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Akt/mTOR信号传导通路在前列腺癌中的异常改变及其意义目的:(1)研究mTOR通路抑制剂Rapamycin(雷帕霉素)对雄激素非依赖性前列腺癌细胞株PC-3和DU145生物学行为的影响。(2)研究Akt/mTOR信号传导通路在前列腺癌组织中的异常改变情况,进一步探讨其意义和预测患者预后的价值。方法:(1)采用CCK-8法检测不同浓度的Rapamycin作用24小时、48小时、72小时后对前列腺癌细胞株PC-3和DU145增殖的影响;使用流式细胞仪检测不同浓度Rapamycin作用前列腺癌细胞株PC-3和DU145 24小时后细胞周期变化和细胞凋亡率的改变;采用Transwell法检测Rapamycin 50nM作用24小时后对前列腺癌细胞株PC-3和DU145侵袭能力的影响;采用Western blot法检测Rapamycin 10nM和100nM作用前列腺癌细胞株PC-3和DU145 24小时后p-Akt、p-mTOR、4E-BP1、p-4E-BP1、p70S6K和p-p70S6K蛋白水平变化的情况;采用细胞爬片和免疫细胞化学发检测p-Akt、p-mTOR、p-4E-BP1和p-p70S6K蛋白在前列腺癌细胞株PC-3和DU145中的表达情况。(2)收集182例随访资料完整的前列腺癌患者的临床资料和组织标本,其中包括了131例前列腺癌的穿刺标本和51例前列腺癌根治术标本。采用免疫组织化学方法检测了这些标本中Akt/mTOR信号传导通路上的5个关键蛋白PTEN、p-Akt、p-mTOR、p-4E-BP1和p70S6K的表达水平,研究上述蛋白的表达情况和前列腺癌患者的年龄、血清PSA水平、肿瘤的分期、分级等临床病理资料的相关性。进一步分析上述蛋白表达情况对患者预后的影响。结果:(1)不同浓度的Rapamycin对前列腺癌细胞株PC-3和DU145作用24小时、48小时、72小时后,均显示出明显的细胞增殖抑制作用,且随着Rapamycin作用浓度的逐渐升高,它对PC-3细胞和DU145细胞的增殖抑制作用逐渐增强,呈现明显的浓度依赖性,而相同浓度的Rapamycin对PC-3细胞的抑制作用要略强于DU145细胞。不同浓度的Rapamycin作用24小时后,前列腺癌细胞株PC-3和DU145均呈现出明显的G0/G1期阻滞现象,并且随着药物浓度的提高,阻滞于G0/G1期的细胞比例逐渐的上升,相应的S期的细胞比例明显下降。体外侵袭实验的结果表明,Rapamycin 50nM作用24小时后对PC-3细胞和DU145细胞的体外侵袭性均有明显的抑制作用。使用Rapamycin 0nM、10nM和100nM作用PC-3细胞和DU145细胞24小时后,各组细胞的p-Akt蛋白水平、p-mTOR蛋白水平、4E-BP1蛋白水平和p70S6K蛋白水平均无明显差别,但是p-4E-BP1蛋白水平和p-p70S6K蛋白水平呈明显的下降趋势,在Rapamycin浓度100nM组中p-4E-BP1蛋白和p-p70S6K蛋白几乎完全消失。细胞爬片和免疫细胞化学染色发现PC-3细胞和DU145细胞中p-Akt、p-mTOR、p-4E-BP1和p-p70S6K蛋白的均呈现阳性表达。(2)p-Akt、p-mTOR、p-4E-BP1和p-p70S6K的表达水平在前列腺增生、前列腺高级别上皮内瘤变和前列腺癌组织中的表达水平逐渐上升,而PTEN表达水平在前列腺增生、前列腺高级别上皮内瘤变和前列腺癌组织中的表达水平逐渐下降,差别均有统计学意义。182例前列腺癌组织,PTEN的表达情况和p-Akt的表达情况呈现负相关,但是PTEN的表达情况和p-mTOR、p-4E-BP、p-p70S6K的表达情况无相关性。P-Akt的表达情况和p-mTOR、p-4E-BP、p-p70S6K的表达情况呈明显的正相关性,p-mTOR的表达情况和p-4E-BP、p-p70S6K的表达情况呈明显的正相关性,差别均有显著的统计学意义。有远处转移的前列腺癌患者,其肿瘤原发灶中有p-Akt、p-mTOR、p-4E-BP1和p-p70S6K阳性表达的比例明显高于无远处转移的患者,血清PSA水平和肿瘤中p-mTOR、p-4E-BP1和p-p70S6K阳性表达也有密切的相关性。Akt/mTOR通路的激活状况对转移性前列腺癌患者的肿瘤特异性生存率有明显的影响。单因素生存分析中,转移性前列腺癌的亚分期、p-Akt、p-mTOR、p-4E-BP1和p-p70S6K的表达情况均是影响转移性前列腺癌患者肿瘤特异性生存率的预后因子;而多因素生存分析提示,上述5个指标中仅转移性前列腺癌的亚分期和p-Akt的表达情况是影响转移性前列腺癌患者肿瘤特异性生存率的独立预后因子。结论:(1)雄激素非依赖性前列腺癌细胞株PC-3和DU145中存在Akt/mTOR通路的异常激活,所以mTOR的特异性抑制剂rapamycin能够抑制PC-3和DU145细胞的增殖,能够将两株细胞明显阻滞于G0/G1期,能够明显抑制两株细胞的体外侵袭能力,能够使两株细胞中Akt/mTOR通路中位于mTOR下游的磷酸化蛋白(p-4E-BP1和p-p70S6K)表达水平受到下调。(2)Akt/mTOR信号传导通路的异常激活在前列腺癌的发生发展过程中扮演着重要的角色,有远处转移性的前列腺癌患者的肿瘤组织中Akt/mTOR信号通路的激活程度高于无远处转移的前列腺癌患者,Akt/mTOR通路中多个关键蛋白的表达状况影响着转移性前列腺癌患者的肿瘤特异性生存率。