Effects of gamma-radiation on cell growth, cycle arrest, death, and superoxide dismutase expression by DU 145 human prostate cancer cells

Gamma-irradiation (gamma-IR) is extensively used in the treatment of hormone-resistant prostate carcinoma. The objective of the present study was to investigate the effects of 60Co gamma-IR on the growth, cell cycle arrest and cell death of the human prostate cancer cell line DU 145. The viability of DU 145 cells was measured by the Trypan blue exclusion assay and the 3(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5,diphenyltetrazolium bromide test. Bromodeoxyuridine incorporation was used for the determination of cell proliferation. Cell cycle arrest and cell death were analyzed by flow cytometry. Superoxide dismutase (SOD), specifically CuZnSOD and MnSOD protein expression, after 10 Gy gamma-IR, was determined by Western immunoblotting analysis. gamma-IR treatment had a significant (P < 0.001) antiproliferative and cytotoxic effect on DU 145 cells. Both effects were time and dose dependent. Also, the dose of gamma-IR which inhibited DNA synthesis and cell proliferation by 50% was 9.7 Gy. Furthermore, gamma-IR induced cell cycle arrest in the G2/M phase and the percentage of cells in the G2/M phase was increased from 15% (control) to 49% (IR cells), with a nonsignificant induction of apoptosis. Treatment with 10 Gy gamma-IR for 24, 48, and 72 h stimulated CuZnSOD and MnSOD protein expression in a time-dependent manner, approximately by 3- to 3.5-fold. These data suggest that CuZnSOD and MnSOD enzymes may play an important role in the gamma-IR-induced changes in DU 145 cell growth, cell cycle arrest and cell death.

Establishment and characterization of androgen-independent human prostate cancer cell lines, PcBra1, PcBra2, and PcBra3

One of the main obstacles for understanding biological events involved in cancer is the lack of experimental models for in vitro studies especially for prostate cancer (PC).There are a limited number of PC cell lines being the majority originated from metastatic tumors mostly acquired from American Tissue Cell Culture which demands importation an expensive and bureaucratic process. Also it is well known that there are ethnic differences between populations concerning the behavior of tumors and the research based on cell lines derived from Brazilians should be interesting. Our aim was to develop tumor cell lines from primary PC.

Anti-tumoral effect of the non-nucleoside DNMT inhibitor RG108 in human prostate cancer cells

Background: Current therapeutic strategies for advanced prostate cancer (PCa) are largely ineffective. Because aberrant DNA methylation associated with inappropriate gene-silencing is a common feature of PCa, DNA methylation inhibitors might constitute an alternative therapy. In this study we aimed to evaluate the anti-cancer properties of RG108, a novel non-nucleoside inhibitor of DNA methyltransferases (DNMT), in PCa cell lines. Methods: The anti-tumoral impact of RG108 in LNCaP, 22Rv1, DU145 and PC-3 cell lines was assessed through standard cell viability, apoptosis and cell cycle assays. Likewise, DNMT activity, DNMT1 expression and global levels of DNA methylation were evaluated in the same cell lines. The effectiveness of DNA demethylation was further assessed through the determination of promoter methylation and transcript levels of GSTP1, APC and RAR-β2, by quantitative methylation-specific PCR and RT-PCR, respectively. Results: RG108 led to a significant dose and time dependent growth inhibition and apoptosis induction in LNCaP, 22Rv1 and DU145. LNCaP and 22Rv1 also displayed decreased DNMT activity, DNMT1 expression and global DNA methylation. Interestingly, chronic treatment with RG108 significantly decreased GSTP1, APC and RAR-β2 promoter hypermethylation levels, although mRNA re-expression was only attained GSTP1 and APC. Conclusions: RG108 is an effective tumor growth suppressor in most PCa cell lines tested. This effect is likely mediated by reversion of aberrant DNA methylation affecting cancer related-genes epigenetically silenced in PCa. However, additional mechanism might underlie the anti-tumor effects of RG108. In vivo studies are now mandatory to confirm these promising results and evaluate the potential of this compound for PCa therapy.

RNAi-mediated knockdown of pituitary tumor- transforming gene-1 (PTTG1) suppresses the proliferation and invasive potential of PC3 human prostate cancer cells

Pituitary tumor-transforming gene-1 (PTTG1) is a proto-oncogene that promotes tumorigenesis and metastasis in numerous cell types and is overexpressed in a variety of human tumors. We have demonstrated that PTTG1 expression was up-regulated in both human prostate cancer specimens and prostate cancer cell lines. For a more direct assessment of the function of PTTG1 in prostate tumorigenesis, RNAi-mediated knockdown was used to selectively decrease PTTG1 expression in PC3 human prostate tumor cells. After three weeks of selection, colonies stably transfected with PTTG1-targeted RNAi (the knockdown PC3 cell line) or empty vector (the control PC3 cell line) were selected and expanded to investigate the role of PTTG1 expression in PC3 cell growth and invasion. Cell proliferation rate was significantly slower (28%) in the PTTG1 knockdown line after 6 days of growth as indicated by an MTT cell viability assay (P < 0.05). Similarly, a soft agar colony formation assay revealed significantly fewer (66.7%) PTTG1 knockdown PC3 cell colonies than control colonies after three weeks of growth. In addition, PTTG1 knockdown resulted in cell cycle arrest at G1 as indicated by fluorescence-activated cell sorting. The PTTG1 knockdown PC3 cell line also exhibited significantly reduced migration through Matrigel in a transwell assay of invasive potential, and down-regulation of PTTG1 could lead to increased sensitivity of these prostate cancer cells to a commonly used anticancer drug, taxol. Thus, PTTG1 expression is crucial for PC3 cell proliferation and invasion, and could be a promising new target for prostate cancer therapy.

Enterolactone restricts the proliferation of the LNCaP human prostate cancer cell line in vitro

Ecological data suggest a long-term diet high in plant material rich in biologically active compounds, such as the lignans, can significantly influence the development of prostate cancer over the lifetime of an individual. The capacity of a pure mammalian lignan, enterolactone (ENL), to influence the proliferation of the LNCaP human prostate cancer cell line was investigated as a function of cell density, metabolic activity, expression and secretion of prostate specific antigen (PSA), cell cycle profile, and the expression of genes involved in development and progression of prostate cancer. Treatment with a subcytotoxic concentration of ENL (60 mu M for 72 h) was found to reduce: cell density (57.5%, SD 7.23, p < 0.001), metabolic activity (55%, SD 0.03, p < 0.001), secretion of PSA (48.50% SD 4.74, p = 0.05) and induce apoptosis (8.33-fold SD 0.04, p = 0.001) compared to untreated cells. Cotreatment with 10 mu M etoposide was found to increase apoptosis by 50.17% (SD 0.02, p < 0.001). Additionally, several key genes (e.g. MCMs, survivin and CDKs) were beneficially regulated by ENL treatment (p < 0.05). The data suggest that the antiproliferative activity of ENL is a consequence of altered expression of cell cycle associated genes and provides novel molecular evidence for the antiproliferative properties of a pure lignan in prostate cancer.

Agents used for chemoprevention of prostate cancer may influence PSA secretion independently of cell growth in the LNCaP model of human prostate cancer progression

BACKGROUND: The aim of this study was to evaluate the inhibitory growth effects of different potential chemopreventive agents in vitro and to determine their influence on PSA mRNA and protein expression with an established screening platform. METHODS: LNCaP and C4-2 cells were incubated with genistein, seleno-L-methionine, lycopene, DL-alpha-tocopherol, and trans-beta-carotene at three different concentrations and cell growth was determined by the MTT assay. PSA mRNA expression was assessed by quantitative real-time RT-PCR and secreted PSA protein levels were quantified by the microparticle enzyme immunoassay. RESULTS: Genistein, seleno-l-methionine and lycopene inhibited LNCaP cell growth, and the proliferation of C4-2 cells was suppressed by seleno-L-methionine and lycopene. PSA mRNA expression was downregulated by genistein in LNCaP but not C4-2 cells. No other compound tested altered PSA mRNA expression. PSA protein expression was downregulated by genistein, seleno-L-methionine, DL-alpha-tocopherol in LNCaP cells. In C4-2 cells only genistein significantly reduced the secretion of PSA protein. CONCLUSIONS: In the LNCaP progression model PSA expression depends on the compound, its concentration and on the hormonal dependence of the cell line used and does not necessarily reflect cell growth or death. Before potential substances are evaluated in clinical trials using PSA as a surrogate end point marker, their effect on PSA mRNA and protein expression has to be considered to correctly assess treatment response by PSA.

Novel Regulation of Type IV Collagenase (Matrix Metalloproteinase-9 and -2) Activities by Transforming Growth Factor-β1 in Human Prostate Cancer Cell Lines

The type IV collagenases/gelatinases matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) and MMP-9 play a variety of important roles in both physiological and pathological processes and are regulated by various growth factors, including transforming growth factor-β1 (TGF-β1), in several cell types. Previous studies have suggested that cellular control of one or both collagenases can occur through direct transcriptional mechanisms and/or after secretion through proenzyme processing and interactions with metalloproteinase inhibitors. Using human prostate cancer cell lines, we have found that TGF-β1 induces the MMP-9 proenzyme; however, this induction does not result from direct effects on gene transcription but, instead, through a protein synthesis–requiring process leading to increased MMP-9 mRNA stability. In addition, we have examined levels of TGF-β1 regulation of MMP-2 in one prostate cancer cell line and found that TGF-β1 induces higher secreted levels of this collagenase through increased stability of the secreted 72-kDa proenzyme. These results identify two novel nontranscriptional pathways for the cellular regulation of MMP-9 and MMP-2 collagenase gene expression and activities.

Immuno-oncology of human prostate cancer : phenotypical characterization and study of the tumor-derived, androgen-regulated immunosuppressive microenvironment

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes canadiens et la troisième cause de décès relié au cancer. Lorsque diagnostiqué à un stade précoce de la maladie, le cancer de la prostate est traité de manière curative par chirurgie et radiothérapie. Par contre, les thérapies actuelles ne peuvent éradiquer la maladie lorsqu’elle progresse à des stades avancés. Ces thérapies, comme la chimiothérapie et l’hormonothérapie, demeurent donc palliatives. Il est primordial d’optimiser de nouvelles thérapies visant l’élimination des cellules cancéreuses chez les patients atteints des stades avancés de la maladie. Une de ces nouvelles options thérapeutiques est l’immunothérapie. L’immunothérapie du cancer a fait des progrès considérables durant les dernières années. Cependant, les avancements encourageants obtenus lors d’essais précliniques ne se sont pas encore traduits en des résultats cliniques significatifs. En ce qui concerne le cancer de la prostate, les résultats négligeables suivants des interventions immunothérapeutiques peuvent être causés par le fait que la plupart des études sur le microenvironnement immunologique furent effectuées chez des modèles animaux. De plus la majorité des études sur l’immunologie tumorale humaine furent effectuées chez des patients atteints d’autres cancers, tels que le mélanome, et non chez les patients atteints du cancer de la prostate. Donc, le but central de cette thèse de doctorat est d’étudier le microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate afin de mieux définir les impacts de la tumeur sur le développement de la réponse immunitaire antitumorale. Pour réaliser ce projet, nous avons établi deux principaux objectifs de travail : (i) la caractérisation précise des populations des cellules immunitaires infiltrant la tumeur primaire et les ganglions métastatiques chez les patients atteints du cancer de la prostate; (ii) l’identification et l’étude des mécanismes immunosuppressifs exprimés par les cellules cancéreuses de la prostate. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que la progression du cancer de la prostate est associée au développement d’un microenvironnement immunosuppressif qui, en partie, est régulé par la présence des androgènes. L’étude initiale avait comme but la caractérisation du microenvironnement immunologique des ganglions drainant la tumeur chez des patients du cancer de la prostate. Les résultats présentés dans le chapitre III nous a permis de démontrer que les ganglions métastatiques comportent des signes cellulaires et histopathologiques associés à une faible réactivité immunologique. Cette immunosuppression ganglionnaire semble dépendre de la présence des cellules métastatiques puisque des différences immunologiques notables existent entre les ganglions non-métastatiques et métastatiques chez un même patient. La progression du cancer de la prostate semble donc associée au développement d’une immunosuppression affectant les ganglions drainant la tumeur primaire. Par la suite, nous nous sommes intéressés à l’impact de la thérapie par déplétion des androgènes (TDA) sur le microenvironnement immunologique de la tumeur primaire. La TDA est associée à une augmentation marquée de l’inflammation prostatique. De plus, les protocoles d’immunothérapies pour le cancer de la prostate actuellement évalués en phase clinique sont dirigés aux patients hormonoréfractaires ayant subi et échoué la thérapie. Cependant, peu d’information existe sur la nature de l’infiltrat de cellules immunes chez les patients castrés. Il est donc essentiel de connaître la nature de cet infiltrat afin de savoir si celui-ci peut répondre de manière favorable à une intervention immunothérapeutique. Dans le chapitre IV, je présente les résultats sur l’abondance des cellules immunes infiltrant la tumeur primaire suivant la TDA. Chez les patients castrés, les densités de lymphocytes T CD3+ et CD8+ ainsi que des macrophages CD68+ sont plus importantes que chez les patients contrôles. Nous avons également observé une corrélation entre la densité de cellules NK et une diminution du risque de progression de la maladie (rechute biochimique). Inversement, une forte infiltration de macrophages est associée à un plus haut risque de progression. Conjointement, durant cette étude, nous avons développé une nouvelle approche informatisée permettant la standardisation de la quantification de l’infiltrat de cellules immunes dans les échantillons pathologiques. Cette approche facilitera la comparaison d’études indépendantes sur la densité de l’infiltrat immun. Ces résultats nous ont donc permis de confirmer que les effets pro-inflammatoires de la TDA chez les patients du cancer de la prostate ciblaient spécifiquement les lymphocytes T et les macrophages. L’hypothèse intéressante découlant de cette étude est que les androgènes pourraient réguler l’expression de mécanismes immunosuppressifs dans la tumeur primaire. Dans le chapitre V, nous avons donc étudié l’expression de mécanismes immunosuppressifs par les cellules cancéreuses du cancer de la prostate ainsi que leur régulation par les androgènes. Notre analyse démontre que les androgènes augmentent l’expression de molécules à propriétés immunosuppressives telles que l’arginase I et l’arginase II. Cette surexpression dépend de l’activité du récepteur aux androgènes. Chez les patients castrés, l’expression de l’arginase II était diminuée suggérant une régulation androgénique in vivo. Nous avons observé que l’arginase I et l’arginase II participent à la prolifération des cellules du cancer de la prostate ainsi qu’à leur potentiel immunosuppressif. Finalement, nous avons découvert que l’expression de l’interleukin-8 était aussi régulée par les androgènes. De plus, l’interleukin-8, indépendamment des androgènes, augmente l’expression de l’arginase II. Ces résultats confirment que les androgènes participent au développement d’une microenvironnement immunosuppressif dans le cancer de la prostate en régulant l’expression de l’arginase I, l’arginase II et l’interleukin-8. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse témoignent du caractère unique du microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate. Nos travaux ont également permis d’établir de nouvelles techniques basées sur des logiciels d’analyse d’image afin de mieux comprendre le dialogue entre la tumeur et le système immunitaire chez les patients. Approfondir les connaissances sur les mécanismes de régulation du microenvironnement immunologique chez les patients atteint du cancer de la prostate permettra d’optimiser des immunothérapies mieux adaptées à éradiquer cette maladie.

Evaluating DNA damage response (DDR) activation in human prostate cancer

Introduction: Au Canada, le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes et le plus mortel après les cancers du poumon et du côlon. Il y a place à optimiser le traitement du cancer de la prostate de manière à mettre en œuvre une médecine personnalisée qui s’adapte aux caractéristiques de la maladie de chaque patient de façon individuelle. Dans ce mémoire, nous avons évalué la réponse aux dommages de l’ADN (RDA) comme biomarqueur potentiel du cancer de la prostate. Les lésions potentiellement oncogènes de l'ADN déclenche une cascade de signalisation favorisant la réparation de l'ADN et l’activation des points de contrôle du cycle cellulaire pour préserver l’intégrité du génome. La RDA est un mécanisme central de suppression tumorale chez l’homme. La RDA joue un rôle important dans l’arrêt de la prolifération des cellules dont les génomes sont compromis, et donc, prévient la progression du cancer en agissant comme une barrière. Cette réponse cellulaire détermine également comment les cellules normales et cancéreuses réagissent aux agents utilisés pour endommager l'ADN lors du traitement du cancer comme la radiothérapie ou la chimiothérapie, en plus la présence d,un certain niveau de RDA dans les cellules du cancer de la prostate peuvent également influer sur l'issue de ces traitements. L’activation des signaux de la RDA peut agir comme un frein au cancer dans plusieurs lésions pré-néoplasiques de l'homme, y compris le cancer de la prostate. Il a été démontré que la RDA est augmentée dans les cellules de néoplasie intra- épithéliale (PIN) comparativement aux cellules prostatiques normales. Toutefois, le devient de la RDA entre le PIN et l’adénocarcinome est encore mal documenté et aucune corrélation n'a été réalisée avec les données cliniques des patients. Notre hypothèse est que les niveaux d’activation de la RDA seront variables selon les différents grades et agressivité du cancer de la prostate. Ces niveaux pourront être corrélés et possiblement prédire les réponses cliniques aux traitements des patients et aider à définir une stratégie plus efficace et de nouveaux biomarqueurs pour prédire les résultats du traitement et personnaliser les traitements en conséquence. Nos objectifs sont de caractériser l'activation de la RDA dans le carcinome de la prostate et corréler ses données avec les résultats cliniques. Méthodes : Nous avons utilisé des micro-étalages de tissus (tissue microarrays- TMAs) de 300 patients ayant subi une prostatectomie radicale pour un cancer de la prostate et déterminé le niveau d’expression de protéines de RDA dans le compartiment stromal et épithélial des tissus normaux et cancéreux. Les niveaux d’expression de 53BP1, p-H2AX, p65 et p-CHK2 ont été quantifiés par immunofluorescence (IF) et par un logiciel automatisé. Ces marqueurs de RDA ont d’abord été validés sur des TMAs-cellule constitués de cellules de fibroblastes normales ou irradiées (pour induire une activation du RDA). Les données ont été quantifiées à l'aide de couches binaires couramment utilisées pour classer les pixels d'une image pour que l’analyse se fasse de manière indépendante permettant la détection de plusieurs régions morphologiques tels que le noyau, l'épithélium et le stroma. Des opérations arithmétiques ont ensuite été réalisées pour obtenir des valeurs correspondant à l'activation de la RDA qui ont ensuite été corrélées à la récidive biochimique et l'apparition de métastases osseuses. Résultats : De faibles niveaux d'expression de la protéine p65 dans le compartiment nucléaire épithélial du tissu normal de la prostate sont associés à un faible risque de récidive biochimique. Par ailleurs, nous avons aussi observé que de faibles niveaux d'expression de la protéine 53BP1 dans le compartiment nucléaire épithéliale du tissu prostatique normal et cancéreux ont été associés à une plus faible incidence de métastases osseuses. Conclusion: Ces résultats confirment que p65 a une valeur pronostique chez les patients présentant un adénocarcinome de la prostate. Ces résultats suggèrent également que le marqueur 53BP1 peut aussi avoir une valeur pronostique chez les patients avec le cancer de la prostate. La validation d'autres marqueurs de RDA pourront également être corrélés aux résultats cliniques. De plus, avec un suivi des patients plus long, il se peut que ces résultats se traduisent par une corrélation avec la survie. Les niveaux d'activité de la RDA pourront éventuellement être utilisés en clinique dans le cadre du profil du patient comme le sont actuellement l’antigène prostatique spécifique (APS) ou le Gleason afin de personnaliser le traitement.

Fibronectin induces MMP2 expression in human prostate cancer cells

High-grade prostate cancers express high levels of matrix metalloproteinases (MMPs), major enzymes involved in tumor invasion and metastasis. However, the tumor cell lines commonly employed for prostate cancer research express only small amounts of MMPs when cultivated as monolayer cultures, in common culture media. The present study was conducted to ascertain whether culture conditions that include fibronectin can alter MMP2 and MMP9 expression by the human prostatic epithelial cell lines RWPE-1, LNCaP and PC-3. These cells were individually seeded at 2×104cells/cm2, cultivated until they reached 80% confluence, and then exposed for 4h to fibronectin, after which the conditioned medium was analyzed by gelatin zymography. Untreated cells were given common medium. Only RWPE-1 cells express detectable amounts of MMP9 when cultivated in common medium, whereas the addition of fibronectin induced high expression levels of pro and active forms of MMP2 in all tested cell lines. Our findings demonstrate that normal and tumor prostate cell lines express MMP2 activity when in contact with extracellular matrix components or blood plasma proteins such as fibronectin. Future studies of transcriptomes and proteomes in prostate cancer research using these cell lines should not neglect these important conclusions. © 2012 Elsevier Inc..

Finasteride Inhibits Human Prostate Cancer Cell Invasion through MMP2 and MMP9 Downregulation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Induction of apoptosis and enhancement of chemosensitivity in human prostate cancer LNCaP cells using bispecific antisense oligonucleotide targeting Bcl-2 and Bcl-xL genes

OBJECTIVE: To determine whether a specifically designed bispecific (Bcl-2/Bcl-xL) antisense oligonucleotide (ASO) induces apoptosis and enhances chemosensitivity in human prostate cancer LNCaP cells, as Bcl-2 and Bcl-xL are both anti-apoptotic genes associated with treatment resistance and tumour progression in many malignancies, including prostate cancer. MATERIALS AND METHODS: Inhibition of Bcl-2 and Bcl-xL expression by the bispecific ASO was evaluated using real-time reverse transcription-polymerase chain reaction and Western blotting, while growth inhibition and induction of apoptosis were analysed by a crystal violet assay, flow cytometry and Western blotting of apoptosis-relevant proteins. The effect of combined treatment with bispecific ASO and chemotherapy or small-interference RNA (siRNA) targeting the clusterin gene was also investigated. RESULTS: Bispecific ASO reduced Bcl-2 and Bcl-xL expression in LNCaP cells in a dose-dependent manner. There was cell growth inhibition, increases in the sub-G0-G1 fraction, and cleavage of caspase-3 and poly(ADP-Ribose) polymerase proteins in LNCaP cells after bispecific ASO treatment. Interestingly, Bcl-2/Bcl-xL bispecific ASO treatment also resulted in the down-regulation of Mcl-1 and up-regulation of Bax. The sensitivity of LNCaP cells to mitoxantrone, docetaxel or paclitaxel was significantly increased, reducing the 50% inhibitory concentration by 45%, 80% or 90%, respectively. Furthermore, the apoptotic induction by Bcl-2/Bcl-xL bispecific ASO was synergistically enhanced by siRNA-mediated inhibition of clusterin, a cytoprotective chaperone that interacts with and inhibits activated Bax. CONCLUSIONS: These findings support the concept of the targeted suppression of Bcl-2 anti-apoptotic family members using multitarget inhibition strategies for prostate cancer, through the effective induction of apoptosis.

The effects of proteasome inhibition on angiogenesis and autophagy in human prostate cancer cells

The proteasome degrades approximately 80% of intracellular proteins to maintain homeostasis. Proteasome inhibition is a validated therapeutic strategy, and currently, proteasome inhibitor bortezomib is FDA approved for the treatment of MM and MCL. Specific pathways affected by proteasome inhibition have been identified, but mechanisms of the anti-tumor effects of proteasome inhibition are not fully characterized and cancer cells display marked heterogeneity in terms of their sensitivity to proteasome inhibitor induced cell death. ^ The antitumor effects of proteasome inhibition involve suppression of tumor angiogenesis and vascular endothelial growth factor (VEGF) expression, but the mechanisms involved have not been clarified. In this dissertation I investigated the mechanisms underlying the effects of two proteasome inhibitors, bortezomib and NPI-0052, on VEGF expression in human prostate cancer cells. I found that proteasome inhibitors selectively downregulated hypoxia inducible factor 1alpha (HIF-1α) protein and its transcriptional activity to inhibit VEGF expression. Mechanistic studies demonstrated that proteasome inhibitors mediate the induction of the unfolded protein response (UPR) and that downregulation of HIF-1α is caused by eukaryotic translation initiation factor 2α (eIF2α) phosphorylation and translation repression. Importantly, I showed that proteasome inhibitors activated the UPR in some cells but not in others. My observation may have implications for the design of combination regimens that are based on exploiting proteasome inhibitor-induced ER stress.^ Although proteasome inhibitors have shown modest activity on prostate cancer, there is general consensus that no single agent is likely to have significant activity in prostate cancer. In the second part of this dissertation I attempted to exploit the effects of proteasome inhibition on the UPR to design a combination therapy that would enhance cancer cell death. Autophagy is a lysosome dependent degradation pathway that functions to eliminate long-lived protein and subcellular structures. Targeting autophagy has been shown to inhibit tumors in preclinical studies. I found that inhibition of autophagy with chloroquine or 3-methyladenine enhanced proteasome inhibitor induced cell death and the effects were associated with increased intracellular stress as marked by aggresome formation. Multiple cancers appear to be resistant to proteasome inhibition treatment alone. The implications of synergy for the combined inhibition of autophagy and the proteasome would likely apply to other cancers aside from prostate cancer. ^

Androgen-repressed phenotype in human prostate cancer

An androgen-repressed human prostate cancer cell line, ARCaP, was established and characterized. This cell line was derived from the ascites fluid of a patient with advanced metastatic disease. In contrast to the behavior of androgen-dependent LNCaP and its androgen-independent C4-2 subline, androgen and estrogen suppress the growth of ARCaP cells in a dose-dependent manner in vivo and in vitro. ARCaP is tumorigenic and highly metastatic. It metastasizes to the lymph node, lung, pancreas, liver, kidney, and bone, and forms ascites fluid in athymic hosts. ARCaP cells express low levels of androgen receptor mRNA and prostate-specific antigen mRNA and protein. Immunohistochemical staining shows that ARCaP cells stain intensely for epidermal growth factor receptor, c-erb B2/neu, and c-erb B3. Staining is negative for chromogranin A and positive for bombesin, serotonin, neuron-specific enolase, and the c-met protooncogene (a hepatic growth factor/scatter factor receptor). ARCaP cells also secrete high levels of gelatinase A and B and some stromelysin, which suggests that this cell line may contain markers representing invasive adenocarcinoma with selective neuronendocrine phenotypes. Along with its repression of growth, androgen is also found to repress the expression of prostate-specific antigen in ARCaP cells as detected by a prostate-specific antigen promoter–β-galactosidase reporter assay. Our results suggest that the androgen-repressed state may be central to prostate cancer progression and that advanced prostate cancer can progress from an androgen-independent to an androgen-repressed state.