自主雄激素受体信号在前列腺癌起始中的作用是二分法的...

ZOY · 发表于 2022-4-8 17:12:29

摘要自主雄激素受体信号在前列腺癌起始中的作用是二分法的，取决于致癌信号抽象的类固醇激素信号轴被认为在许多激素调节的上皮肿瘤的起始和进展中起核心作用。目前尚不清楚是否所有的癌症起始信号都依赖于完整的激素受体信号机制。为了确定细胞自主雄激素受体 (AR) 是否对前列腺上皮内瘤变 (PIN) 的发生至关重要，使用前列腺再生模型系统在体内评估了 AR 无效的前列腺上皮细胞对旁分泌和细胞自主致癌信号的反应。AR 的上皮特异性缺失阻断了旁分泌 FGF10 诱导的 PIN，而外源性 AR 的添加恢复了这种反应。相比之下，由细胞自主、慢性激活的 AKT 引发的 PIN 独立于上皮 AR 信号传导。我们的研究结果表明，AR 在 PIN 启动中的选择性作用取决于驱动肿瘤形成的信号通路。深入了解激素受体信号传导在上皮肿瘤起始中的作用可能有助于将该轴定义为癌症化学预防的靶标。

靶向激素受体信号转导的药物制剂广泛用于治疗由乳腺（雌激素受体；ER）、前列腺（雄激素受体；AR）和子宫内膜（ER，和孕激素受体；PR）引起的癌症。目前尚不清楚激素受体信号轴是否在这些恶性肿瘤的发生中起致病作用，或者它是否可以被致癌信号绕过。PR 的丧失对小鼠 7,12-二甲基苯（a）蒽 (DMBA) 引起的乳腺肿瘤的发生具有保护作用。这些结果表明，通过 DMBA 引发乳腺癌取决于 PR 信号。相反，雌激素受体敲除小鼠在响应 Wnt-1 表达时发展出与对照相似的乳腺肿瘤，这表明这些肿瘤的发生与 ER 信号传导无关。雄激素消融在治疗前列腺癌方面的益处在几十年前就已经得到证实。然而，自主和外在 AR 在前列腺癌发病中的作用仍然未知。
前列腺是一种荷尔蒙调节的腺体。在发育过程中，雄激素介导的对前列腺上皮的影响被认为是由基质 AR 驱动的。该模型源自鼠胚胎泌尿生殖组织片段重组研究。在野生型 (WT) 基质的诱导作用下，来自睾丸女性化 (Tfm) 小鼠的功能性 AR 无效上皮细胞会产生前列腺样腺体。相反，当 Tfm 基质与 WT 上皮细胞结合时，前列腺没有发育。基质对上皮的诱导作用被认为是通过分泌“andromedins”。雄激素假说表明循环雄激素与基质 AR 的结合诱导可溶性因子的释放，这些因子通过与同源上皮受体结合来协调前列腺的生长和分化。雄激素被定义为在雄激素反应性组织中表达的旁分泌基质因子，其表达必须由雄激素调节。牵连的仙女素包括成纤维细胞生长因子 (FGF) 7、FGF10 和胰岛素生长因子 1。因为这些都不是雄激素调节的，真正的 andromedin 仍然无法识别。
正常前列腺细胞向癌症的转变被认为是随着从旁分泌到细胞自主 AR 信号的转换而发生的。相关研究表明，前列腺癌转移中的上皮 AR 表达水平较高，但肿瘤基质中的 AR 水平较低。体内研究表明，植入 AR-null 宿主小鼠的前列腺癌异种移植物的有效生长。这些结果表明，已建立肿瘤的持续生长依赖于上皮 AR，但并未解决其在癌症发生中的作用。

已经研究了细胞自主 AR 在前列腺癌形成中的作用。当在小鼠前列腺的转基因腺癌 (TRAMP) 模型中实现 probasin 启动子驱动的前列腺上皮 AR 缺失时，与对照相比，发现了更具侵袭性和转移性的癌症。在这些研究中，上皮 AR 起到肿瘤抑制因子的作用。前列腺上皮主要由腔细胞和基底细胞组成。尽管随着时间的推移，大多数前列腺上皮细胞中的 AR 缺失，但在该模型中，AR 在 12 周龄时仍在 50% 的基底细胞中表达。因此，结论可能受限于剩余的 AR 阳性基底细胞，它们是潜在的前列腺干细胞和前列腺癌发生的有效靶标。

前列腺上皮内瘤变 (PIN) 是一种公认的前列腺癌前驱病变。为了评估细胞自主 AR 在前列腺癌中的作用，我们使用了两种可以启动 PIN 的信号，即 FGF10 的旁分泌信号和肉豆蔻酰化 AKT 的细胞自主信号。FGF10 和 AKT 癌症起始信号之间存在重要差异。旁分泌 FGF10 主要通过结合前列腺上皮成纤维细胞生长因子受体 1 (FGFR1) (发挥其作用。FGF10-FGFR1 的信号传导导致多个靶标的激活，包括 AKT并且受到多个级别的监管。响应生长因子受体信号，AKT 被募集到质膜，在那里它被磷酸化激活，但它会被磷酸酶失活。FGFR 信号轴在其他水平上受到调节，包括受体内化和降解。相反，AKT 的肉豆蔻酰化由于质膜定位和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的组成型激活而导致慢性信号传导）。我们之前的研究表明，由旁分泌 FGF10 引发的 PIN 损伤具有高水平的上皮 AR，而 AKT 介导的损伤具有正常的上皮 AR 表达。这些观察导致了当前的研究假设：AR 的细胞自主信号传导可能在 FGF10 的启动中起核心作用，但在 AKT 诱导的前列腺瘤形成中没有。我们选择了使用分离的前列腺上皮和基质的再生系统，因为它能够处理从暴露于促生长信号开始就为 AR 无效的前列腺上皮细胞群。我们评估了上皮 AR 在通过旁分泌 (FGF10) 和细胞自主 (AKT) 致癌信号启动 PIN 中的作用。我们证明了自主 AR 信号在前列腺瘤形成中的选择性作用，这取决于特定的生长促进信号。

结果Tfm 泌尿生殖窦上皮细胞在强旁分泌 FGF10 信号传导的情况下不能形成 PIN。

我们首先使用来自功能性 AR-null 突变小鼠的胚胎组织来询问通过 AR 发出的信号是否对于 FGF10 诱导的瘤形成的起始至关重要。Tfm 小鼠在 AR 中存在突变，导致受体无法与配体结合，不稳定且无活性。结果，成年雄性 Tfm 小鼠的前列腺发育不全。因此，在这些实验中，使用了产生前列腺的胚胎组织，即泌尿生殖窦上皮 (UGSE)。我们首先证明了我们在体内再生试验中培养分离的胚胎 WT UGSE 和 WT 泌尿生殖窦间充质（UGSM）群体的能力（图S1A）。

为了评估 AR 在 FGF10 诱导的瘤形成中的作用，将分离的 Tfm 或 WT UGSE 悬浮液与表达 FGF10 的 UGSM 重组（图S1B）。WT UGSE 与 FGF10-UGSM 的重组导致高级别 PIN 和腺癌的形成（图1A）。再生小管表达高水平的核AR（图1 A，b）。形成鲜明对比的是，Tfm UGSE 与 FGF10-UGSM 的重组导致形成一层厚的萎缩性管状结构，而没有增生的标志（图 1B ）。Tfm 再生小管中不存在 AR 表达，而在这些移植物的基质细胞中检测到核 AR（图 1 B、b和图 S1 C )。两种移植物的显着差异不是由于 FGF10 表达的差异。对所有 FGF10-UGSM 进行 Q-PCR 以确认过表达（图 S2 A）并用 GFP 标记进行跟踪（图 S2 B）。我们的结果表明，尽管暴露于旁分泌 FGF10，但 Tfm 上皮细胞不会形成增生。基于泛角蛋白和 CK8 的表达，WT 和 Tfm 再生的小管都是上皮的（图 1 A、c和d，以及B、c和d）。Tfm 再生的小管缺乏分泌物并且具有表达腔标记 CK8 和基础标记 p63（图 1B 、 d和e ）但不表达 CK5（图 1B 、 f ）的中间表型。

图1。

尽管旁分泌 FGF10，但 Tfm 上皮细胞并未变得增生。4×10 4 WT（一）或Tfm（乙）解离的UGSE与1×10 5 FGF10-UGSM重组并在体内再生。( A ) 旁分泌 FGF10 导致 WT UGSE ( a, c ) 形成增生和异常腺体。在从 WT UGSE ( b )再生的小管中检测到高水平的上皮 AR 。响应旁分泌 FGF10的腔 ( d ) 和基底细胞 ( e和f ) 都有扩增。( B ) Tfm UGSE 形成单层腺结构，没有增生 ( a）。从 Tfm UGSE ( b ) 再生的小管中不存在上皮 AR。Tfm 再生小管是上皮的 ( c )，表达腔标记 CK8 ( d ) 和基底标记 p63 ( e )，但不表达 CK5 ( f )。（比例尺：100 μm。）

我们假设将 AR 添加回 Tfm UGSE 可以恢复对旁分泌 FGF10 信号传导的反应。从Tfm雄性小鼠收获的UGSE用表达具有顺式连接的红色荧光蛋白（RFP）的WT AR的载体感染（24），结合FGF10 UGSM并置于再生系统中（图2A）。观察到与单层萎缩小管相邻的增生区域（图2A和B）。AR 染色显示增生区有 AR 和 RFP 表达（图 2 B、b和c），而萎缩区没有 AR 或 RFP（图 2 B、e和f )。AR 的添加导致 Tfm 上皮细胞形成前列腺增生区域，基底细胞数量增加（图 S3，a和c对比b和d），类似于 WT 上皮细胞对旁分泌 FGF10 的反应。
图 2。

将 AR 添加回 Tfm UGSE 响应旁分泌 FGF10 恢复了增生的形成。( A ) 1.5 x 10 5 Tfm UGSE 感染了表达慢病毒的 AR，并与 3 × 10 5 FGF10-UGSM 结合。在再生腺体中，可见增生区域与单层萎缩小管相邻。( B ) 加入 AR 后，增生的 Tfm 小管 ( a )，通过免疫组织化学 ( c ) 表达 AR，以及来自病毒递送载体的 RFP顺式连接标记物 ( b )。同一移植物中相邻的非增生性小管 ( d ) 缺乏上皮 AR ( f ) 的表达并且不表达 RFP (e )。（比例尺：100 μm。）

这些结果表明，自主 AR 的丧失可能会阻止胚胎前列腺上皮细胞对旁分泌 FGF10 信号的反应。两种可能性可以解释这些发现。自主 AR 信号可能对前列腺上皮细胞对 FGF10 信号的反应至关重要。或者，上皮 AR 的缺失可能会阻碍通常响应旁分泌 FGF10 信号传导的胚胎前列腺上皮细胞的发育和分化。

成人前列腺上皮细胞中 AR 水平的降低降低了对旁分泌 FGF10 的反应，并且 AR 的添加可以恢复这种反应。

前列腺癌主要影响成年男性。在下一组实验中，通过使用 shRNA 敲低，成人前列腺上皮细胞中的内源性 AR 水平显着降低。重要的是，维持基础水平的 AR 表达以促进再生前列腺上皮的分化。将靶向鼠 AR的 shRNA 或对照乱序 shRNA 克隆到带有 RFP 标记的慢病毒载体中（图 S4 A）。证实了 shRNA 介导的 AR 蛋白敲低（图 S4 B）。分离的 WT 前列腺上皮细胞被任一构建体感染，结合 FGF10 UGSM 并置于体内再生试验中。AR 表达的降低导致肿瘤再生组织的百分比面积减少（图 3 A与B和图 S4 C）。shRNA-mAR 在前列腺上皮细胞中的表达导致一些 RFP 阳性小管再生（图 3 J），其 AR 水平相对较低（图 3 N与M），并且与对照组相比增生较少（图3）。 . 3 F和图 S4 D）。一些肾小管在组织学中表现出完全正常的前列腺分泌物（图 3 F）。为了询问成人上皮中 AR 的添加是否可以挽救对旁分泌 FGF10 的反应，人类 AR 从与 shRNA-mAR 相同的载体表达（图 S4 A），并证实了通过该载体添加 AR 蛋白（图S4 B）。由于 shRNA-mAR 对鼠 AR 的序列特异性，人 AR 的表达不应受到影响。通过组织学（图 3 B与图 3 D）和肿瘤再生组织的百分比面积（图 S4 C）。

图 3。

上皮 AR 水平的降低减弱了对旁分泌 FGF10 的反应，而 AR 的添加恢复了成人上皮细胞中的这种反应。为了在 WT 小鼠成年上皮细胞中敲除 AR，使用了针对小鼠 AR 的 shRNA (shRNA-mAR)。在敲除鼠 AR 的同时，通过在相同的慢病毒构建体 (shRNA-mAR+hAR) 中使用人类 AR 实现了 AR 的添加。作为对照，在有或没有人 AR（shRNA-对照和 shRNA-对照+hAR）的情况下使用打乱 shRNA 构建体。2×10 5前列腺上皮细胞被每种慢病毒感染，并与4×10 5 FGF10-UGSM细胞结合。shRNA-mAR 移植物中再生腺体的优势是正常的，而对照-shRNA 移植物中主要是增生腺体的再生（A和E与B和F）。RFP 的表达标志着慢病毒感染的部位 ( I - L )。尽管在所有 shRNA-mAR 再生小管中检测到残留的 AR 水平，但与对照腺体相比，这些腺体主要是正常的，上皮 AR 水平降低（N vs. M）。加入 hAR 并伴随 mAR 的丧失导致主要增生腺体的形成，在组织学上与 shRNA-对照+hAR 相似（C和G对D和H）。所有带有 AR 的再生腺体都具有高水平的核 AR ( O, P）。（比例尺：100 μm。）

总的来说，这些结果表明，成人前列腺上皮中 AR 水平的降低会降低对旁分泌 FGF10 的反应，并且添加雄激素受体可以恢复这种反应。

自主 AR 信号在暴露于旁分泌 FGF10 的成人前列腺上皮中作为肿瘤启动子发挥作用。

上皮细胞和基质之间的串扰可能会导致微环境中的选择性压力，从而影响肿瘤进展。WT 和 AR-null 前列腺上皮对旁分泌 FGF10 的差异反应可能是由于上皮 AR 缺失导致 FGF10 诱导的肿瘤微环境发生改变。为了解决这个问题，将 WT 和 AR-null 前列腺上皮细胞的混合物暴露于旁分泌 FGF10 并在同一移植物中再生。前列腺上皮细胞是从小鼠身上采集的，其中 AR 被 loxP 位点固定。用表达 Cre 重组酶的慢病毒 FU-CreRFP 感染解离的细胞（图 S5 A），导致前列腺上皮细胞亚群中上皮AR的丧失（图4A ）。这些细胞与 FGF10-UGSM 结合并置于前列腺再生系统中（图 4A ）。得到的移植物含有增生区域，其分泌物与缺乏前列腺分泌物的萎缩小管相邻（图 4 B、a和b）。增生区域表达高水平的上皮 AR，而在萎缩的小管中 AR 的免疫检测很少甚至不存在（图 4 B、c和d）。鉴于所有组织（AR WT 和 AR-null）在同一移植物中再生，镶嵌表型可能是前列腺上皮细胞亚群中 AR 缺失的结果，而不是肿瘤微环境中诱导的选择性压力。萎缩性小管表达泛角蛋白，CK8 水平低，p63 阳性细胞很少（图 4 C和图 S5 D）。虽然CK5在增生区域表达，但在再生的萎缩小管中未检测到（图4C，d）。

图 4。

成人前列腺上皮细胞自主 AR 的丧失并未改变 FGF10 过度表达的基质微环境的致瘤能力。( A ) 从 AR flox /Y 小鼠收获的 10 5 个分离的前列腺上皮细胞被 Cre 慢病毒载体感染，导致一部分上皮细胞中 AR 的丢失。这些上皮细胞与 2 × 10 5 FGF10-UGSM 结合并再生。( B ) 在相同的再生移植物中，在出现萎缩的腺体附近发现了增生区域 ( a和b )。免疫组织化学显示增生的腺体中有高水平的 AR，而萎缩的前列腺中没有检测到 AR（c和d )。在增生的腺体中看到的正常前列腺分泌物在萎缩的小管中不存在。( C ) AR-null 再生小管是上皮的，因为它们表达泛细胞角蛋白 ( a )。这些萎缩的腺体表达低水平的前列腺腔标记 CK8 ( b ) 并且与相邻的对照/增生腺体 ( c和d ) 相比，基底细胞的数量减少。（比例尺：100 μm。）

然后，我们想比较 AR-null 与 WT 成人前列腺上皮细胞暴露于旁分泌 FGF10 的增殖情况。鉴于 AR 的自主丧失不影响肿瘤微环境，成人 AR 无效前列腺上皮细胞的百分比在每个再生移植物中富集。来自成年 AR flox /Y 小鼠的CD49f 阳性前列腺上皮细胞进行荧光激活细胞分选 (FACS) 并用 FU-Cre-CRW (图 S5 B ) 或 RFP 对照慢病毒感染。细胞与 FGF10 UGSM 结合并在体外培养以允许病毒整合和转基因表达。48 小时后，通过 FACS 分离 RFP 阳性细胞（图5A)，与 FGF10-UGSM 结合并置于前列腺再生试验中。与对照相比，前列腺上皮细胞生长减少，AR（Cre 表达）缺失（图 S6 A，a与图 S6 B，a）。这些结果表明，即使在表达 WT AR 的基质存在的情况下，上皮 AR 也可能对前列腺小管的再生很重要。在表达 Cre 的移植物中再生的大多数小管是萎缩的、单层的、AR 阴性和 RFP 阳性（图 5 C、a和b和图 S6 B、a和b）。相反，在对照移植物中再生的小管是增生的并且表达高水平的核AR（图5 B，a和b以及图S6 A，a）。通过 PCR 检测从 LCM 解剖组织中提取的 DNA 中的 Cre，其身份通过测序验证（图 S6 C）。AR null 和 WT 前列腺上皮细胞的增殖指数通过测量 AR null 和 WT FGF10 移植物中 Ki67 阳性细胞的百分比来量化（图 5 D和图 5 B，c与图 5 C，c）。为了确定从G 1期过渡到S期的前列腺上皮细胞的数量，还测量了细胞周期蛋白D1的表达（图5 D和图5 B，d与图5 C，d）。尽管有旁分泌 FGF10 信号传导，但随着上皮 AR 的丧失，注意到增殖（Ki67 阳性）和循环（表达细胞周期蛋白D1）的前列腺上皮细胞显着减少（图5D ）。这些结果表明，通过旁分泌 FGF10 启动 PIN 依赖于完整的上皮 AR 信号机制，该机制促进前列腺上皮细胞响应 FGF10 的生长。

图 5。

上皮 AR 作为肿瘤启动子响应旁分泌 FGF10 信号传导。( A ) CD49f 阳性、FACS 分选的 AR flox / Y 前列腺上皮细胞感染 FU-Cre-CRW 或 FUCRW 慢病毒标记 RFP，结合 FGF10 UGSM 并置于体外培养。48 小时后，RFP 阳性 FACS 分选的细胞与 FGF10-UGSM 组合并置于再生试验中。( B ) 对照再生组织增生 ( a ) 并响应 FGF10 ( b )表达高水平的上皮 AR 。这些移植物中的增生组织是 Ki67 阳性 ( c ) 并表达细胞周期蛋白 D1 ( d )。( C) 随着 AR 的丧失，再生的小管主要是萎缩的 ( a )。再生的萎缩小管呈 AR 阴性（b）。这些腺体中只有少数细胞表达 Ki67（C）或细胞周期蛋白 D1（D）（D）与 WT AR 再生腺体相比，AR 无效小管中表达 Ki67 和表达细胞周期蛋白 D1 的细胞的百分比显着降低。结果表示为平均阳性百分比±1 SD。（比例尺：100 μm。）

AKT 发起的 PIN 独立于细胞自主 AR 信号而开发。

PTEN 的缺失导致 AKT 的细胞自主激活，是与前列腺腺癌相关的常见基因改变。AKT pleckstrin 同源结构域的突变也报告在前列腺癌中，导致 AKT 激活独立于 PI3 激酶途径中的其他改变。AKT 的细胞自主激活足以在幼稚的成人前列腺上皮细胞中启动高级 PIN。我们询问激活 AKT 诱导的 PIN 是否依赖于 AR 的细胞自主信号。

为了同时丧失 AR 和 AKT 活化，用表达 Cre 和肉豆蔻酰化 AKT（myrAKT）的慢病毒或单独表达 myrAKT 的慢病毒感染成年 AR flox / Y 小鼠的解离前列腺上皮细胞（图S7 A ）。将这些细胞与 WT 基质结合并置于前列腺体内再生试验中。在 Cre 感染的移植物中 RFP 表达较低，表明前列腺上皮细胞中 AR 的丧失可能会减少肾小管再生（图 S8 A）。在上皮 AR 的情况下 myrAKT 的表达导致上皮细胞增殖增加，形成固体巢（图6A）。这些细胞很大，具有丰富的细胞质和增大的深染细胞核（图6A）。巢的边界光滑且规则，没有入侵迹象（图6A ）。这些特征与 mPIN 的诊断一致，免疫组织化学染色支持的结论显示外围附近存在 p63 + /CK5 +细胞和巢中心存在 CK8 +细胞（图 6 A，f-h）。

图 6。

前列腺上皮细胞中 AKT 的细胞自主激活导致 PIN 的形成与上皮 AR 信号传导无关。( A ) AKT 在 WT AR ( b ) 的情况下的细胞自主表达导致上皮巢的形成 ( e ) 具有大量丰富的细胞质、扩大和深染的细胞核以及核多形性 ( a )。在增生的上皮细胞中证实了 AKT ( c ) 的过表达和磷酸化 AKT ( d ) 的表达。在表达 CK8 的管腔细胞 ( f ) 的外围检测到表达 p63 ( h ) 和 CK5 ( g ) 的基底细胞。（乙) 尽管 Cre 介导的 AR ( b和j ) 增生前列腺上皮巢的有效缺失 ( a, e,和i, m ) 与 AKT 的过度表达 ( c和k ) 和p-AKT ( d和l )。一些增生区域包含瞬时扩增细胞扩增的区域，其病灶对腔 ( f ) 和基底 ( g和h ) 标志物呈双阳性。其他小管具有 mPIN 的特征，具有增生表型和由基底细胞组成的腺体（o和p ) 周围的腔细胞 ( n )。

当在 AKT 激活（FUCRW-mAKT-Cre 移植物）的情况下删除 AR 时，我们观察到具有与对照相同的结构和细胞学特征的增殖上皮细胞巢，除了巢的大小要小得多（图 6 B）。免疫组织化学染色显示在巢周围存在 p63 +细胞（图 6 B、h和p），但与 FUCRW-mAKT 移植物相比，一些细胞对 CK5 和 CK8 呈双阳性（图 6 B、f和g ） )，一个已被描述用于前列腺瞬时放大细胞的特征。

与在 FGF10 再生移植物中的观察结果相反，与对照相比，在上皮 AR 缺失的情况下激活 AKT 导致 Ki67 和细胞周期蛋白 D1 阳性细胞的百分比增加（图 7）。这些结果表明，尽管 AR 缺失，前列腺上皮细胞仍会响应细胞自主有丝分裂信号如 AKT 激活而发生活跃增殖。尽管 AR-null-AKT 引发的 PIN 病变活跃增殖，但与 WT AR-AKT 引发的 PIN 相比，它们的总体大小更小（图 6A与图 6B相比））。这些差异不能通过增加的细胞凋亡来解释。使用 TUNEL 测定对凋亡细胞进行定量显示，由 AKT 引发的 AR WT 和 AR-null PIN 损伤的凋亡率没有显着差异（图 S8 B）。
图 7。

在 AKT 激活的情况下，前列腺上皮细胞中 AR 的缺失导致增殖和循环细胞数量增加。为了比较增殖细胞的百分比，表达活化 AKT 的再生移植物的组织切片用 Ki67（A和C）和细胞周期蛋白 D1（B和D）染色。与 WT AR 腺体相比，随着 AKT 的细胞自主激活，在 AR-null 上皮中检测到增殖（Ki67 阳性）和循环（细胞周期蛋白 D1 阳性）前列腺上皮的百分比增加。

这些结果表明 AKT 启动的 PIN 发生独立于自主 AR 信号。在 AKT 激活的情况下，上皮 AR 的丧失导致前列腺上皮细胞的循环和增殖增加；然而，与对照组相比，PIN 病变的总体大小更小。

讨论

我们提供的证据表明上皮 AR 可以作为肿瘤启动子或肿瘤抑制子发挥作用，其在前列腺肿瘤发生中的功能取决于癌症起始信号。与以前发布的模型相比，我们的实验方法的一个主要优势是在暴露于癌症起始信号（自主 AKT 或旁分泌 FGF10）的同时，在所有前列腺上皮（基底和腔）中实现 AR 丧失的能力。我们的方法的一个潜在缺点是，由于上皮 AR 的丧失，癌症起始细胞的发育和分化可能会减少。为了解决 FGF10 引发的肿瘤中的这一问题，通过允许 AR 表达的基础水平允许前列腺上皮细胞分化的 shRNA 实现了 AR 的部分丢失。我们在 FGF10 模型（Tfm、AR-knockdown 和 AR-loxP）中使用的所有三种实验方法的结果表明，AR 在介导对这种旁分泌生长促进信号的反应中发挥着关键作用。类似于 AR 基因敲除 (ARKO) TRAMP 小鼠，细胞自主AKT可以独立于上皮AR启动PIN。在 AR 上皮缺失后，AKT 引发的肿瘤与 WT 肿瘤的组织学相似，但尽管增殖指数和活跃循环细胞数量较高，但尺寸较小。一些 AR-null AKT 启动的病灶具有瞬时扩增细胞的特征，同时表达腔和基底细胞标志物。AKT 信号对 PIN 的启动可能与 AR 无关，而细胞自主 AR 信号是在肿瘤病变中建立分化谱系所必需的。鉴于 ER α 的信号传导也可能在前列腺癌的发生中起重要作用，对其表达进行了检查。在增生性 AR-WT 区域和 AR-null 萎缩区域中，ERα 在 FGF10 移植物中的表达均较低（图 S9 A）。相反，在 WT AR 和 AR-null AKT 引发的增生性病变中，上皮 ERα 的表达是异质的（图 S9 B）。我们提出，在这些增生性病变中的每一个中，对细胞自主 AR 的不同依赖性是由于生长促进信号的差异所致。

肿瘤微环境在癌的发生中起重要作用；因此，间质 AR 在前列腺癌的发生和发展中可能同样重要。与 ARKO TRAMP 肿瘤相比，在前列腺上皮特异性 ARKO TRAMP 小鼠中形成的肿瘤更大，增殖指数更高。这些结果表明，通过基质 AR 发出的信号可能具有促进肿瘤的作用，但并未通过实验回答这个重要问题。体内前列腺再生模型系统可能是测试基质 AR 在前列腺癌起始和进展中的作用的理想平台。

鉴于前列腺癌影响 6 名男性中的 1 名，因此应探索这种疾病的化学预防措施，尤其是在发生前列腺肿瘤的高风险患者中。在两项随机前瞻性试验中，使用 5-α-还原酶抑制剂（阻断睾酮转化为二氢睾酮，一种更有效的 AR 配体）显示前列腺癌发病率的相对风险降低了约 20%。这些临床试验表明，前列腺癌的化学预防是可以实现的。前列腺癌的自然生物学，通常具有从癌前病变 (PIN) 开始的长期临床过程，也为化学预防提供了独特的机会。更好地了解遗传易感因素和可能进展为浸润性癌症的癌前病变的分子谱，可以为识别可能从化学预防中受益的患者提供有价值的见解。尽管传统认为 AR 在驱动前列腺肿瘤发生中起核心作用，但抗雄激素的给药可能需要个体化以实现临床益处。

材料和方法实验动物。

根据加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 实验动物医学系批准的方案饲养小鼠，并在 UCLA 动物研究委员会批准下进行动物实验。表 S1和SI 材料和方法中描述了交配和基因分型。

质粒。

描述了 MSCV-IRES-GFP 和 MSCV-FGF10-IRES-GFP 质粒。SI 材料和方法中描述了载体构建的细节。
前列腺和基质细胞的前列腺再生和病毒感染。

已经描述了前列腺上皮和基质细胞的再生和病毒感染。UGSE 和 UGSM 的解剖和分离基于已发布的协议。为了产生 FGF10 UGSM，WT UGSM 感染了表达 FGF10 和颜色标记绿色荧光蛋白 (GFP) 的逆转录病毒。

免疫组织化学。

如所述 ( 31 )在 10% 缓冲福尔马林中固定组织样本，然后在乙醇中进行。SI 材料和方法中描述了免疫染色的详细信息。

激光捕获显微切割。

LCM 通过使用 Arcturus PixCell IIe 机器进行。来自 LCM 组织的 Cre 检测在SI 材料和方法中有详细说明。

流式细胞仪。

将解离的前列腺细胞悬浮在 DMEM/10% FBS 中，并在 BD FACS Aria II 上进行细胞分选。对于 CD49f 分选，细胞在 4°C 下用 PE 缀合的抗小鼠 CD49f (BD Pharmingen 555736) 染色 30 分钟。

增殖和凋亡的量化。

在每种情况下（至少 300 个总细胞）对三个单独的移植物计数 Cyclin D1、Ki67 或 TUNEL 阳性上皮细胞的百分比并取平均值。误差线对应于±SD。使用双尾t检验来确定统计学意义。

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