近日,我组在前列腺癌干细胞代谢重编程研究方面取得新进展,发现前列腺癌干细胞显著异常的代谢特征和代谢通路,并揭示了脯氨酸可通过JAK2-STAT3信号通路促进前列腺癌干性特征的新机制,为前列腺癌提供了潜在的治疗策略。
代谢重编程是肿瘤生长的基本特征之一。肿瘤干细胞是肿瘤发生、增殖、复发等过程的起始细胞,在治疗抵抗和转移中发挥重要作用。因此,深入了解前列腺癌干细胞的代谢特征和分子机制对理解前列腺癌的进展至关重要。
本研究采用基于液相色谱-质谱的代谢组学和脂质组学技术对前列腺癌贴壁细胞和悬浮细胞球进行分析,发现前列腺癌细胞和前列腺癌干细胞之间存在明显的代谢差异。与前列腺癌细胞相比,尿素循环是前列腺癌干细胞中改变最显著的代谢途径,其关键代谢物精氨酸和脯氨酸明显升高。脯氨酸通过JAK2-STAT3信号通路促进肿瘤干性。同时,吡咯啉-5-羧酸还原酶1(PYCR1)在前列腺癌干细胞中高表达,抑制PYCR1可抑制前列腺癌细胞的干性特征和肿瘤生长。还观察到鞘脂水平降低和甘油三酯水平升高,肉碱和游离脂肪酸水平显著升高,表明前列腺癌干细胞中存在脂肪酸代谢重编程。
相关研究以“Metabolic characterization of sphere-derived prostate cancer stem cells reveals aberrant urea cycle in stemness maintenance”为题,发表在International Journal of Cancer上。该工作的第一作者是我组博士研究生罗圆媛,通讯作者为秦望舒博士和许国旺研究员。上述工作得到了国家自然科学基金和大连市科技人才创新支持计划的资助。(文/图 罗圆媛)