综述：昼夜节律、雄激素信号、激素疗法与细胞衰老在前列腺癌中的复杂相互作用

《Cancer and Metastasis Reviews》：The intricate interplay between circadian rhythm, androgen signaling, hormone therapy, and cellular senescence in prostate cancer

　　本综述深入探讨了前列腺癌（PCa）中雄激素受体（AR）信号、昼夜节律与细胞衰老之间复杂的相互作用。文章揭示了AR信号的双重角色（既可促癌也可抑癌），并重点阐述了超生理水平雄激素（SAL）和AR拮抗剂如何通过基因组/非基因组途径诱导细胞衰老（涉及p21Waf1/Cip1、p16INK4a、SA-β-Gal等标志物）。作者强调了昼夜节律基因（如BMAL1、CRY1）在PCa风险与治疗中的关键作用，并指出解析这一调控网络有望为开发新型时间疗法（Chronotherapy）和衰老靶向疗法（Senolytics）提供新思路。

　　

1 引言

前列腺癌（PCa）是全球男性中第二大常见诊断癌症和第五大癌症相关死亡原因。雄激素受体（AR）作为一种配体激活的转录因子，在前列腺发育和PCa进展中均起着关键作用。针对AR的激素疗法是目前治疗PCa的金标准，但最终会产生耐药性。有趣的是，目前在临床试验中使用的超生理水平雄激素（SAL）也能抑制PCa进展并诱导细胞衰老，这揭示了AR信号通路的复杂性。昼夜节律控制着包括雄激素在内的激素生物合成，而多个时钟基因的单核苷酸多态性（SNPs）与PCa风险增加相关，尤其是与昼夜轮班工作有关。本综述旨在探讨激素疗法的疗效是否依赖于生物钟，并揭示雄激素、时钟基因表达与SAL诱导的细胞衰老之间存在的交叉对话，这构成了一个复杂且未被充分研究的调控PCa进展的网络。

2 前列腺癌中的雄激素受体信号

2.1 AR的结构及激动剂和拮抗剂的调控

AR（NR3C4）是核激素受体超家族的成员。全长AR蛋白包含四个主要功能域：氨基末端域（NTD）、DNA结合域（DBD）、铰链区和羧基末端配体结合域（LBD）。AR配体可以是固醇类或非固醇类分子。睾酮（T）及其更有效的代谢物二氢睾酮（DHT）是主要的天然激动剂。肾上腺来源的11-酮睾酮（11KT）在去势抵抗性前列腺癌（CRPC）患者中是主要的循环活性雄激素。抑制AR信号是PCa治疗的核心，但会产生耐药性。第一代AR拮抗剂包括氟他胺和比卡鲁胺，第二代包括恩杂鲁胺（Enz）、阿帕鲁胺以及最新开发的达洛鲁胺（Dar）。耐药机制多样，包括AR过表达、突变（如W741L使比卡鲁胺变为激动剂）或产生AR indifferent（AR不敏感）亚型，后者与RB1和TP53缺失、谱系可塑性及神经内分泌分化相关。

2.2 PCa中AR的基因组和非基因组信号

AR以剂量依赖性的双相方式响应不同雄激素浓度。低雄激素水平促进PCa细胞生长，而SAL治疗抑制PCa生长。机制上，不同剂量的同一雄激素影响细胞内AR单体与二聚体或寡聚体的形成和丰度。单体倾向于驱动致癌和增殖信号，而二聚体则驱动肿瘤抑制性转录程序。除了经典的基因组信号（涉及与雄激素反应元件（AREs）结合、招募共调节因子等），AR还能在雄激素刺激后数分钟内通过与非基因组信号通路（如MAPK/ERK, PI3K/AKT, Ras/Raf以及G蛋白偶联受体（GPCRs）如GPR133、GPR56、GPRC6A）相互作用，激活快速的非基因组信号。这些非基因组信号与基因组信号通路存在交叉对话，共同精细调控PCa细胞的命运。

3 癌症中的细胞衰老：一把双刃剑

3.1 细胞衰老及其标志

细胞衰老是一种由各种内外源应激源（如端粒缩短、治疗诱导、氧化应激、DNA损伤、昼夜节律失调）引发的细胞周期停滞状态。其标志包括形态学改变（扁平、核增大）、衰老相关分泌表型（SASP）、衰老相关异染色质灶（SAHF）、衰老相关卫星DNA伸展（SADS）、细胞周期抑制因子（如p16^INK4a、p21^Waf1/Cip1）表达上调、衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性升高以及表观遗传修饰。SASP具有高度异质性，可通过NF-κB、C/EBPβ、cGAS-STING等关键通路影响肿瘤微环境，既可能抑制也可能促进邻近恶性细胞增殖。

3.2 PCa中细胞衰老的诱导剂

在PCa中，AR是诱导细胞衰老的关键因子。令人惊讶的是，AR激动剂（SAL）和AR拮抗剂尽管对AR转录活性有相反作用，但均能诱导PCa细胞衰老。

3.2.1 AR激动剂介导的细胞衰老

SAL通过多种AR相关通路诱导细胞衰老。这包括激活AR-AKT信号通路；通过肿瘤抑制因子ING1b和ING2介导对端粒酶催化亚基（hTERT）的抑制；上调肿瘤抑制因子膜联蛋白A2（ANXA2）；调控长链非编码RNA（lncRNA），如抑制致癌lncRNA MIR503HG和上调促生存lncRNA SAT1（后者通过AKT磷酸化和p15^INK4b上调）；以及通过组蛋白变体H2AJ（直接AR靶基因）部分调控SAHF形成。此外，转录因子BHLHE40和LYL1通过调控非典型细胞周期蛋白基因CCNG2以及p27^Kip1等，在SAL诱导的衰老中发挥重要作用。

3.2.2 AR拮抗剂介导的细胞衰老

临床上使用的第一代（如比卡鲁胺）和第二代AR拮抗剂（如恩杂鲁胺、达洛鲁胺）均能诱导PCa细胞衰老。天然AR拮抗剂Atraric Acid（AA）及其衍生物C28也能抑制AR（包括耐药突变体），并通过减少AR Ser81磷酸化和增强AR与p130蛋白相互作用等机制，诱导细胞衰老。研究表明，AR激动剂和拮抗剂可能通过部分共享的途径（如DREAM复合物信号）诱导衰老和生长抑制。

3.3 使用衰老细胞清除剂靶向衰老细胞

鉴于SASP可能促进治疗抵抗，衰老细胞清除剂（Senolytics）作为联合治疗具有潜力。达沙替尼和槲皮素的组合、非瑟汀、Navitoclax（ABT-263）、FOXO4-DRI肽、HSP90抑制剂和p53/MDM2相互作用抑制剂等均在实验模型中显示出衰老细胞清除活性，但一些候选药物在临床试验中未能达到主要终点，凸显了该领域的转化挑战。

4 昼夜节律钟：分子结构及其在癌症和细胞衰老中的作用

4.1 核心和外围时钟基因

昼夜节律钟是一个内在的时间保持系统，核心时钟基因包括CLOCK、BMAL1、PER和CRY。它们构成转录-翻译反馈环（TTFL）：CLOCK-BMAL1异二聚体作为正向调节因子激活PER和CRY等靶基因的转录，随后PER-CRY蛋白复合物进入细胞核抑制CLOCK-BMAL1的活性，形成约24小时的节律振荡。外围时钟调节因子，如核受体REV-ERBα、RORα以及转录因子BHLHE40（DEC1）、BHLHE41（DEC2），也参与精细调控这一节律网络。

4.2 癌症中的昼夜节律钟基因

越来越多的证据将昼夜节律钟基因与癌症联系起来。昼夜节律失调（如轮班工作、睡眠障碍、夜间光照）与多种癌症风险增加相关。时钟基因的SNPs（如BMAL1、CRY1、CRY2、PER1、PER2、PER3的特定SNPs）也与PCa风险、进展和死亡率相关。在PCa中，BMAL1在恩杂鲁胺治疗后组织中富集，对维持恩杂鲁胺耐药细胞生长至关重要；CRY1作为促癌因子，受雄激素通过AR直接结合诱导，并参与调控细胞周期和DNA同源重组修复；PER3则在PCa干细胞中表达降低，通过调节WNT/β-catenin信号通路抑制干性。时间疗法（Chronotherapy）通过“训练生物钟”（如光疗法、热量限制）、“药物靶向生物钟”（如CK1δ/ε抑制剂、RORγ抑制剂）和“按生物钟给药”（优化给药时间）三种主要策略，旨在提高抗癌疗效并减少副作用。雄激素（尤其是睾酮）的生成本身也受昼夜节律调控。

4.3 控制细胞衰老的昼夜节律钟基因

昼夜节律钟的失调与年龄相关疾病和早衰有关。衰老过程中BMAL1表达降低。mTORC1通过其效应激酶S6K1磷酸化BMAL1来调节昼夜节律钟，而衰老过程中昼夜节律钟的减弱也影响mTORC1活性。NAD⁺依赖性去乙酰化酶SIRT1和SIRT6节律性地去乙酰化组蛋白H3和BMAL1，连接着代谢与节律。衰老细胞中NAD⁺水平降低可能损害昼夜节律钟功能。核心时钟因子CLOCK和BMAL1能协同促进DNA双链断裂的非同源末端连接和同源重组修复，从而对抗细胞衰老。研究表明，在膀胱癌细胞中，CRY1的积累保护细胞免受治疗诱导的衰老，而BHLHE40的过表达在食管鳞癌中诱导G1期阻滞并促进衰老。在PCa中，BHLHE40通过调控CCNG2和LYL1介导SAL诱导的细胞衰老。

5 结论

PCa的进展与AR信号、昼夜节律和细胞衰老密切相关。本综述探讨了这三个系统如何交汇并影响PCa细胞的衰老进程。AR信号展现出双重角色，而昼夜节律不仅调控激素生成，其基因变异也与PCa风险相关。现有证据表明，AR信号、昼夜节律和细胞衰老之间存在复杂的交叉对话，形成了一个多层面的调控轴。深入理解这一网络在时间和机制上的相互作用，对于开发更有效、个性化的PCa疗法，包括新型时间疗法和衰老靶向策略至关重要。未来需要采用系统级的研究方法，以揭示这一复杂调控网络的全貌。