗肿瘤活性的同时，显著降低DTX单药引起的肝肾功能指标异常和组织病理损伤，实现减毒增效。

本研究首次系统阐明PFKFB3在CRPC中的多重生物学功能，突破传统认知中其作为单纯代谢酶的角色，揭示其通过调控PI3K/Akt-Wnt/β-catenin信号网络协调肿瘤代谢与增殖的双重作用机制。PFKFB3抑制剂与化疗药物的协同效应为CRPC治疗提供新范式，其作为生物标志物和代谢治疗靶点的双重价值有望推动CRPC精准治疗发展。该研究不仅深化对CRPC代谢重编程机制的理解，也为开发基于代谢调控的联合治疗策略提供理论依据和实践指导。