本文选自NATURE COMMUNICATION, https://doi.org/10.1038/s41467-020-16126-7，喜欢的可以自行下载阅读。
将就着看吧，没有流程图。
摘要：尽管雄激素受体(AR)靶向治疗取得了临床上的成功，AR信号的重新激活仍然是去势抵抗型前列腺癌(CRPC)进展的主要驱动力。在这项研究中，我们对长期暴露于多种AR抑制剂(ARI)的LNCaP细胞进行了全面的、无偏见的表征。蛋白质组学和代谢组学相结合的分析表明，获得性代谢表型在ARI耐药细胞中很常见，并与糖和脂代谢紊乱有关。为了开发这一表型，我们描述了一组与ARI抵抗持续相关的蛋白质，并强调了线粒体2，4-二烯酰-辅酶A还原酶(DECR1)是β-氧化的辅助酶，作为CRPC的临床相关生物标志物。从机制上讲，DECR1通过控制饱和和不饱和磷脂之间的平衡来参与氧化还原动态平衡。DECR1基因敲除可诱导内质网应激，使CRPC细胞对铁死亡敏感。在体内，DECR1缺失会损害脂质代谢，减少CRPC肿瘤的生长，强调DECR1在治疗耐药形成中的重要性。
上来，作者先用不同药物诱导了耐药的前列腺癌，耐药的细胞增殖收到影响，但是细胞体积更大，类器官形成更明显，奇怪的是，AR在耐药细胞中也表达，定位于细胞核，但是AR的下游KLK3明显抑制，但是FKBP5没有收到明显影响。
紧接着，作者就想了解耐药细胞那些通路或者过程改变，可能导致了这一结果。作者分别作了2D和3D条件下耐药与亲本的通路分析（蛋白质组学），发现很多代谢相关的通路激活。我们发现许多在ARI耐药细胞中上调的蛋白质定位于线粒体，这表明线粒体代谢可能是与治疗耐药相关的关键途径。线粒体通过产生柠檬酸和乙酰辅酶A，处于葡萄糖和脂肪酸代谢的十字路口。根据这一假设，ARI抗性细胞也显示出PPARG和PGC1a的表达增加，这两个转录因子对线粒体生物发生和脂肪酸代谢至关重要，而肝脏X受体的两个异构体(NR1H2和NR1H3)也是参与脂质稳态调节的另一个关键因子（我怀疑这是审稿人让补充的内容）。
下面，就看代谢了，作者分析了70多种代谢物发现了16种至少在两个耐药细胞中存在显著性的代谢物。作者惊奇的发现，耐药细胞葡萄糖升高，并且糖代谢的中间产物也增多了。这些结果表明ARI耐药细胞可能经历了向增加葡萄糖消耗的代谢转变。复杂的组学实验，看不太懂。GLUT1在耐药细胞表达也增多，在D图可以看到标记的丙酮酸和乳酸增多，说明耐药细胞向糖酵解转化。同时GSH升高，表明了细胞需要还原剂以维持细胞的稳态。
丙酮酸可以在线粒体中被用来生成乙酰辅酶A并支持从头合成脂肪酸，并且参与到了耐药细胞的失调，我们在[U13C]-葡萄糖中孵育细胞72小时，并追踪13C掺入棕榈酸、油酸和硬脂酸。（这种示踪技术真是高大上啊。）
对AR抑制的抵抗与细胞脂质体的深刻重塑有关。我们鉴定出114个脂质分子在所有三个耐药细胞系中都有显著的调节，其中大多数在ARI耐药细胞中上调，所有三个耐药细胞系都显示出大量甘油三酯(TG)的强烈和一致的积累，特别是多不饱和TG和鞘磷脂，总之，这些结果支持了这样的观点，即在抗ARI的细胞中增加葡萄糖的消耗至少在一定程度上支持了谷胱甘肽和从头合成脂肪酸。
作者有神来之笔，作了AMPK，发现耐药细胞AMPK表达也升高了，不明所以，作者这脑洞也是就惊奇了，笔锋一转，又做回到AR上了，发现AR在耐药细胞中对于稳定细胞代谢稳定还是有部分帮助的。敲除后，明显影响了耐药细胞的糖代谢和脂代谢。这里提出了AR因其的代谢重编程。
作者又用耐药细胞进行了蛋白质组学分析，取了个交集，发现了一些和代谢相关的酶。DECR1是一种参与多不饱和脂肪酸降解的辅助酶，因此可能对支持与ARI抗性相关的重新连接的脂质代谢很重要,
作者进行了多维度，多细胞水平验证了DECR1的作用。
DECR1 gene上有AR结合位点，AR沉默不影响任何LNCaP衍生物中的DECR1蛋白水平，虽然短期雄激素剥夺诱导了LNCaP中DECR1的表达，但双氢睾酮(DHT)治疗没有显示出任何额外的影响。所以说，AR结合到DECR1启动子区域并不是转录必须的。
接着，就是对DECR1的深入研究了，在组织水平，看看表达情况，以及耐药病人的表达情况。发现了耐药患者DECR1明显升高，并且预后不良。
我们在DECR1KO和CTL细胞中进行了小极性代谢物的代谢组学分析。我们没有观察到三氯乙酸循环代谢物或几个已鉴定的肉碱衍生物的表达有任何显著变化，这可能表明DECR1的丢失不会强烈影响全球β氧化或线粒体代谢。有趣的是，与CTL细胞相比，DECR1缺陷细胞中两种糖酵解中间产物--二羟丙酮-磷酸(DHAP)和甘油醛-3-磷酸(G3P)的水平较低。相反，DECR1 KO积累了更多的谷氨酰胺(3.5倍)，这可能反映了它们较低的增殖率，以及磷乙醇胺(2倍)，这是合成磷脂酰乙醇胺(PE)和膜脂的重要前体，
作何进一步在雄激素敏感和雄激素不敏感AI型细胞系验证了DECR1的表达，发现AI中有更高的表达。在AI中敲减了DECR1后脂质代谢发生了显著改变，DECR1KO细胞积累了高水平的高度不饱和脂质(饱和水平>2)，但低水平的饱和和单不饱和或双不饱和分子(饱和水平≤2)，DECR1缺乏的细胞也显示出高水平的神经酰胺如图D,这已经被证明扰乱了细胞的稳态，并且对线粒体功能是有害的.作者进一步研究了KO组脂肪酸组成，KO细胞表现出较高水平的多不饱和脂肪酸(PUFAs)，特别是花生四烯酸(AA)和二十二碳六烯酸(DHA)，而单不饱和脂肪酸(MUFAs)棕榈油酸(Pala)和辛酸(SA)水平降低，虽然多不饱和脂肪酸已被证明可以抵御氧化应激30，但多不饱和脂肪酸在细胞内的积累会导致脂质过氧化和铁死亡31。多不饱和脂肪酸的毒性主要来源于游离多不饱和脂肪酸的积累。
DECR1的丢失导致ER伴侣BIP和DNAJC3的表达增加，并导致未折叠蛋白反应的激活，这一过程已知与脂质稳态受损有关，如CHOP和XBP1的剪接异构体的强烈上调，DECR1 KO细胞也显示出脂质解毒酶谷胱甘肽过氧化物酶4(Gpx4)32的水平升高。应用GPX4抑制剂可以促进KO组细胞死亡，应用铁死亡抑制剂反而会抵消RSL3的铁死亡诱导效应。
紧接着，作者在体内验证了上述实验结论是否一致。在B图发现KO了以后肿瘤中间出现明显坏死，并且肿瘤较小。
好吧，好文分享结束，总体来说，作者做的真是服了，但是如果把结构再颠倒一下，可能更容易读懂一些，欢迎批评、指正。
附上3D培养方法：在3D培养中，细胞悬浮在100%Matrigel(美国纽约州康宁)中，接种于6孔板中。Matrigel在37°C固化15min，然后完全覆盖3ml培养基。在每次实验之前，细胞被允许生长5代。对于每一代，Matrigel被机械破碎，类有机物以300×g的速度轻轻离心5min。有机球团用PBS洗涤两次后，再悬浮在100%Matrigel中。
