1. 领域背景与文献引入
文献英文标题:Targeting RPS6KC1 to overcome enzalutamide resistance in prostate cancer;发表期刊:Biomarker Research;影响因子:未公开;研究领域:前列腺癌内分泌治疗耐药机制。
前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一,全球每年新增病例超100万。雄激素剥夺治疗(ADT)是晚期前列腺癌的一线方案,但多数患者会在1-3年内进展为去势抵抗性前列腺癌(CRPC)。二代雄激素受体信号抑制剂(ARSI)如恩扎卢胺(Enz)通过抑制雄激素受体(AR)的配体结合、核转运及转录活性,成为CRPC的标准治疗药物,显著延长患者生存期。然而,约70%的患者在治疗后1-2年内产生耐药,且耐药后的治疗选择极其有限,成为临床亟待解决的难题。
现有研究表明,恩扎卢胺耐药机制可分为AR依赖型(如AR基因扩增、点突变、剪接变体AR-V7表达)和AR非依赖型(如表观遗传修饰、代谢重编程、谱系可塑性及氧化应激调控的铁死亡)。尽管AR依赖机制是主要驱动因素,但AR非依赖机制的具体分子通路仍不明确——尤其是激酶作为细胞信号转导的关键调控因子,其在恩扎卢胺耐药中的作用尚未被系统解析。针对这一研究空白,本研究通过整合CRISPR全基因组筛选与激酶组筛选,结合多组学分析、细胞功能实验及体内模型,鉴定出核糖体S6激酶C1(RPS6KC1)为恩扎卢胺耐药的关键基因,揭示其通过Warburg效应诱导H3K18乳酸化、经转录因子P65调控表达、进而招募过氧化物酶3(PRDX3)至线粒体抑制铁死亡的分子机制,为克服恩扎卢胺耐药提供了新的治疗靶点。
2. 文献综述解析
作者对恩扎卢胺耐药的现有研究采用“AR依赖-AR非依赖”的分类维度进行评述:
- AR依赖机制:核心结论是AR结构或功能异常(如基因扩增导致AR过表达、点突变改变配体结合域、剪接变体AR-V7缺乏配体结合域)可绕过恩扎卢胺的抑制作用,重新激活AR信号通路,驱动肿瘤进展;
- AR非依赖机制:研究表明表观遗传修饰(如DNA甲基化、组蛋白乙酰化)、代谢重编程(如Warburg效应导致乳酸堆积)及铁死亡抑制(如抗氧化蛋白PRDX3清除活性氧)均参与耐药,但这些机制的具体分子网络仍未阐明——尤其是激酶在其中的调控作用缺乏系统研究。
现有研究的优势在于明确了AR信号异常是恩扎卢胺耐药的主要驱动因素,且揭示了代谢与铁死亡等非依赖机制的参与;局限性在于未能整合多组学数据系统鉴定耐药关键基因,尤其是激酶作为潜在治疗靶点的研究不足。
本研究的创新价值在于:①首次通过整合CRISPR全基因组筛选与激酶组筛选,鉴定出RPS6KC1这一全新的恩扎卢胺耐药关键激酶;②阐明其通过H3K18乳酸化-NF-κB轴调控表达、以及招募PRDX3抑制铁死亡的AR非依赖机制;③通过体内外实验验证靶向RPS6KC1可增强恩扎卢胺疗效,填补了激酶介导恩扎卢胺耐药的研究空白,为联合治疗提供了新策略。
3. 研究思路总结与详细解析
本研究的整体框架为“筛选关键基因→多组学验证→机制解析→体内验证”,核心科学问题是“RPS6KC1如何调控恩扎卢胺耐药?”,技术路线遵循“假设(RPS6KC1是恩扎卢胺耐药关键基因)→实验验证(筛选、表达、功能)→机制解析(调控通路、分子相互作用)→体内验证(治疗效果)”的闭环。
3.1 整合CRISPR筛选鉴定RPS6KC1为恩扎卢胺耐药关键基因
实验目的:系统鉴定前列腺癌恩扎卢胺耐药的关键基因。
方法细节:采用pooled CRISPR/Cas9全基因组敲除文库对LNCaP恩扎卢胺耐药(EnzR)细胞进行筛选,通过RIGER算法分析负选基因(即敲除后降低细胞耐药性的基因),选取前1%(209个基因)作为候选;同时整合GSE203362数据集的激酶组sgRNA文库(覆盖763个人类激酶),通过MAGeCKFlute分析筛选可逆转恩扎卢胺耐药的激酶基因;交集两个筛选结果得到共同候选基因。
结果解读:全基因组筛选与激酶组筛选的交集基因共8个,其中RPS6KC1经MAGeCKFlute分析为top候选(Fig1B),提示其在恩扎卢胺耐药中起关键作用。
产品关联:文献未提及具体实验产品,领域常规使用CRISPR/Cas9敲除文库、sgRNA文库及RIGER、MAGeCKFlute等生物信息学分析工具。

3.2 临床样本与多组学验证RPS6KC1的表达特征
实验目的:验证RPS6KC1在临床样本及耐药模型中的表达模式。
方法细节:利用TCGA-PRAD数据库分析RPS6KC1在前列腺癌与正常组织中的表达,及与Gleason评分(肿瘤恶性程度指标)的相关性;通过GSE104935(恩扎卢胺处理LNCaP细胞)、GSE148397(达洛鲁胺处理VCaP细胞)及GSE70770(临床CRPC样本)验证RPS6KC1的表达差异;采用Human Protein Atlas(HPA)数据库的免疫组化(IHC)图像分析临床组织中的RPS6KC1表达;通过log-rank test分析RPS6KC1表达与患者生存的关系。
结果解读:TCGA数据显示,RPS6KC1在前列腺癌组织中显著高表达(n=496,P<0.05),且随Gleason评分升高而增加(Fig1C-E);GEO数据集显示,恩扎卢胺耐药细胞系及CRPC样本中RPS6KC1表达显著高于敏感组(Fig1F-H);生存分析表明,高RPS6KC1表达联合高Gleason评分(9分)的患者总生存期显著缩短(n=496,log-rank test P<0.05)(Fig1I);HPA免疫组化显示,前列腺癌组织中RPS6KC1的阳性率高于正常组织(Fig1J)。
产品关联:文献未提及具体实验产品,领域常规使用TCGA、GEO数据库分析工具,免疫组化试剂(如RPS6KC1特异性抗体)。
3.3 scRNA-seq解析肿瘤细胞亚群与RPS6KC1的关联
实验目的:解析前列腺癌肿瘤细胞亚群的分子特征及RPS6KC1的表达分布。
方法细节:对GSE221603数据集(9例前列腺癌样本,21836个细胞)进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析,通过RunPCA、UMAP降维,SingleR注释细胞亚群(肿瘤细胞、luminal上皮细胞、基底上皮细胞等11个亚群);利用InferCNV分析各亚群的拷贝数变异(CNV)评分;通过GSVA分析代谢通路活性;分析RPS6KC1在不同亚群及样本组(PCa vs 转移性去势敏感前列腺癌mHSPC)中的表达。
结果解读:肿瘤细胞亚群的CNV评分显著高于其他亚群(Fig2H-I),提示其恶性程度更高;RPS6KC1在PCa组的肿瘤细胞及luminal上皮细胞中表达显著高于mHSPC组(Fig2J);代谢通路分析显示,肿瘤细胞亚群的糖酵解/糖异生通路活性显著升高(Fig3F-G),与Warburg效应(有氧糖酵解)一致。
产品关联:文献未提及具体实验产品,领域常规使用Seurat、SingleR等scRNA-seq分析工具,InferCNV用于CNV分析,GSVA用于通路富集。


3.4 RPS6KC1调控铁死亡的分子机制研究
实验目的:探究RPS6KC1介导恩扎卢胺耐药的下游机制。
方法细节:通过JASPAR数据库预测RPS6KC1启动子区的转录因子结合位点;采用染色质免疫沉淀(ChIP)实验验证P65(NF-κB亚基)与RPS6KC1启动子的结合;通过蛋白质免疫印迹(Western blot)检测恩扎卢胺处理后LNCaP EnzR细胞的组蛋白H3K18乳酸化(H3K18la)水平及铁死亡标志物(ACSL4、GPX4)的表达;利用shRNA敲低RPS6KC1,检测铁死亡活性变化;通过免疫荧光(IF)共定位及线粒体-细胞质分离实验,分析RPS6KC1与PRDX3的相互作用及亚细胞定位。
结果解读:JASPAR预测RPS6KC1启动子区存在P65结合位点(Supplement Fig3B),ChIP实验证实恩扎卢胺处理后P65与启动子的结合增强(Supplement Fig3C);Western blot显示,恩扎卢胺耐药细胞中H3K18la水平显著升高(Fig5B-C),敲低RPS6KC1后,ACSL4(铁死亡促进因子)表达升高、GPX4(铁死亡抑制因子)表达降低(Fig5D),提示铁死亡激活;IF及线粒体分离实验显示,RPS6KC1可招募PRDX3至线粒体(Fig5E-F),抑制活性氧(ROS)积累。
产品关联:文献未提及具体实验产品,领域常规使用ChIP试剂盒、Western blot抗体(如H3K18la、ACSL4、GPX4抗体)、免疫荧光试剂(如Mitotracker、PRDX3抗体)。

3.5 体内实验验证靶向RPS6KC1的疗效
实验目的:验证靶向RPS6KC1联合恩扎卢胺或铁死亡诱导剂的体内治疗效果。
方法细节:构建LNCaP EnzR细胞(shNC或shRPS6KC1)的裸鼠皮下移植瘤模型,分为对照组、恩扎卢胺组(20mg/kg,每周3次)、恩扎卢胺+Erastin组(Erastin 20mg/kg/天,腹腔注射),测量肿瘤体积及重量,观察治疗效果。
结果解读:敲低RPS6KC1显著抑制恩扎卢胺耐药肿瘤的生长,联合Erastin后肿瘤体积及重量进一步降低(Supplement Fig3D-F),提示靶向RPS6KC1可增强恩扎卢胺疗效,联合铁死亡诱导剂效果更显著。
产品关联:文献未提及具体实验产品,领域常规使用裸鼠移植瘤模型,恩扎卢胺、Erastin等试剂。
4. Biomarker研究及发现成果解析
Biomarker定位
RPS6KC1为蛋白质类Biomarker,筛选逻辑遵循“CRISPR筛选→多组学数据库验证→临床样本免疫组化验证→scRNA-seq亚群分析”的完整链条,旨在鉴定恩扎卢胺耐药的预测及预后Biomarker。
研究过程详述
- 来源:RPS6KC1的检测样本包括临床前列腺癌组织、恩扎卢胺耐药细胞系及裸鼠移植瘤模型;
- 验证方法:涵盖生物信息学分析(TCGA、GEO数据库)、分子实验(qPCR、Western blot)、组织学检测(免疫组化)及单细胞测序(scRNA-seq);
- 特异性与敏感性:TCGA数据显示,RPS6KC1在前列腺癌组织中特异性高表达(n=496,P<0.05),且与Gleason评分正相关;恩扎卢胺耐药样本中RPS6KC1表达升高的敏感性(文献未明确提供具体数值)。
核心成果提炼
- 预后价值:RPS6KC1高表达与前列腺癌恩扎卢胺耐药、高Gleason评分及不良预后显著相关(n=496,log-rank test P<0.05);
- 机制创新:首次揭示RPS6KC1的调控通路——Warburg效应导致乳酸堆积,诱导H3K18乳酸化,激活NF-κB/P65转录轴,上调RPS6KC1表达;RPS6KC1通过招募PRDX3至线粒体,抑制铁死亡,最终介导恩扎卢胺耐药;
- 治疗潜力:体内实验证实,靶向RPS6KC1(shRNA敲低)可逆转恩扎卢胺耐药,联合铁死亡诱导剂Erastin可增强治疗效果。
本研究明确RPS6KC1作为恩扎卢胺耐药的新型Biomarker,同时为其作为治疗靶点提供了实验依据,为克服前列腺癌内分泌治疗耐药提供了新的思路。
