维生素D3与雄激素联合疗法通过铁死亡诱导和雄激素合成抑制实现去势抵抗性前列腺癌(CRPC)调控

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects 2.8

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  本研究针对去势抵抗性前列腺癌(CRPC)临床治疗困境,探索了生理剂量维生素D3(calcitriol)与雄激素(5α-DHT)联合治疗的协同机制。研究发现该组合通过上调雄激素灭活酶AKR1D1(>30倍)、抑制雄激素合成酶HSD3β1(>12倍),诱导铁死亡(ferroptosis)并阻断CRPC进展,为规避传统高剂量维生素D3的毒性风险提供了新策略。

  

前列腺癌是全球男性第二大常见恶性肿瘤,其中去势抵抗性前列腺癌(CRPC)的临床治疗尤为棘手。尽管维生素D3(calcitriol)在实验模型中展现出抗癌潜力,但其临床应用因高剂量导致的严重高钙血症而受限。与此同时,现有雄激素剥夺疗法对CRPC的疗效短暂,患者中位生存期仅约3年。这一背景下,美国退伍军人事务医疗系统的研究团队在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects》发表研究,揭示了生理剂量维生素D3与雄激素联用的突破性机制。

研究采用流式细胞术分析细胞周期、qPCR和Western blot检测基因表达、C11-BODIPY荧光探针标记脂质过氧化、裸鼠异种移植模型评估体内疗效等关键技术。实验使用CRPC细胞系(C4-2/C4-2B)和去势敏感型LNCaP细胞,所有操作均在5%活性炭剥离血清(CSS)条件下进行以消除内源性激素干扰。

细胞周期与增殖调控
通过流式细胞术发现,0.1-1 nM calcitriol与生理浓度5α-DHT联用可显著阻滞G1→S期进程(S期细胞减少50%),并上调细胞周期抑制蛋白p21/Cip1。该组合还抑制了CRPC细胞的克隆形成、迁移和侵袭能力,而单独使用低剂量calcitriol无此效应。

雄激素代谢重编程
RNA测序显示,calcitriol/DHT组合特异性上调雄激素灭活酶AKR1D1达30倍,促使活性雄激素转化为无活性的5β-二醇。相反,calcitriol单独使用时会上调雄激素合成酶HSD3β1(12倍),但该效应可被DHT完全阻断。这种"双管齐下"的调控导致细胞内雄激素水平净下降。

铁死亡机制激活
联合治疗诱导自噬标志物LC3B-II积累,同时铁蛋白重链(FTH1)减少,提示铁蛋白自噬(ferritinophagy)发生。伴随NCOA4(铁蛋白自噬受体)、ALOX-5(脂氧合酶)和PTGS2(前列腺素合成酶)mRNA水平升高,细胞出现显著脂质过氧化(C11-BODIPY荧光红→绿转换,丙二醛水平升高)。抗氧化酶GPX4的下调进一步证实了铁死亡途径的激活。

体内疗效验证
裸鼠移植瘤实验表明,低剂量calcitriol(无单药活性)联合生理DHT可抑制肿瘤生长60%,且无高钙血症等副作用。

这项研究首次阐明生理剂量激素组合通过代谢重编程和铁死亡双重机制抑制CRPC。其创新性在于:1)规避了高剂量维生素D3的临床毒性;2)揭示了AKR1D1作为CRPC治疗新靶点;3)提出铁死亡在CRPC治疗中的核心作用。相比目前处于临床试验阶段的超生理雄激素疗法(存在安全性争议),该方案更具临床转化潜力,为CRPC患者提供了潜在的新型内分泌治疗策略。

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