ヒト前立腺幹および前駆細胞における非腫瘍シグナル伝達を介したエストロゲン受容体αおよびβの微分作用

ヒト前立腺幹および前駆細胞は、エストロゲン受容体（ER）αおよびERβを発現し、エストロゲンに対する増殖反応を示します。この研究では、膜開始エストロゲンシグナル伝達は、良性および癌性前立腺からの原発性上皮培養および幹様細胞株から濃縮されたヒト前立腺幹/前駆細胞で尋問されました。カベオリン-1相互作用により、細胞内分別および近接結紮アッセイが細胞膜に局在したERαとERβを細胞膜に局在させます。15〜60分間の17β-エストラジオール（E2）への曝露により、MAPKおよびAKT経路、IGF1受容体、表皮成長因子受容体、およびERαのシグナル伝達分子の連続的なリン酸化により、Diverse Downstream Cascadesを活性化する無傷の膜シグナルソームが記録されました。E2-DendrimerコンジュゲートまたはICIによる治療182,870は、膜ERを介したE2を介したアクションを検証しました。STEM/前駆細胞におけるERαまたはERβの過剰発現とノックダウンは、経路選択性を特定しました。ERαはAktを優先的に活性化しましたが、ERβはMAPKカスケードを選択的に活性化しました。さらに、前立腺癌の幹様細胞はERβのみを発現し、短いE2曝露はMAPKを活性化したが、Aktカスケードではなかった。Nongenomic E2シグナル伝達によって選択的に調節された遺伝子サブセットは、BGN、FOSB、FOXQ1、およびMAFを含む正常な前立腺前駆細胞で同定されました。膜開始E2シグナル伝達は急速に修飾されたヒストンメチルトランスフェラーゼを急速に修飾し、MLL1切断がリン酸化AKTおよびEZH2リン酸化の下流で観察され、MAPKシグナル伝達の下流では、ヒストンを共同で修飾して急速な遺伝子転写を可能にする可能性があります。まとめると、現在の所見は、下流エフェクターの異なる関与を伴う正常および癌性のヒト前立腺幹/前駆細胞におけるERαおよびERβ膜開始シグナル伝達を文書化しています。これらのシグナル伝達経路は、正常な前立腺幹/前駆細胞の恒常性に影響を与え、とらえどころのない前立腺癌幹細胞集団を標的とする新しい治療部位を提供します。

Human prostate stem and progenitor cells express estrogen receptor (ER)α and ERβ and exhibit proliferative responses to estrogens. In this study, membrane-initiated estrogen signaling was interrogated in human prostate stem/progenitor cells enriched from primary epithelial cultures and stem-like cell lines from benign and cancerous prostates. Subcellular fractionation and proximity ligation assays localized ERα and ERβ to the cell membrane with caveolin-1 interactions. Exposure to 17β-estradiol (E2) for 15 to 60 minutes led to sequential phosphorylation of signaling molecules in MAPK and AKT pathways, IGF1 receptor, epidermal growth factor receptor, and ERα, thus documenting an intact membrane signalosome that activates diverse downstream cascades. Treatment with an E2-dendrimer conjugate or ICI 182,870 validated E2-mediated actions through membrane ERs. Overexpression and knockdown of ERα or ERβ in stem/progenitor cells identified pathway selectivity; ERα preferentially activated AKT, whereas ERβ selectively activated MAPK cascades. Furthermore, prostate cancer stem-like cells expressed only ERβ, and brief E2 exposure activated MAPK but not AKT cascades. A gene subset selectively regulated by nongenomic E2 signaling was identified in normal prostate progenitor cells that includes BGN, FOSB, FOXQ1, and MAF. Membrane-initiated E2 signaling rapidly modified histone methyltransferases, with MLL1 cleavage observed downstream of phosphorylated AKT and EZH2 phosphorylation downstream of MAPK signaling, which may jointly modify histones to permit rapid gene transcription. Taken together, the present findings document ERα and ERβ membrane-initiated signaling in normal and cancerous human prostate stem/progenitor cells with differential engagement of downstream effectors. These signaling pathways influence normal prostate stem/progenitor cell homeostasis and provide novel therapeutic sites to target the elusive prostate cancer stem cell population.