zenCELL owl活細(xì)胞監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于前列腺癌潛在治療靶點(diǎn)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(dǎo)致男性死亡的第二大類癌癥。對(duì)于局部進(jìn)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(fù)發(fā)（Biochemical Recurrence，BCR）率高達(dá)40%，其與后續(xù)的臨床復(fù)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(biāo)來(lái)預(yù)測(cè)BCR風(fēng)險(xiǎn)并指導(dǎo)臨床工作。目前采用的臨床指標(biāo)主要基于國(guó)際泌尿病理學(xué)會(huì)（International Society of Urological Pathology，ISUP）分組、診斷時(shí)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(fēng)險(xiǎn)組轉(zhuǎn)移到低風(fēng)險(xiǎn)和中風(fēng)險(xiǎn)組，使得這種傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分類方法的臨床相關(guān)性受到限制。此外，當(dāng)前的分類方法未能解釋前列腺癌進(jìn)展的機(jī)制，也沒有為治療前列腺癌提供新的治療靶點(diǎn)。

鑒于此，西湖大學(xué)郭天南、長(zhǎng)海醫(yī)院高旭、楊成華聯(lián)合團(tuán)隊(duì)通過大規(guī)模蛋白質(zhì)組學(xué)分析，全面解析中國(guó)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(yù)后預(yù)測(cè)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(tuán)隊(duì)通過數(shù)據(jù)獨(dú)立采集質(zhì)譜（Data-Independent Acquisition Mass Spectrometry，DIA-MS）技術(shù)，對(duì)國(guó)內(nèi)306名接受了根治性前列腺切除術(shù)患者的918個(gè)組織樣本，進(jìn)行了全面深入的蛋白質(zhì)組學(xué)分析，識(shí)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(xué)差異的前列腺癌分子亞型。研究者還開發(fā)了一個(gè)包含16種蛋白質(zhì)的預(yù)后預(yù)測(cè)模型。通過多個(gè)數(shù)據(jù)集的驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，該模型可有效預(yù)測(cè) BCR，其準(zhǔn)確性要優(yōu)于現(xiàn)有的臨床預(yù)測(cè)方法。

此外，該研究還探討了這些蛋白質(zhì)在前列腺癌進(jìn)展中的作用，并初步驗(yàn)證了其中的兩種蛋白質(zhì)（NUDT5和SEPTIN8）作為潛在治療靶點(diǎn)的可能性。研究者敲除了PC-3細(xì)胞（人前列腺癌細(xì)胞）的SEPTIN8、NUDT5基因，并通過德國(guó)innoME公司的zenCELL owl活細(xì)胞動(dòng)態(tài)成像及分析系統(tǒng)對(duì)基因敲除后的細(xì)胞進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，包含細(xì)胞計(jì)數(shù)、匯合度等，以評(píng)估敲除NUDT5和SEPTIN8基因?qū)��?xì)胞增殖的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單獨(dú)敲除NUDT5或SEPTIN8對(duì)細(xì)胞增殖的影響不顯著，但同時(shí)敲除這兩個(gè)基因能顯著抑制PC-3細(xì)胞的增殖（圖 1）。這表明NUDT5和SEPTIN8可能在促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的惡性特征方面具有協(xié)同效應(yīng)，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(xì)胞SEPTIN8或NUDT5單個(gè)基因以及同時(shí)敲除后的細(xì)胞增殖狀態(tài)，左圖為匯合度曲線，右圖為對(duì)應(yīng)的細(xì)胞生長(zhǎng)曲線，其中，Scramble為對(duì)照組，SEPTIN8-KO、NUDT5-KO、NUDT5-SEPTIN8KO分別表示敲除SEPTIN8或NUDT5單個(gè)基因及同時(shí)敲除這兩個(gè)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(xì)胞功能的主要執(zhí)行者，其表達(dá)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(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和分類策略可能為前列腺癌的病理過程、治療指導(dǎo)和預(yù)后預(yù)測(cè)提供更深入的見解。

德國(guó)InnoME公司自主研發(fā)和生產(chǎn)的zenCELL owl活細(xì)胞動(dòng)態(tài)成像及分析系統(tǒng)，基于非標(biāo)記、非侵入方法，原位記錄細(xì)胞實(shí)時(shí)生長(zhǎng)和定量的分析數(shù)據(jù)。zenCELL owl體積小巧，耐溫耐濕，可在細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作；通過24個(gè)顯微成像鏡頭，對(duì)24個(gè)視野進(jìn)行連續(xù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和圖像獲取。zenCELL owl為用戶提供高質(zhì)量圖像、視頻、統(tǒng)計(jì)學(xué)曲線和定量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞增殖／增殖抑制、細(xì)胞培養(yǎng)質(zhì)控／培養(yǎng)優(yōu)化、遷移／侵襲等諸多活細(xì)胞動(dòng)態(tài)過程的監(jiān)測(cè)。
 
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https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2024.101679

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