人前列腺癌细胞DU145 | EnkiLife小课堂

一、细胞来源

建立背景：DU145细胞系于1978年从一位男性前列腺腺癌患者的脑转移灶中分离建立，经90代体外传代培养，具有稳定的上皮细胞形态和锚定非依赖性生长能力 [1]。

组织来源：源于雄激素非依赖性前列腺癌（Androgen-Independent Prostate Cancer, AIPC）的脑转移灶，属晚期前列腺癌模型 [1][2]。

二、生物学特性

1.分子标志物

干细胞特性：

表面标记：CD44⁺/α2β1ʰⁱ/CD133⁺细胞群（占比约0.1%）具有自我更新、多向分化和高增殖潜能，可形成前列腺样腺体，被定义为肿瘤干细胞 [3][4][5]。

富集方法：无血清培养基培养或化疗/放疗后，CD133⁺/CD44⁺比例可升至10.3%，增强成瘤能力 [6]。

分化标志：表达CK14、CK18、CD24、CD59，但雄激素受体（AR）阴性，不分泌前列腺特异性抗原（PSA） [2][5]。

2.信号通路特征

MAPK通路：ERK1/2和p38磷酸化水平与细胞增殖、迁移正相关，其抑制可降低DU145侵袭性 [7][8]。

耐药机制：长期暴露于400 nM flavopiridol（CDK9抑制剂）可诱导代谢重编程，产生耐药性 [9]。

3.转移特性

迁移与黏附：依赖肌动蛋白骨架重组，LaCl₃通过抑制ERK/p38磷酸化和细胞伸展面积阻碍迁移 [7]。

骨转移模型：胫骨内注射DU145细胞可在裸鼠中模拟骨转移，伴局部骨质破坏和恶病质 [10]。

三、培养与储存

1.培养基：RPMI-1640（不含酚红） + 10%胎牛血清 + 100 U/ml青霉素 + 100 μg/ml链霉素，37℃、5% CO₂培养 [6][7]。

2.冻存方法：标准程序为DMSO冻存液（浓度未详述），液氮长期保存 [3]。

四、研究应用领域

1.药物筛选：

稀土化合物（如LaCl₃）通过Gi蛋白通路抑制增殖和迁移 [7]。

天然产物（如香芹酚）通过PI3K/AKT或MAPK通路诱导凋亡[8]。

2.干细胞研究：CD44⁺/α2β1ʰⁱ/CD133⁺细胞群用于肿瘤发生、耐药机制和靶向治疗探索 [3][5][6]。

3.转移机制：

3D培养和鸡胚绒毛尿囊膜（CAM）模型模拟微转移 [11]。

Tks4高表达亚系（DC-1⁻）显示独特侵袭表型 [11]。

五、近五年研究进展（2020–2025）

1.基因表达谱：与正常前列腺上皮细胞（HPrec）比较，DU145显示转移相关基因（如MMPs）上调 [12]。

2.靶向治疗：

RNA干扰SPK1基因可下调抗凋亡蛋白Mcl-1，诱导凋亡 [13]。

CDK9抑制剂联合代谢干预克服耐药性 [9][2]。

3.干细胞富集：无血清培养联合放化疗提升肿瘤干细胞比例至9.8–10.3%[6]。

六、局限性及克服策略

七、总结与展望

DU145作为AR阴性、高转移性前列腺癌模型，在耐药机制、肿瘤干细胞和转移研究中不可替代。未来需结合单细胞测序解析异质性，开发靶向CD44⁺/CD133⁺干细胞的疗法，并优化体内外模型模拟微环境互作。稀土化合物和天然产物靶向MAPK通路的研究颇具转化潜力 [7][8]。

参考文献

1. Isolation of a human prostate carcinoma cell line (DU 145). Stone KR, et al. Int J Cancer. 1978;21(3):274-81. PMID: 631930.

2. Targeting CDK9: a promising therapeutic opportunity in prostate cancer. Rahaman MH, et al. ndocr Relat Cancer. 2016;23(12):T211-T223. PMID: 27852694.

3. Prospective identification of tumorigenic prostate cancer stem cells. Collins AT, et al. Cancer Res. 2005;65(23):10946-51. PMID: 16322242.

4. CD133, a novel marker for human prostatic epithelial stem cells. Richardson GD, et al. J Cell Sci. 2004;117(Pt 16):3539-45. PMID: 15226377.

5. 陈伟. 前列腺癌Du145细胞系肿瘤干细胞的分离、鉴定及其生物学特性研究. [博士学位论文]. 2004.

6. Enrichment of Prostate Cancer Stem-Like Cells by Serum-Free Medium and Chemoradiotherapy. Wang L, et al. Asian Pac J Cancer Prev. 2013;14(5):2615-20. PMID: 23803011.

7.王芃, 等. 氯化镧抑制前列腺癌细胞DU145的生长和迁移. 中国科学: 化学. 2010;40(8):1102-10.

8. 李刚, 等. 香芹酚通过MAPK信号通路抗前列腺癌作用机制研究. 中国药理学通报. 2014;30(3):406-10.

9. Metabolic reprogramming is associated with flavopiridol resistance in prostate cancer DU145 cells. Li X, et al. Sci Rep. 2017;7(1):5081. PMID: 28698598.

10. 罗勇, 等. 前列腺癌细胞株Du145裸鼠胫骨部骨肿瘤转移模型的建立. 现代泌尿外科杂志. 2006;11(1):48-50.

11. The Subline of Metastatic Prostate Cancer Cell line, DU145 expresses Tks4 and reveals distinctive Phenotype. Aldhafeeri HQ, et al. J Cancer Metastasis Treat. 2022;8:26. DOI: 10.20517/2394-4722.2022.15.

12. 吴学杰. 靶向SPK1的RNA干扰对前列腺癌细胞Du145的影响. [博士学位论文]. 2008.