背景和目的:前列腺癌（Prostatic Cancer,PCa）是男性最常见的泌尿生殖系统肿瘤之一。根据2018年全球癌症统计数据,PCa是男性中发病率第二、致死率第五的肿瘤。而我国PCa发病率近年来也呈显著增长趋势。对于早期局限性PCa,根治性前列腺切除术是较为有效的治疗方法,但对于PCa复发、转移以及进展为去势抵抗性PCa（castration-resistant prostate cancer,CRPC）的患者,治疗效果不理想。因此,探寻新的有效治疗方法是非常必要的。蛋白质精氨酸甲基转移酶（protein arginine methyltransferases,PRMTs）家族在调节包括表观遗传学水平的组蛋白修饰和非组蛋白在内多种肿瘤相关蛋白的翻译后修饰中起着重要作用,大量研究发现,PRMTs家族成员广泛参与调控多种肿瘤的发展进程,而PRMT5是研究的最为深入的PRMTs家族成员。目前,PRMT5在PCa中的表达情况、调控机制、与PCa的相关性尚未进行研究。本研究将对PRMT5在PCa中的表达、功能以及调控机制进行系统研究,为PRMT5成为PCa患者新型诊断、预后标记物和治疗靶点提供理论依据。方法:在本研究第一部分,我们从TCGA数据库中下载了33种人类肿瘤的RNA-sequence数据,利用此数据分析了PRMTs家族在人类肿瘤中的表达情况,以及与肿瘤病人生存时间的关联。使用DAVID工具系统研究PCa中PRMTs的潜在功能,并且对其靶基因进行系统全面的生物功能注释。采用Cytoscape软件展示PRMTs和靶基因之间的调控关系,构建PRMTs家族介导的共表达网络。通过分析GEPIA数据库和GSE21032数据集明确PRMT5在PCa组织中的表达情况,应用Taylor数据库分析PRMT5的表达与PCa患者生存时间的关联。收集PCa患者的临床组织样本,使用免疫组化评估PRMT5和Ki-67在前列腺癌组织中的表达情况,Western blot进一步检测PRMT5的表达水平。统计分析PRMT5表达与PCa患者临床病理特征的关系。采用Kaplan-Meier法和Cox比例风险模型评价PRMT5的表达水平与PCa患者预后的关系。在PCa细胞中进一步验证PRMT5的表达情况。构建PRMT5共表达基因介导的PPI网络。在PC-3和DU145细胞中敲低PRMT5的表达,使用RT-PCR检测下游17个核心靶基因的表达情况。在第二部分研究中,我们在PCa细胞系LNCa P、DU145和PC-3细胞中过表达或敲低PRMT5,检测转染效率后,CCK-8实验检测PRMT5对PCa细胞增殖能力的影响,流式细胞技术检测PRMT5对PCa细胞周期的影响,Annexin V/PI检测了PRMT5对PCa细胞凋亡的影响,transwell实验检测PRMT5对AR阴性PCa细胞迁移和侵袭的影响。当在PC-3和DU145细胞中敲低了PRMT5的表达后,使用Western blot检测EMT过程的关键基因E-cadherin和Vimentin的表达情况。构建LNCa P和PC-3细胞PRMT5敲低的稳定转染的细胞系,建立裸鼠PCa移植瘤模型,绘制裸鼠移植瘤生长曲线。HE染色检测移植瘤的细胞形态和淋巴结转移情况。免疫组化及Western blot检测PRMT5在裸鼠移植瘤中的表达水平。在第三部分研究中,我们通过分析TCGA数据库,鉴定出PCa样本中与PRMT5表达水平显著相关的lncRNAs,选择Pearson相关系数＞0.4的PRMT5-lncRNA对进行研究。使用DIANA-Lnc Base数据库、Target Scan数据库预测靶向PRMT5的miRNAs。构建出在PCa中调控PRMT5的ce RNA网络。利用STARBASE 2.0数据库,寻找与PRMT5共表达的lncRNAs有相互作用的miRNAs。参考mi Base、Target Scan、Pic Tar、Miranda等数据库信息,进一步筛选出与PRMT5有共同MRE的lncRNA,然后使用Cytoscape软件呈现该ce RNA网络。应用GEPIA数据库,进一步验证这些lncRNAs与PRMT5在PCa样本中表达水平的相关性。在PC-3细胞系中过表达了PRMT5,RT-PCR检测这些lncRNA的表达情况。通过分析TCGA数据库,分析lncRNA ZFAS1在PCa中的表达情况,及其与PCa患者预后的关系。双荧光素酶报告实验验证PRMT5和ZFAS1均为miR-150的靶基因。在PC-3细胞中敲低ZFAS1,通过transwell实验检测PRMT5对PC-3细胞迁移和侵袭的影响。构建LNCa P和PC-3细胞ZFAS1敲低和PRMT5过表达的稳定转染的细胞系,建立裸鼠前列腺癌移植瘤模型。绘制裸鼠移植瘤生长曲线。HE染色检测移植瘤的细胞形态和淋巴结转移情况。免疫组化及Western blot检测PRMT5在裸鼠移植瘤中的表达水平。结果:在第一部分中,我们首先通过分析TCGA数据库中33种人类肿瘤的RNA-sequence数据,结果发现PRMTs家族在人类肿瘤中广泛差异表达,其中PRMT3、PRMT4/CARM1、PRMT5、PRMT6、PRMT7在PCa中高表达,提示了这些基因在PCa发生发展中发挥着潜在的调控作用。通过分析TCGA数据库中PRMTs家族与肿瘤病人生存时间的关联,发现高表达的PRMTs与多种肿瘤病人的生存时间呈现显著的负相关关系。我们利用GEPIA数据库计算,选择前200个最相关的基因构建出受PRMTs（PRMT1-8）基因调控的共表达基因网络,发现PRMT5处于PRMTs家族的核心位置。为了进一步详细了解差异表达PRMTs在PCa中的生物学功能,本研究对其靶基因进行了生物信息学预测,并对其生物学功能及参与的生物学途径进行了分析。随后利用MAS3.0分析计算靶基因的功能。生物信息学预测显示PRMTs家族广泛参与RNA的生成、加工、剪接、运输等多个生物学进程。更有趣的是我们发现PRMTs参与到染色质重塑、转录、组蛋白H3-K4甲基化等过程,这与前期的文献报道是一致的,也从侧面反映我们生物信息学预测的准确性。通过分析GEPIA数据库和GSE21032数据库,我们发现PRMT5在PCa中呈现显著高表达。更为重要的是PRMT5在转移性PCa中显著高表达,这提示PRMT5有可能在PCa中发挥原癌基因的功能,并且可能参与到PCa的转移调控中。Taylor数据库分析结果显示,高表达的PRMT5与PCa患者较短的无生化复发时间和总生存时间呈现出显著的正相关性,这些结果显示PRMT5能够作为PCa的一个诊断靶点。在PCa临床组织样本中,我们证实了相对于癌旁组织,PRMT5在PCa组织中显著高表达,并且临床分期越高,PRMT5的表达水平越高。PRMT5的表达水平与PCa患者的多种临床病理特征如T分期、临床分期、远处转移、术前PSA水平、Ki-67表达、手术切缘状态显著相关。高表达PRMT5与PCa患者较短的总生存期和无生化复发生存期显著正相关。为了进一步研究PRMT5表达水平与PCa的预后关系,我们对116例PCa患者进行了随访,分别采用Kaplan-Meier法和Cox比例风险模型评价PRMT5的表达水平与PCa患者预后的关系,发现PRMT5高表达组患者的无生化复发生存时间和总生存时间显著少于PRMT5低表达组,PRMT5可以作为影响PCa患者无生化复发时间和总生存时间的独立不良预后指标。在细胞水平,q PCR实验证实了与人正常前列腺上皮细胞系RWPE-1相比,PRMT5在PCa细胞系中呈现高表达,特别是在PC-3细胞中呈现显著高表达。通过PPI网络分析,我们鉴定出17个PRMT5下游核心调控因子。q PCR实验证实了敲低PRMT5能够显著抑制POLR1B、HSPA8、CCT4、RAN、NCBP1、RRP1、NSUN4、NLE 1在内的8个基因的表达。在第二部分中,我们首次探究了PRMT5在PCa中的功能与作用。当我们在DU145、PC-3和LNCa P细胞中高表达或敲低PRMT5后,发现PRMT5能够影响AR阳性PCa细胞增殖能力,而对AR阴性PCa细胞增殖能力无明显影响,但是PRMT5能够影响AR阴性PCa细胞迁移和侵袭能力。当我们敲低了PRMT5的表达后,PC-3和DU145细胞中PRMT5的表达水平显著降低,E-cadherin蛋白表达水平增高,而Vimentin蛋白表达水平下降,并且差异有统计学意义,上述实验证实了PRMT5通过调控EMT过程影响AR阴性PCa细胞的转移和侵袭能力。裸鼠PCa皮下成瘤实验进一步验证了PRMT5能够影响AR阳性PCa细胞的增殖能力和AR阴性PCa细胞的转移能力。在第三部分中,我们通过分析TCGA数据发现lncRNA ZFAS1在PCa样本中的表达水平显著高于正常PCa样本,lncRNA ZFAS1高表达的PCa患者的无进展生存时间显著低于lncRNA ZFAS1低表达的PCa患者。细胞功能实验显示敲低lncRNA ZFAS1显著抑制PCa细胞的增殖和转移能力。更加值得注意的是生物信息学分析显示lncRNA ZFAS1能够通过靶向miR-150促进PRMT5的表达。通过对公共数据分析我们发现,lncRNA ZFAS1与PRMT5在PCa中的表达呈现出显著的正相关关系。双荧光实验证实了PRMT5和lncRNA ZFAS1均为miR-150的靶基因。体内及体外回复实验显示lncRNA ZFAS1可以作为ce RNA吸附miR-150,上调PRMT5的表达进而促进PCa的迁移和侵袭。结论:PRMT5在公共数据库、PCa临床组织样本及PCa细胞中高表达,其表达水平与PCa患者的临床病理特征及预后显著相关。PRMT5通过EMT过程调控AR阴性PCa细胞的转移和侵袭。LncRNA ZFAS1能够作为ce RNA吸附miR-150调控PRMT5的表达,进而影响PCa的迁移和侵袭进程。对lncRNA ZFAS1-miR-150-PRMT5轴的研究有助于进一步认识PCa发生、发展和转移的分子机制,为PCa患者提供了新的诊断、预后标志物和治疗靶点。