NF-κB信号调控前列腺干细胞可塑性、重编程

前列腺上皮由基底细胞（BCs）、腔面细胞（LCs）及少量神经内分泌细胞构成。胚胎期，多能基底干细胞驱动腺体发育；成年后，区域特异性的单能基底和腔面祖细胞分别维持组织稳态。Pten缺失是前列腺腺癌最常见的起始事件之一，然而其如何打破谱系界限、重新激活BC多能性，并导致区域异质性肿瘤，机理尚未阐明。本研究通过K5CreER驱动的Pten条件敲除模型，联合单细胞转录组、ATAC-seq及体内外功能实验，系统解析了BC在Pten缺失后经历的细胞命运重编程轨迹，并阐明先天免疫-NF-κB轴在其中发挥的核心作用。

研究首先构建了K5CreER/Ptenfl/fl/RosaYFP小鼠，以他莫昔芬诱导Pten在基底细胞特异性缺失。流式细胞术（CD49fhighEpCAM+标记BC，CD49flowEpCAM+标记LC）显示，诱导后第1周仅检出YFP+ BC；第4–6周起，AP与DLP区出现YFP+ LC，VP区则明显滞后。免疫荧光共染K14（基底）与K8（腔面）证实，BC向LC转分化过程中出现K14+K8+双阳性“混合态”细胞，提示谱系不忠。EdU脉冲追踪进一步揭示BC对称分裂（BC–BC）与不对称分裂（BC–LC）频率相近，说明Pten缺失后BC仍兼顾自我更新与分化。组织学随访显示，AP与DLP在12周即出现高级别PIN及浸润性腺癌，而VP仅见局灶性导管内增生，提示区域微环境差异显著影响肿瘤演进。

为排除K5CreER在皮肤等其它上皮表达带来的系统性炎症干扰，研究者通过腺病毒AdeK5Cre进行前列腺原位注射，证实BC特异性重组后仍能重现上述表型，表明细胞命运转变源于前列腺上皮自身的遗传事件。

Pten与Pik3caH1047R双突变小鼠（K5CreER/Ptenfl/fl/Pik3caH1047R/RosaYFP）进一步显示，PI3K通路增强使基底-腔面转换速度及肿瘤恶性度显著加快；Pten/Trp53双缺失模型亦呈现类似结果，提示致癌剂量与组合决定BC可塑性阈值。值得注意的是，mTOR复合物1抑制剂Rapamycin（AbMole，货号M1768，6 mg kg⁻¹腹腔给药，每周三次，持续5周）显著抑制BC重编程及早期肿瘤形成，流式与组织学均显示YFP+ LC比例下降、混合型细胞减少、浸润灶面积缩小。该结果首次在体内证实mTOR为Pten缺失诱导的BC多能性关键节点。

单细胞RNA测序（scRNA-seq）解析了Pten缺失后6周前列腺上皮图谱。WT样本呈现清晰的BC、LC及区域亚群（anterodorsal、proximal、ventral等）；而Pten缺失样本出现从BC到hillock-like（Krt13^highAqp3^high）、Hybrid（Krt14^+Krt4^+Aqp3^+）再到proximal-like LC（Krt4^+Trop2^+Clu^+）的连续轨迹。Slingshot伪时间分析锁定两条主要分化路径：AP/DLP区BC经hillock/hybrid最终成为proximal LC；VP区BC则直接转向Nkx3.1^+ distal LC。原位染色验证了Krt13、Aqp3、K4在AP/DLP的时空表达顺序，而VP则缺乏hillock阶段，提示染色质预编程差异。

机制层面，SCENIC转录因子网络分析发现，hillock及hybrid细胞中NF-κB、STAT1/2、IRF7等先天免疫调控子显著激活。Bulk RNA-seq与ATAC-seq联合证实，Pten缺失后BC的染色质开放峰富集NF-κB/RelA、AP-1及P63结合基序；qPCR时间序列显示Il1a、Cxcl2在基底-腔面转换启动时即上调。为进一步验证先天免疫轴的功能必要性，研究采用AbMole小分子抑制剂进行体内干预：JSH-23（NF-κB抑制剂，6 mg kg⁻¹腹腔给药）、Ruxolitinib（JAK1/2抑制剂，10 mg kg⁻¹腹腔给药）与Anakinra（IL-1R拮抗剂，10 mg kg⁻¹腹腔给药）。三者在K5-PTEN及K5-PTEN-PIK小鼠中均显著降低YFP+ LC比例，抑制hillock与proximal-like表型，并减少Ly6G^+髓系细胞浸润。体外前列腺类器官实验进一步证实，4-OH-他莫昔芬诱导Pten或Pten/Pik3ca缺失后，类器官由空心结构转为实心增生，K8^+YFP^+细胞大量出现；加入JSH-23（1 μM）或Ruxolitinib（10 μM）可恢复空心形态，减少腔面细胞比例，提示上皮细胞自主的NF-κB/JAK-STAT信号足以驱动可塑性。

为在遗传层面验证NF-κB的核心作用，研究构建了K5CreER/Ptenfl/fl/Relafl/fl/RosaYFP小鼠。RelA（p65）与Pten共缺失显著阻断BC向LC转分化，hillock及proximal-like标记Krt13、Aqp3、Krt4表达下降，髓系浸润减少，肿瘤负荷明显减轻。RNA-seq显示RelA缺失导致先天免疫、细胞因子及重编程基因集整体下调，而Nkx3.1等distal LC标志上调，表明NF-κB为BC命运决定的“开关”。

研究进一步追踪10个月晚期肿瘤，发现AP/DLP区仍维持hillock-hybrid-proximal谱系特征，VP区则呈Nkx3.1^low的侵袭性腺癌。人类前列腺单细胞数据库（ERG驱动、Prostate Cell Atlas、治疗初发及导管内/筛状癌队列）交叉验证显示，小鼠定义的hillock/hybrid基因特征在人类高Gleason分级肿瘤中显著富集。免疫组化（IHC）在136例人前列腺癌样本中证实，hillock标记AQP3、proximal标记PIGR及炎症标记STAT1的表达随分级升高而增加，提示该重编程轨迹可作为侵袭性疾病的潜在分子标签。

综上，Pten缺失通过激活mTOR-依赖的先天免疫-NF-κB轴，使区域性BC经历hillock-hybrid-proximal层级重编程，获得高致瘤潜能；抑制NF-κB、JAK-STAT或IL-1信号可在细胞自主层面阻断该过程。研究不仅阐明了前列腺干细胞可塑性的时空规律，也为干预早期肿瘤演进提供了可靶向的免疫-表观遗传节点。