揭示前列腺癌种族差异的分子基础：新型加勒比黑人细胞系ACRJ-PC28的药敏特征与精准治疗意义

　　本研究通过建立首个加勒比黑人前列腺癌细胞系ACRJ-PC28，系统揭示了药物敏感性的种族依赖性差异。研究发现阿比特龙（abiraterone）对黑人源细胞系表现出显著选择性（IC50=1.10 μmol/L），而恩杂鲁胺（enzalutamide）在白人源细胞系中效果更佳。RNA测序显示TNF家族基因（特别是TNFRSF14）的差异表达与药物反应相关，为前列腺癌的精准治疗提供了重要依据。

　　

引言

前列腺癌治疗手段历经千年演变，从根治性手术和烧灼术发展到20世纪初的放疗，直至1940年代化疗的出现。尽管治疗手段不断进步，但不同人群间的疗效差异显著，尤其黑人男性的发病率和死亡率是白人的1.5-2倍。这种差异在加勒比和非洲地区尤为突出，提示除社会经济因素外，肿瘤生物学和治疗反应的生物学差异可能起关键作用。

当前前列腺癌细胞系模型的多样性不足严重限制了研究进展，商业化的前列腺癌细胞系中仅有不到10%来源于黑人患者，且没有加勒比人群来源的细胞系。这种代表性不足限制了我们发现祖先特异性治疗脆弱性和开发靶向治疗方法的能力。

材料与方法

本研究采用多管齐下的实验方法评估不同种族背景前列腺癌细胞系的差异药物反应。通过比较五种临床相关抗癌药物（多西他赛、卡巴他赛、阿比特龙、恩杂鲁胺和奥拉帕尼）和一种天然产物甜菜碱在四种前列腺癌细胞系（DU-145、PC-3、MDA-PCA-2b和ACRJ-PC28）中的细胞毒性效应，使用多种互补的活力测定法确保药物敏感性测量的稳健性。

商业细胞系DU-145、PC-3和MDA-PCA-2b直接从ATCC购买，具有认证证书和无支原体污染认证。ACRJ-PC28细胞系通过短串联重复分析在IDEXX BioAnalytics进行认证，并通过混合分析确认其97%的非洲血统。

细胞培养

PC-3细胞来源于一名63岁白人男性的骨转移灶，在RPMI-1640培养基中培养。DU-145细胞来源于一名69岁白人男性前列腺癌患者的脑转移灶，在DMEM培养基中培养。MDA-PCA-2b来源于一名63岁黑人男性的雄激素非依赖性前列腺癌骨转移灶，在F-12K培养基中培养。ACRJ-PC28细胞来源于一名69岁牙买加黑人男性的前列腺腺癌，在角质形成细胞无血清培养基中培养。

药物处理

根据细胞生长速率和条件的差异，将前列腺癌细胞以不同密度接种在96孔板中。一天后，用指定浓度的药物治疗3天。所有药物溶解在DMSO中，确保每个孔中的溶剂数量一致。

细胞活力测定

采用MTS细胞增殖测定、中性红染色和结晶紫染色三种方法进行细胞活力检测。IC₅₀值使用在线AAT Biorequest IC₅₀计算器计算，通过不同测定方法生成的多个IC₅₀值取平均值，提供药物敏感性的全面评估。

RNA-seq分析

从欧洲核苷酸存档下载原始fastq文件，使用FastQC检查数据质量，使用Salmon quant进行转录本和基因表达定量。使用DESeq2确定差异表达基因，使用GoSeq进行基因本体和KEGG通路分析。所有RNA-seq分析均使用Galaxy网络平台完成。

结果

RNA-seq分析通过主成分分析显示了基于祖先来源的细胞系明显分离。三种关键比较揭示了显著的转录组差异：ACRJ-PC28与其他所有前列腺癌细胞系比较产生了1,396个差异表达基因；MDA-PCA-2b与其他细胞系比较产生了887个差异表达基因；黑人来源与白人来源前列腺癌细胞系比较识别出633个差异表达基因。

在评估的五种抗癌药物中，多西他赛对所有细胞系均表现出 exceptional 效力，IC₅₀值范围在0.05至0.08 nmol/L之间。尽管范围狭窄，ACRJ-PC28显示出适度增强的敏感性。

卡巴他赛在所有细胞系中也表现出 potent 活性，没有明显的祖先依赖性模式。相比之下，雄激素靶向治疗表现出显著的祖先依赖性模式。

阿比特龙对ACRJ-PC28表现出显著选择性，比其他细胞系强4.6至13.1倍。这种对黑人来源ACRJ-PC28系的偏好效力是在AR和PSA显著低表达的背景下观察到的。

奥拉帕尼在不同细胞系中表现出可变效力，没有清晰的祖先依赖性模式。PC-3表现出 exceptional 敏感性，而MDA-PCA-2b表现出 profound 抗性，相差492倍。

恩杂鲁胺表现出最明显的祖先依赖性反应模式，黑人来源细胞系的敏感性显著降低。ACRJ-PC28和MDA-PCA-2b分别比白人来源PC-3细胞反应性低5.5倍和2.8倍。

天然产物甜菜碱对所有细胞系的影响最小，细胞毒性范围在164.3至242.07 mmol/L之间。

讨论

本研究揭示了黑人和白人患者来源前列腺癌细胞系在基因表达谱和药物反应方面的显著差异，强调了祖先特异性临床前药物评估方法的重要性。

紫杉烷化合物多西他赛和卡巴他赛在所有细胞系中均表现出纳摩尔级活性，无论祖先背景如何。这与它们抑制微管解聚的作用机制一致，且其疗效不受AR状态影响。

与紫杉烷形成鲜明对比的是，雄激素靶向治疗表现出明显的祖先依赖性反应模式。阿比特龙对ACRJ-PC28的显著选择性与George等人的临床观察结果一致，他们报道了黑人mCRPC患者对阿比特龙的增强反应。

AR阴性ACRJ-PC28对阿比特龙的 paradoxical 超敏反应代表了一个特别有趣的发现。这表明 beyond 经典AR信号传导的替代分子机制可能介导阿比特龙在一些黑人患者中的增强疗效。

奥拉帕尼在不同细胞系中的疗效差异似乎是由细胞特异性分子特征而非单纯的祖先背景驱动。这些复杂模式强调了需要全面的分子分析来指导PARP抑制剂治疗。

恩杂鲁胺在所有测试化合物中表现出最明显的祖先依赖性反应模式。这种一致的基于祖先的模式表明雄激素信号通路反应存在根本的生物学差异，值得进一步研究。

甜菜碱在所有细胞系中表现出有限的细胞毒性，具有最小的祖先依赖性模式。尽管其体外效力较弱，但甜菜碱的水溶性提供了潜在的药物递送优势。

ACRJ-PC28细胞系的 aggressive 神经内分泌表型反映了其来源患者的临床病程。典型前列腺癌标志物（AMACR、AR、NKX3.1和PSA）的丢失反映了治疗抵抗性疾病中常见的细胞进化。

在已识别的感兴趣基因中，TNFRSF14在两个黑人来源前列腺癌细胞系中的低表达代表了一个特别值得进一步研究的有趣发现。TNF家族信号传导的这种一致改变可能有助于观察到的祖先依赖性药物反应，可能作为生物标志物和治疗靶点。

结论

本研究证明前列腺癌中的祖先特异性药物反应反映了分子水平的根本生物学差异。对新型ACRJ-PC28细胞系与已建立模型的全面分析揭示了三个关键模式：紫杉烷在所有细胞系中保持疗效，无论祖先或AR状态；雄激素靶向治疗显示出显著的祖先依赖性反应；恩杂鲁胺在黑人来源细胞系中 consistently 显示降低的疗效。

AR阴性ACRJ-PC28对阿比特龙的 paradoxical 超敏性为黑人mCRPC患者对该疗法增强反应的临床观察提供了机制见解。TNFRSF14和其他TNF家族基因在黑人来源前列腺癌细胞系中的一致低表达突出了潜在于这些差异反应的分子机制。

这些发现具有直接的临床意义，表明患有侵袭性疾病的黑人前列腺癌患者可能从阿比特龙中获益更多 than 恩杂鲁胺，可能与紫杉烷联合使用。ACRJ-PC28模型通过提供第一个加勒比黑人来源的细胞系，解决了前列腺癌研究中的关键空白，使得能够对疾病负担不成比例的人群进行更精确的临床前治疗评估。