17
[键入文字][键入文字][键入文字] 1 学校编码:10384 密级 学号:24520121153167 细胞自噬与雄激素致大鼠前列腺增生中雄 激素作用信号通路关系的研究 Autophagy and androgen signaling pathway in the benign prostatic hyperplasia of castrated rat caused by androgen 付国 指导教师姓名: 刘荣福 称: 泌尿外科学 论文提交日期: 2014 年 5 月 论文答辩日期: 2014 年 5 月 2015 年 5 月 厦门大学博硕士论文摘要库

Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

[键入文字][键入文字][键入文字]

1

学校编码:10384 密级

学号:24520121153167

硕 士 学 位 论 文

细胞自噬与雄激素致大鼠前列腺增生中雄

激素作用信号通路关系的研究

Autophagy and androgen signaling pathway in the benign

prostatic hyperplasia of castrated rat caused by androgen

付国

指导教师姓名: 刘荣福

专 业 名 称: 泌尿外科学

论文提交日期: 2014 年 5 月

论文答辩日期: 2014 年 5 月

2015 年 5 月

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 2: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

2

厦门大学学位论文原创性声明

本人呈交的学位论文是本人在导师指导下,独立完成的研究成

果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果,均

在文中以适当方式明确标明,并符合法律规范和《厦门大学研究生学

术活动规范(试行)》。

另外,该学位论文为( )课题(组)

的研究成果,获得( )课题(组)经费或实验室的

资助,在( )实验室完成。(请在以上括号内填写课

题或课题组负责人或实验室名称,未有此项声明内容的,可以不作特

别声明。)

声明人(签名):

年 月 日

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 3: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

[键入文字][键入文字][键入文字]

3

厦门大学学位论文著作权使用声明

本人同意厦门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办

法》等规定保留和使用此学位论文,并向主管部门或其指定机构送交

学位论文(包括纸质版和电子版),允许学位论文进入厦门大学图书

馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国

博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索,将学位论文的标题和

摘要汇编出版,采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。

本学位论文属于:

( )1.经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文,

于 年 月 日解密,解密后适用上述授权。

( )2.不保密,适用上述授权。

(请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论文

应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文,未经厦门大学保密

委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的,默认

为公开学位论文,均适用上述授权。)

声明人(签名):

年 月 日

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 4: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 5: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

摘要

I

摘 要

实验目的:本实验为研究雄激素诱导去势大鼠发生前列腺增生过程中雄激素

作用是否与 PI3K/AKt/mTOR 通路有关,以及细胞自噬水平的高低能否影响雄激素

诱导的去势大鼠前列腺增生水平。

研究方法:80 只 SD 大鼠(8 周龄,250±10g)随机分为 4 组。3 组为实验

组,大鼠行去势手术后给予睾酮诱导大鼠前列腺增生,实验组中两组大鼠同时分

别予雷帕霉素和 3-MA。分别在术后 1、4、9、14、28 天处死大鼠获取大鼠前列

腺组织。排水法测前列腺体积,称取前列腺湿重以及计算前列腺指数。采用 PCR、

West blot、HE.染色和 TUNEL 等方法判断各组大鼠前列腺组织前列腺增生情况以

及检测前列腺组织细胞凋亡以及细胞自噬水平。

实验结果:睾酮组与 3-MA 组大鼠前列腺湿重、体积以及前列腺指数相比对

照组明显增高(P<0.05)。雷帕霉素组大鼠前列腺湿重、体积以及前列腺指数相

比对照组未见明显差异。PCR 以及 WB 结果显示单纯给予睾酮的大鼠相比对照组

前列腺组织细胞 Bcl-2 表达增高而 Caspase-3 表达减少(P<0.05)。TUNEL 法检

测大鼠前列腺组织凋亡,结果显示给予睾酮后相比对照组前列腺组织凋亡减少(P

<0.05)。3-MA 组大鼠前列腺组织凋亡水平较对照组增多(P<0.05),雷帕霉素

组大鼠前列腺组织凋亡水平相比对照组无明显增加。

实验结论:雄激素诱导去势大鼠发生前列腺增生过程中,雄激素作用信号通

路可能与 PI3K/AKt/mTOR 有关;雷帕霉素阻断 PI3K/AKt 通路后抑制睾酮对大鼠

前列腺组织增生作用。雄激素诱导的大鼠前列腺增生的原因除了抑制前列腺细胞

凋亡外还可能与促进前列腺细胞的增殖有关。

关键词:雄激素信号通路 良性前列腺增生 细胞自噬 细胞凋亡

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 6: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

Abstract

II

Abstract

Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat

caused by androgen is unclear for now .The present study aims to reveal that the

androgen signaling pathway may be involved in the classic cell signaling pathways

PI3K/AKt.

Methods:Four groups of SD rats (8-week-old;n=20/group) ,and three of them are

experimental group , after the removal of the testicles injection testosterone

subcutaneously (5mg/kg.d) to induce the BPH .Two groups furthermore ,

intraperitoneal injection of Rapamycin and 3-MA (1mg/kg.d). Sacrificed the rats on

the 1,4,9,14 and 28day after surgery . Evaluate the prostate enlargement and detect the

apoptotic level.

Results : The prostatic volumes and weights were significantly enlarged in

testosterone group compared with control group (P<0.05), and the level of apoptosis

was significantly reduced compared with control group (P<0.05). The results of

3-MA group were similar (P<0.05).The prostatic volumes and weights of Rapamycin

group had no significant changes compared with control group,。The apoptosis level

of 3-MA group was increased compared with the control group (P<0.05).

Conclusions:These results suggest that inhibition of the PI3K/Akt/mTOR pathway

by Rapamycin may suppression the prostatic hyperplasia induced by androgen. The

mechanisms of androgen-induced prostatic hyperplasia in rats may due to inhibition

of apoptosis and promote the prostate cell proliferation。

Keywords:Androgen signaling pathway ; Benign prostatic hyperplasia ; Autophagy ;

Apoptosis

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 7: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

目录

III

目 录

第一章绪论 ................................................................................................ 1

1.1 良性前列腺增生概述 .......................................................................................... 1

1.1.1 前列腺组织的生长发育与雄激素的关系 .................................................... 1

1.1.2 雄激素与良性前列腺增生细胞凋亡的关系 ................................................ 2

1.2 细胞凋亡和细胞自噬 .......................................................................................... 2

1.2.1 细胞凋亡及其调控 ........................................................................................ 3

1.2.2 细胞自噬 ........................................................................................................ 4

1.2.3 细胞自噬与细胞凋亡的关系 ........................................................................ 5

1.3 良性前列腺增生与细胞自噬 .............................................................................. 5

1.4 良性前列腺增生动物模型 .................................................................................. 6

1.5 研究设计 .............................................................................................................. 6

第二章材料与设备 .................................................................................... 8

2.1 材料 ...................................................................................................................... 8

2.1.1 实验动物 ........................................................................................................ 8

2.1.2 主要试剂和药品 ............................................................................................ 8

2.2 主要仪器设备 .................................................................................................... 11

第三章实验方法 ...................................................................................... 13

3.1 动物模型制备和标本采集 ................................................................................ 13

3.1.1 实验动物分组 .............................................................................................. 13

3.1.2 良性前列腺增生大鼠模型制作方法 .......................................................... 13

3.2 石蜡切片制作 .................................................................................................... 14

3.3 前列腺组织 HE 染色 ........................................................................................ 14

3.4 TUNEL 法检测大鼠前列腺组织凋亡 ............................................................. 15

3.5 WESTERN BLOT 技术检测前列腺组织中 LC3II、BCL-2 表达 ...................... 17

3.5.1 前列腺组织细胞总蛋白提取 ...................................................................... 17

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 8: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

细胞自噬与雄激素致大鼠前列腺增生中雄激素作用信号通路关系的研究

IV

3.5.2 BCA 法测定蛋白含量 ................................................................................ 17

3.5.3 SDS-PAGE 电泳 .......................................................................................... 18

3.5.4 转膜 ............................................................................................................. 19

3.5.5 抗原抗体反应 ............................................................................................. 19

3.5.6 ECL 显色显影 ............................................................................................. 19

3.6 RT-PCR 检测前列腺组织中 BCL-2 和 PARA 表达 ....................................... 19

3.6.1 RT-PCR 引物 ............................................................................................... 20

3.6.2 前列腺组织总 RNA 提取 .......................................................................... 20

3.6.3 RNA 浓度和纯度的测定 ............................................................................ 21

3.6.4 RNA 逆转录 ................................................................................................ 21

3.6.5 RT-PCR ........................................................................................................ 23

3.7 扫描透射电镜电镜 ........................................................................................... 24

第四章实验结果 ...................................................................................... 25

4.1 大鼠良性前列腺增生模型 ................................................................................ 25

4.2 BPH 模型大鼠前列腺组织 HE.染色观察 ....................................................... 25

4.3 RT-PCR 检测 BCL-2、BECLIN1、表达 .......................................................... 26

4.4 扫描透射电镜切片观察 ................................................................................... 28

4.5WESTERN BLOT 结果 .......................................................................................... 29

4.6 TUNEL 法检测前列腺组织细胞凋亡水平 ..................................................... 30

第五章讨论 .............................................................................................. 33

5.1 良性前列腺增生动物模型的选择 .................................................................... 33

5.2 BPH 大鼠模型前列腺组织 BCL-2 和 BECLIN1 表达情况 .............................. 34

5.3 雄激素与 PI3K/AKT/MTOR 通路 ................................................................. 37

5.4 细胞自噬水平对雄激素诱发的大鼠前列腺增生的影响 ................................ 40

第六章结论与展望 .................................................................................. 43

参考文献 ................................................................................................... 45

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 9: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

Table of Contents

V

Table of Contents

CHAPTER 1 Introduction ··················································· 1

1.1Introductionof Benign prostatic hyperplasia ··································· 1

1.1.1 Prostate and androgen ························································ 1

1.1.2 Androgen and apoptosis ······················································ 2

1.2 Autophagy and apoptosis ·························································· 3

1.2.1 Apoptosis ······································································· 3

1.2.2 Autophagy ······································································ 4

1.2.3 The relationship between autophagy and apoptosis ······················ 5

1.3 Benign prostatic hyperplasia and autophagy ·································· 5

1.4Animal models of Benign prostatic hyperplasia ······························· 6

1.5 Experimental design ································································ 6

CHAPTER 2 Materials and equipment ·································· 8

2.1 Materials ·············································································· 8

2.1.1 Experimental animals ························································· 8

2.1.2 Reagents and drugs ··························································· 8

2.2 Equipment ·········································································· 11

CHAPTER 3 Experimental methods ···································· 13

3.1 The rat of Benign prostatic hyperplasia ······································ 13

3.1.1 Grouping ····································································· 13

3.1.2 Production methods ························································· 13

3.2 Paraffin ·············································································· 14

3.3 Prostate tissue HE. staining ····················································· 14

3.4 TUNEL assay the apoptosis level ··············································· 15

3.5 Western blot detection of LC3II,Caspase-3 and Bcl-2 expression ······· 17

3.5.1 Total protein extracts ························································ 17

3.5.2 BCA determinate protein content ········································· 17

3.5.3 SDS-PAGE Electrophoresis ················································ 18

3.5.4 Transmembrane ······························································ 19

3.5.5 Antigen-antibody reaction ·················································· 19

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 10: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

细胞自噬与雄激素致大鼠前列腺增生中雄激素作用信号通路关系的研究

VI

3.5.6 ECLColor development ···················································· 19

3.6 RT-PCR detect prostate the mRNA of Bcl-2 and Beclin1 ················· 19

3.6.1 RT-PCRprimers ······························································ 20

3.6.2 Total RNA extracts ·························································· 20

3.6.3 Determination the concentration and purity of RNA ··················· 21

3.6.4 RNA reverse transcription ·················································· 21

3.6.5 RT-PCR ······································································· 23

3.7 Scanning transmission electron microscopy ································· 24

CHAPTER 4 Results ························································ 25

4.1The rat model of Benign prostatic hyperplasia ······························ 25

4.2HE. Staining ······································································· 25

4.3 RT-PCR detected the expression of Bcl-2 and Beclin1 26

4.4 SEM sections observation ························································ 28

4.5 WB results ·········································································· 29

4.6 TUNEL assay the apoptosis level ··············································· 30

CHAPTER 5 Discussion ···················································· 33

5.1 The selection of BPH animal model ············································ 33

5.2 Expressionof Beclin1and Bcl-2 in prostate of BPH rat model ············ 34

5.2 Androgen and PI3K / AKT / mTOR signaling pathway ··················· 37

5.3 Autophagy affects androgen-induced prostatic hyperplasia in rats40

CHAPTER 6 Conclusion and prospect ·································· 43

References ····································································· 45

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 11: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

第一章绪论

1

第一章 绪论

1.1 良性前列腺增生概述

良性前列腺增生(Benign prostatic hyperplasia,BPH)是 50 岁以上男性常

见的疾病,发病率随着年龄的增长逐渐上升。良性前列腺增生临床症状主要表现

为下尿路症状(lower urinary tract symptoms LUTS),包括尿频、尿急、尿等

待、尿不尽和夜尿增多等,这些症状会随着患者病情进展而缓慢加重。膀胱出口

梗阻是引起下尿路症状的主要原因。众多引起膀胱出口梗阻的因素中,最常见的

是前列腺体积增大压迫尿道,导致排尿困难。从组织病理学上看,是由于包绕尿

道周围的前列腺的上皮细胞和间质细胞数量的增加引起。引起老年男性前列腺上

皮和间质细胞的数量增加的具体机制仍然不清,目前有关良性前列腺增生发病机

制主要有以下几种学说:激素-内分泌学说、生长因子学说、上皮-间质细胞相互

作用学说、细胞凋亡与基因调控学说等。每一种学说均有一定的实验证据支持,

但是任何一种学说均不能单独完整解释良性前列腺增生发病机制。

1.1.1 前列腺组织的生长发育与雄激素的关系

前列腺与精囊、尿道球腺和壶腹腺同称为附属性腺组织。附属性腺组织在发育过

程中,类固醇和生长激素发挥了非常重要的作用。类固醇激素中,雄激素是调控

前列腺组织生长最重要的激素,前列腺组织中雄激素主要来源于睾丸,少量来源

于肾上腺。我国著名泌尿外科医师吴阶平曾调查了 26 名前清太监遗老,这些太

监在 10-26 岁时均行阴茎、阴囊和睾丸切除手术,接受调查时平均年为 72 岁,

其中 21 人前列腺已经完全不能触及,其余也均明显萎缩。动物在去势后也可观

察到类似结果。这说明前列腺组织的正常生长和发育必须依靠雄激素来维持。但

是在体外培养的前列腺上皮细胞,单纯加入雄激素并不能刺激上皮细胞有丝分

裂,只有加入间质细胞同时培养时才能促进前列腺上皮细胞生长。在前列腺组织

中,II 型 5α-还原酶主要存在于间质细胞,睾酮可经过前列腺间质细胞中的 II

型 5α-还原酶作用形成双氢睾酮(DHT),形成的 DHT 通过间质细胞核膜上的特

异性受体发挥作用。多米尼加共和国的某些缺乏 II 型 5α-还原酶的病人,男性

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 12: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

细胞自噬与雄激素致大鼠前列腺增生中雄激素作用信号通路关系的研究

2

会出现假两性畸形,阴茎可发育长大,但前列腺不发育,患者血清睾酮轻度升高,

而血清 DHT 下降。这说明前列腺正常的生长发育必须依靠的雄激素主要是 DHT,

II 型 5α-还原酶在其中起着重要的作用。间质细胞产生的生长因子和类固醇、

维生素等以旁分泌的方式作用于上皮细胞,调控上皮细胞生长[2.5.7.9]。

1.1.2 雄激素与良性前列腺增生细胞凋亡的关系

前列腺组织中,细胞的分裂和细胞老化、凋亡处于动态平衡状态,其中某一

过程出现异常都会导致前列腺体积的异常。最初人们认为良性前列腺增生时前列

腺体积增大是由于前列腺细胞过度增殖导致的,但是在光镜下观察增生的前列腺

组织,并没有观察到增殖活跃的前列腺细胞。1973 年,Kerr 首先发现在组织学

水平上去势大鼠前列腺细胞出现凋亡[19]。在动物实验中,切除大鼠睾丸 6 小时

候后血清睾酮水平下降至正常 1.2%,DHT 下降至正常 35%,且前列腺细胞凋亡显

著增加。在重新给予雄激素后,前列腺细胞凋亡减少[1]。在研究前列腺增生组织

DNA 合成率后,相比年轻对照组,DNA 合成率并未升高反而有所下降。因此目前

认为前列腺增生并非细胞过度增殖的结果,而是与前列腺细胞的凋亡减少有关。

细胞凋亡是受调控的细胞死亡方式,参与调节机体正常生长发育和维持机体

正常生理功能。许多生长因子、Bcl-2 家族蛋白、抑癌基因 P53 以及应激环境都

可参与细胞凋亡的调控。Bcl-2 是一种原癌基因,具有抑制凋亡的作用,被称为

“凋亡抑制因子”。Bcl-2 表达升高可抑制细胞凋亡,下调 Bcl-2 则能促进细胞

凋亡。良性前列腺增生主要发生在前列腺移行带,检测临床前列腺标本发现,与

正常前列腺相比,BPH 的前列腺外周带上皮细胞 Bcl-2 表达较高,且 BPH 前列腺

外周带 Bcl-2 表达显著低于移行带[12.13]。在良性前列腺增生的组织中,Bcl-2 均

有表达,而行睾丸切除术后的大鼠,前列腺组织 Bcl-2 表达下降[2.6]。因此雄激素

对前列腺细胞的作用与 Bcl-2 表达密切相关,目前观点认为雄激素就是通过增加

Bcl-2 的表达而抑制前列腺细胞的凋亡,但雄激素如何调节 Bcl-2 的表达目前尚

不清楚。

1.2 细胞凋亡和细胞自噬

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 13: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

第一章绪论

3

细胞凋亡(apoptosis)和细胞自噬(autophagy)均是依赖溶酶体降解功能

的生物学过程。以往研究认为,两者均为细胞程序性死亡方式。但目前认为,细

胞自噬并不仅是诱导细胞程序性死亡,更是细胞的生存的一个十分重要的自我保

护机制。细胞凋亡和细胞自噬之间可以相互影响,同时又受一些共同机制的调节,

两者关系十分密切且复杂。

1.2.1 细胞凋亡及其调控

早在1842年Vogt就在蝌蚪发育过程中观察到这种不同于细胞坏死的细胞死

亡现象,但细胞凋亡的概念直到 1972 年才由澳大利亚生物学家 Kerr 正式提出。

细胞凋亡是为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主有序的死亡。细胞凋亡与

细胞坏死不同,细胞凋亡并不是病理条件下自体损伤的一种现象,而是机体为更

好的适应生存环境而主动发生的细胞死亡过程。它涉及一系列基因的激活、表达

以及调控等过程。

细胞凋亡受到多个基因严格的调控。目前对细胞凋亡的分子机理研究尚未彻

底明了,已经形成的初步认识大多源于对 Bcl-2 基因家族的研究。细胞凋亡的过

程大致可分为起始阶段和效应阶段,起始阶段根据凋亡信号的来源不同可分为外

源信号途径和内源性信号途径。外源性信号途径,也称为死亡受体途径,细胞膜

上的 TNF 受体家族的受体(如 CD95)与配体(TNFa,细胞因子等)结合后激活

Caspase-8,活化的 Caspase-8 激活下游的 Caspase 开启细胞凋亡级联反应,细

胞发生凋亡。内源性信号途径则由应激环境、DNA 损伤或者抑癌基因(如 P53)

等激发(图 1.1)。

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 14: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

细胞自噬与雄激素致大鼠前列腺增生中雄激素作用信号通路关系的研究

4

图 1.1 细胞凋亡内源性信号途径和外源性信号途径激活的 caspase 不同,但激

活 caspase 后的凋亡级联反应相同

线粒体是内源信号途径细胞凋亡调控中心,细胞接收到凋亡信号后 CytC 从

线粒体释放出来,CytC 在 dATP 存在时与凋亡相关蛋白 Apaf-1 结合形成七聚体,

并可与 Caspase-9 结合形成凋亡小体,从而激活 Caspase-9。激活的 Caspase-9

可激活下游的 Caspase,如 Caspase-3 等,激活的 Caspase-3 可诱发凋亡级联反

应,导致细胞内大量蛋白被水解,从而导致细胞死亡。CytC 从线粒体内释放进

入胞浆的过程受 Bcl-2 调控。

1.2.2 细胞自噬

细胞自噬(autophagy)的概念最早由比利时学者 Christian de Duve 在 1963

年提出。早期的观点认为细胞自噬与细胞凋亡一样都是细胞程序性死亡,细胞凋

亡为 I 型程序性细胞死亡,而细胞自噬为 II 型程序性细胞死亡。现在认为,细

胞自噬是真核生物对细胞内物质进行周转的重要过程,一些损坏的蛋白或细胞器

被双层膜结构的自噬小泡包裹后,送入溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)中

进行降解,降解产物被细胞重复利用。细胞自噬参与生物的生长发育等多种过程,

且与肿瘤的发生关系密切。

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 15: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

第一章绪论

5

1.2.3 细胞自噬与细胞凋亡的关系

细胞自噬受自噬基因调控,Beclin1是哺乳动物参与细胞自噬的特异性基因。

Beclin-1 可与凋亡抑制因子 Bcl-2 结合形成复合物。Beclin1-Bcl-2 复合物比较

稳定,但在诱发 Beclin1-Bcl-2 复合物解离后,Beclin1 会重新获得活性,诱导

自噬的发生。在细胞应激或者是肿瘤药物治疗的情况下,抑制细胞自噬水平能促

进细胞的凋亡,因此有研究认为 Beclin1 同时参调节细胞自噬和细胞凋亡的过程

[3.10.11.14]。BH3 蛋白家族(Bax、Bid、Bik 等)大部分都能通过结合 Bcl-2 家族蛋

白来促进细胞凋亡。人工合成的具有 BH3-only 结构的 ABT-737 也能明显促进细

胞凋亡。Beclin1 也同样具有 BH3-only 结构,Beclin1 通过 BH3 结构与 Bcl-2 结

合形成复合物,理论上来说应该也可促进细胞凋亡。但是后续的实验证实Beclin1

蛋白结构完整时对 Bcl-2 的抑制凋亡作用并无直接抑制作用[12]。因此有观点认

为,在 Beclin1 结构完整时,存在着一种调节序列,能够抵消 BH3-only 结构对

Bcl-2 的抑制作用,从而使得完整的 Beclin1 不能影响细胞的凋亡。在细胞凋亡

的过程中所激活的 caspase-3、caspase-7 caspase-8 可以将 beclin1 裂解为氨

基端与羧基端,裂解后的 Beclin-1 以及裂解后的氨基端完全失去了参与细胞自

噬的能力,而羧基端表现出了明显的促进凋亡作用。虽然这个羧基端却并不含有

BH3-only 结构,但是在不表达 Beclin-1 的细胞中其对细胞凋亡有明显的促进作

用,其影响细胞凋亡水平具体机制目前仍不清楚[11.21]。因此在凋亡与自噬的相互

联系中,Beclin-1 及其代谢产物起着桥梁的作用。

1.3 良性前列腺增生与细胞自噬

目前与细胞自噬相关的前列腺疾病的研究多集中在前列腺癌方面,良性前列

腺增生在研究中常作为对照组,其与细胞自噬关系目前研究尚不清楚[22]。良性前

列腺增生患者,在服用 5-α还原酶抑制剂治疗后前列腺组织细胞的自噬水平显

著增加,体外实验中,使用 3-MA 抑制细胞自噬后能明显促进前列腺上皮细胞

PWR-1E 凋亡[5]。如上文所述,在良性前列腺增生发病过程中,雄激素起着不可或

缺的作用,前列腺增生过程中雄激素作用的信号通路目前并不清楚。但是有研究

发现,在前列腺癌细胞中雄激素受体信号通路与 PI3K-AKT-mTOR 通路密切相关,

在 PI3K/AKT 信号途径被抑制后,雄激素的转录活性增加,雄激素和 mTOR 抑制剂

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 16: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

细胞自噬与雄激素致大鼠前列腺增生中雄激素作用信号通路关系的研究

6

雷帕霉素协同激活雄激素靶基因[23]。因此,PI3K-AKT-mTOR 通路可能参与调控雄

激素作用的信号通路。

1.4 良性前列腺增生动物模型

良性前列腺增生(BPH)发病机制虽然目前还不十分明了,但相关动物模型

的研究取得了一定进展。良性前列腺增生模型选用的动物主要有大鼠、小鼠、猩

猩和犬。与人类 BPH 病理最为相似的是犬和猩猩,老年的犬和猩猩随着年龄增大

都会自发形成 BPH,但是因为价格昂贵、造模时间较长且涉及到伦理等问题,使

其应用受到了较大限制[26]。Mori 等人在成熟小鼠前列腺组织内植入小鼠胚胎泌

尿生殖窦组织,建立前列腺间质增生模型[41]。但是这种方法需要解剖胎鼠获取胚

胎泌尿生殖窦组织,操作难度较大。雄激素诱导的大鼠前列腺增生模型是目前最

为常用的,Scolnik 等发现 SD 大鼠或 Wistar 大鼠去势后给予外源性雄激素可致

大鼠前列腺增生[42]。该方法操作简单,制作的大鼠 BPH 模型结果稳定,重复性好。

模型大鼠前列腺腺体和间质均有增生,且以腺体增生为主,这也与人的前列腺增

生组织病理变化相似[43]。

1.5 研究设计

雄激素是良性前列腺增生(BPH)发病的必要条件,但雄激素为何会导致去

势大鼠发生前列腺增生目前并不清楚。如上文所述,雄激素会影响前列腺组织细

胞凋亡水平,且在前列腺癌细胞研究发现,雄激素对肿瘤细胞凋亡的影响与细胞

自噬 PI3K-AKT-mTOR 通路关系密切。因此,本实验对前列腺增生发病机制提出如

下设想:雄激素(睾酮)在前列腺间质细胞经 5-α还原酶作用下变成双氢睾酮

(DHT),DHT 与雄激素受体结合,生成细胞因子等激活 PI3K-AKT-mTOR 通路,引

起前列腺细胞自噬水平增加,导致前列腺细胞凋亡减少,发生前列腺增生(图 2)。

因此在给予去势成年大鼠雄激素的同时,分别同时雷帕霉素以及 3-MA。通过检

测对比大鼠前列腺组织凋亡水平,检测前列腺组织增生程度等方法验证良性前列

腺增生理论中的雄激素介导的间质-上皮相互作用学说、生长因子学说、细胞凋

亡学说理论均为良性前列腺增生发展过程中的一部分,为完善良性前列腺增生发

厦门大学博硕士论文摘要库

Page 17: Autophagy and androgen signaling pathway in the …Abstract II Abstract Objective:The mechanism of Benign prostatic hyperplasia(BPH) in castratedrat caused by androgen is unclear

Degree papers are in the “Xiamen University Electronic Theses and

Dissertations Database”.

Fulltexts are available in the following ways:

1. If your library is a CALIS member libraries, please log on

http://etd.calis.edu.cn/ and submit requests online, or consult the interlibrary

loan department in your library.

2. For users of non-CALIS member libraries, please mail to [email protected]

for delivery details.

厦门大学博硕士论文摘要库