zenCELL owl活細胞監(jiān)測系統(tǒng)用于前列腺癌潛在治療靶點的研究
 

前列腺癌（Prostate Cancer，PCa）是男性最常見的惡性腫瘤之一，也是導致男性死亡的第二大類癌癥。對于局部進展性前列腺癌的早期患者，目前主要采取輔助治療的根治性前列腺切除術(shù)。然而術(shù)后的生化復發(fā)（Biochemical Recurrence，BCR）率高達40%，其與后續(xù)的臨床復發(fā)、轉(zhuǎn)移和癌癥特異性死亡密切相關(guān)。因此，在前列腺癌治療中，往往需要使用各種臨床指標來預測BCR風險并指導臨床工作。目前采用的臨床指標主要基于國際泌尿病理學會（International Society of Urological Pathology，ISUP）分組、診斷時的前列腺特異性抗原（Prostate-Specific Antigen，PSA）水平、臨床分期等。由于PSA篩查的普及，患者分布逐漸從高風險組轉(zhuǎn)移到低風險和中風險組，使得這種傳統(tǒng)風險分類方法的臨床相關(guān)性受到限制。此外，當前的分類方法未能解釋前列腺癌進展的機制，也沒有為治療前列腺癌提供新的治療靶點。

鑒于此，西湖大學郭天南、長海醫(yī)院高旭、楊成華聯(lián)合團隊通過大規(guī)模蛋白質(zhì)組學分析，全面解析中國前列腺癌患者的蛋白質(zhì)組特征，并開發(fā)了一種有效的預后預測模型。研究成果以“Proteomic landscape profiling of primary prostate cancer reveals a 16-protein panel for prognosis prediction”為題于2024年8月發(fā)表在《Cell Reports Medicine》上。

研究團隊通過數(shù)據(jù)獨立采集質(zhì)譜（Data-Independent Acquisition Mass Spectrometry，DIA-MS）技術(shù)，對國內(nèi)306名接受了根治性前列腺切除術(shù)患者的918個組織樣本，進行了全面深入的蛋白質(zhì)組學分析，識別了超過10,000種蛋白質(zhì)，并定義了三種具有顯著臨床和蛋白質(zhì)組學差異的前列腺癌分子亞型。研究者還開發(fā)了一個包含16種蛋白質(zhì)的預后預測模型。通過多個數(shù)據(jù)集的驗證發(fā)現(xiàn)，該模型可有效預測 BCR，其準確性要優(yōu)于現(xiàn)有的臨床預測方法。

此外，該研究還探討了這些蛋白質(zhì)在前列腺癌進展中的作用，并初步驗證了其中的兩種蛋白質(zhì)（NUDT5和SEPTIN8）作為潛在治療靶點的可能性。研究者敲除了PC-3細胞（人前列腺癌細胞）的SEPTIN8、NUDT5基因，并通過德國innoME公司的zenCELL owl活細胞動態(tài)成像及分析系統(tǒng)對基因敲除后的細胞進行長時間動態(tài)監(jiān)測，包含細胞計數(shù)、匯合度等，以評估敲除NUDT5和SEPTIN8基因?qū)�細胞增殖的影響。實驗結(jié)果表明，單獨敲除NUDT5或SEPTIN8對細胞增殖的影響不顯著，但同時敲除這兩個基因能顯著抑制PC-3細胞的增殖（圖 1）。這表明NUDT5和SEPTIN8可能在促進前列腺癌細胞的惡性特征方面具有協(xié)同效應，NUDT5和SEPTIN8的聯(lián)合抑制可能為前列腺癌治療提供新的方法。

 

圖1 PC-3細胞SEPTIN8或NUDT5單個基因以及同時敲除后的細胞增殖狀態(tài)，左圖為匯合度曲線，右圖為對應的細胞生長曲線，其中，Scramble為對照組，SEPTIN8-KO、NUDT5-KO、NUDT5-SEPTIN8KO分別表示敲除SEPTIN8或NUDT5單個基因及同時敲除這兩個基因

 

盡管已有大量基于基因組、表觀基因組和轉(zhuǎn)錄組的研究提出了基于特定基因異常的前列腺癌新分類，但蛋白質(zhì)是細胞功能的主要執(zhí)行者，其表達譜的變化并不總是與基因或轉(zhuǎn)錄譜的變化一致。因此，基于蛋白質(zhì)的風險預測和分類策略可能為前列腺癌的病理過程、治療指導和預后預測提供更深入的見解。

德國InnoME公司自主研發(fā)和生產(chǎn)的zenCELL owl活細胞動態(tài)成像及分析系統(tǒng)，基于非標記、非侵入方法，原位記錄細胞實時生長和定量的分析數(shù)據(jù)。zenCELL owl體積小巧，耐溫耐濕，可在細胞培養(yǎng)箱內(nèi)長時間連續(xù)工作；通過24個顯微成像鏡頭，對24個視野進行連續(xù)的動態(tài)監(jiān)測和圖像獲取。zenCELL owl為用戶提供高質(zhì)量圖像、視頻、統(tǒng)計學曲線和定量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)細胞增殖／增殖抑制、細胞培養(yǎng)質(zhì)控／培養(yǎng)優(yōu)化、遷移／侵襲等諸多活細胞動態(tài)過程的監(jiān)測。
 
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https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2024.101679

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