KDM3B通过上调PTEN表达抑制去势抵抗性前列腺癌细胞增殖的机制研究

《European Journal of Medical Research》：KDM3B suppresses castration-resistance prostate cancer cell proliferation by promoting PTEN expression

本研究针对去势抵抗性前列腺癌(CRPC)缺乏有效治疗方法的临床难题，深入探讨了组蛋白赖氨酸去甲基化酶KDM3B在CRPC进展中的调控机制。研究人员通过临床样本分析、细胞功能实验和分子机制探索，发现KDM3B在CRPC组织中表达显著下调，并通过上调PTEN表达抑制CRPC细胞增殖，为CRPC的靶向治疗提供了新的潜在靶点。

　　

在男性健康领域，前列腺癌(PCa)始终是一个严峻的挑战，尤其是在疾病进展至去势抵抗性前列腺癌(CRPC)阶段后，患者往往面临治疗选择有限、预后差的困境。作为前列腺癌的终末阶段，CRPC的发生机制复杂，其中表观遗传调控异常日益受到关注。组蛋白修饰，特别是组蛋白赖氨酸甲基化状态的动态平衡，由组蛋白赖氨酸甲基转移酶(KMTs)和组蛋白赖氨酸去甲基化酶(KDMs)共同维持，在肿瘤发生发展中扮演关键角色。尽管KDM家族多个成员被报道参与前列腺癌进程，但KDM3B在CRPC中的作用仍属未知领域。发表在《European Journal of Medical Research》的这项研究，正是为了揭开KDM3B在CRPC中的神秘面纱。

为了深入探索这一科学问题，研究人员整合运用了多种技术手段。他们通过对临床组织样本（包括来自同济医院的CRPC样本）和公共数据库（TCGA、CPGEA、GEO的GSE21034数据集）的生物信息学分析，评估了KDM3B的表达模式。在细胞功能层面，研究通过细胞计数试剂盒(CCK-8)实验、集落形成实验等技术评估了KDM3B对CRPC细胞增殖的影响。分子机制方面，则利用实时定量聚合酶链式反应(RT-PCR)、蛋白质印迹(WB)等技术阐明了KDM3B与PTEN之间的调控关系。

KDM3B在PCa和CRPC组织中表达下调

研究伊始，团队对18种KDMs在CRPC组织中的表达进行了筛查，发现KDM3B的表达显著降低。这一发现在蛋白质水平和mRNA水平均得到证实：对24对CRPC癌与癌旁组织的分析显示，肿瘤组织中KDM3B的mRNA表达明显低于正常组织。蛋白质印迹和免疫组织化学(IHC)染色结果同样支持KDM3B在PCa和CRPC组织中下调的结论。公共数据库的数据进一步佐证了这一发现：TCGA数据库、中国前列腺癌基因组和表观基因组图谱(CPGEA)数据库以及GEO的GSE21034数据集分析均一致表明，PCa组织中KDM3B的表达低于正常前列腺组织。这些多重证据共同勾勒出KDM3B在PCa和CRPC中表达下调的明确图像。

KDM3B抑制CRPC细胞增殖

基于KDM3B表达下调的发现，研究人员推测其可能发挥肿瘤抑制作用。先前研究确实报道过KDM3B抑制肿瘤细胞增殖的能力。为了验证KDM3B是否调控CRPC细胞的增殖能力，研究团队首先比较了多种前列腺细胞系中KDM3B的表达情况，发现其在PCa细胞中的表达普遍低于正常前列腺上皮细胞RWPE-1。在此基础上，他们选择了两个具有代表性且不依赖雄激素信号增殖的CRPC细胞系22Rv1和DU145进行功能研究。通过转染HA-KDM3B质粒实现KDM3B过表达，以及利用shKDM3B慢病毒感染敲低KDM3B表达后，功能实验结果显示：KDM3B过表达显著降低了22Rv1和DU145细胞的集落形成能力和增殖活性；而KDM3B敲低则产生了相反的效果，增强了细胞的增殖能力。此外，研究还发现KDM3B过表达促进了22Rv1细胞的凋亡。这些结果明确表明KDM3B在体外能够抑制CRPC细胞的增殖。

KDM3B上调PTEN表达

明确了KDM3B的功能后，研究进入机制探索阶段。通过基因集癌症分析(GSCA)，研究人员发现KDM3B与PCa中的多条信号通路相关，其中雄激素受体(AR)信号通路和受体酪氨酸激酶(RTK)通路最为突出。由于22Rv1和DU145细胞能够在雄激素剥夺条件下增殖，研究团队推测KDM3B可能更主要地通过影响RTK通路中的关键肿瘤抑制因子PTEN发挥作用。实验验证表明，在22Rv1细胞中敲低KDM3B后，PTEN的表达变化比AR更为明显。随后在22Rv1和DU145细胞中的实验进一步证实，KDM3B过表达能够上调PTEN的蛋白水平，且对PTEN的上调作用强于对AR的影响。这些结果提示，KDM3B在CRPC中的抗肿瘤活性主要是通过增强PTEN表达来实现的。

KDM3B通过上调PTEN抑制CRPC细胞增殖

为了确认KDM3B抑制增殖的作用是否依赖于PTEN，研究人员进行了更深入的验证。首先，对TCGA、CPGEA和GSE21034数据集的分析显示KDM3B与PTEN表达呈正相关。实验证明，在22Rv1和DU145细胞中过表达KDM3B能够提高PTEN的mRNA和蛋白水平，而敲低KDM3B则降低PTEN表达。最关键的是，当研究人员同时敲低KDM3B和PTEN时发现，PTEN的缺失显著削弱了细胞增殖能力，且KDM3B过表达对增殖的抑制效应在PTEN敲低条件下被抵消。这些结果强有力地证明，KDM3B确实是通过上调PTEN表达来抑制CRPC细胞增殖的。

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综合全部研究结果，可以得出明确结论：KDM3B在CRPC组织中表达下调，而其上调能够通过增强PTEN表达来抑制CRPC细胞的增殖。这一发现不仅深化了对CRPC发病机制中表观遗传调控的理解，更重要的是为开发针对CRPC的新治疗策略提供了潜在靶点。KDM3B-PTEN轴可能成为未来治疗CRPC的一个有希望的方向。

研究的创新性在于首次系统阐明了KDM3B在CRPC中的肿瘤抑制功能及其通过PTEN介导的作用机制，弥补了KDM3B在CRPC研究领域的空白。同时，研究也存在一些局限性，如KDM3B的下游靶点鉴定主要依赖生物信息学预测，需要更多实验验证；细胞系与组织中KDM3B表达趋势的差异需要进一步解释；临床CRPC样本量有限可能带来偏差等。尽管如此，这项研究为理解CRPC的表观遗传调控机制提供了重要见解，为后续研究和临床转化奠定了坚实基础。未来研究可以在此基础上进一步探索KDM3B调控PTEN的具体分子机制，并评估靶向KDM3B-PTEN轴的治疗潜力。