By using a cre-lox conditional knockout strategy, we report here the generation of androgen receptor knockout (ARKO) mice. Phenotype analysis shows that ARKO male mice have a female-like appearance and body weight. Their testes are 80% smaller and serum testosterone concentrations are lower than in wild-type (wt) mice. Spermatogenesis is arrested at pachytene spermatocytes. The number and size of adipocytes are also different between the wt and ARKO mice. Cancellous bone volumes of ARKO male mice are reduced compared with wt littermates. In addition, we found the average number of pups per litter in homologous and heterozygous ARKO female mice is lower than in wt female mice, suggesting potential defects in female fertility and/or ovulation. The cre-lox ARKO mouse provides a much-needed in vivo animal model to study androgen functions in the selective androgen target tissues in female or male mice.

The androgen receptor (AR) is a member of the steroid receptor superfamily that plays an important role in male sexual differentiation and prostate cell proliferation. Mutations or abnormal expression of AR in prostate cancer can play a key role in the process that changes prostate cancer from androgen-dependent to an androgen-independent stage. Using a yeast two-hybrid system, we were able to isolate a ligand-dependent AR-associated protein (ARA70), which functions as an activator to enhance AR transcriptional activity 10-fold in the presence of 10(-10) M dihydrotestosterone or 10(-9) M testosterone, but not 10(-6) M hydroxyflutamide in human prostate cancer DU145 cells. Our data further indicated that ARA70 Will only slightly induce the transcriptional activity of other steroid receptors such as estrogen receptor, glucocorticoid receptor, and progesterone receptor in DU145 cells. Together, these data suggest that AR may need a specific coactivator(s) such as ARA70 for optimal androgen activity.

Overexpression of the HER2/Neu protooncogene has been linked to the progression of breast cancer. Here we demonstrate that the growth of prostate cancer LNCaP cells can also be increased by the stable transfection of HER2/Neu. Using AG879, a HER2/Neu inhibitor, and PD98059, a MAP kinase inhibitor, as well as MAP kinase phosphatase-1 (MPK-1), in the transfection assay, we found that HER2/Neu could induce prostate-specific antigen (PSA), a marker for the progression of prostate cancer, through the MAP kinase pathway at a low androgen level. Reporter assays and mammalian two-hybrid assays further suggest this HER2/Neu-induced androgen receptor (AR) transactivation may function through the promotion of interaction between AR and AR coactivators, such as ARA70. Furthermore, we found this HER2/Neu --> MAP kinase --> AR-ARAs --> PSA pathway could not be blocked completely by hydroxyflutamide, an antiandrogen used in the treatment of prostate cancer. Together, these data provide a novel pathway from HER2/Neu to AR transactivation, and they may represent one of the reasons for the PSA re-elevation and hormone resistance during androgen ablation therapy in prostate cancer patients.

Androgens and the androgen receptor (AR) play important roles in male fertility, although the detailed mechanisms, particularly how androgen/AR influences spermatogenesis in particular cell types, remain unclear. Using a Cre-Lox conditional knockout strategy, we generated a tissue-specific knockout mouse with the AR gene deleted only in Sertoli cells (S-AR -/y ). Phenotype analyses show the S-AR -/y mice were indistinguishable from WT AR mice (B6 AR +/y ) with the exception of testes, which were significantly atrophied. S-AR -/y mice were infertile, with spermatogenic arrest predominately at the diplotene premeiotic stage and almost no sperm detected in the epididymides. S-AR -/y mice also have lower serum testosterone concentrations and higher serum leuteinizing hormone concentrations than B6 AR +/y mice. Further mechanistic studies demonstrated that S-AR -/y mice have defects in the expression of anti-Müllerian hormone, androgen-binding protein, cyclin A1, and sperm-1, which play important roles in the control of spermatogenesis and/or steroidogenesis. Together, our Sertoli cell-specific AR knockout mice provide in vivo evidence of the need for functional AR in Sertoli cells to maintain normal spermatogenesis and testosterone production, and ensure normal male fertility.

Whereas several apoptosis-related proteins have been linked to the antiapoptotic effects of Akt serine–threonine kinase, the search continues to explain the Akt signaling role in promoting cell survival via antiapoptotic effects. Here, we demonstrate that Akt phosphorylates the androgen receptor (AR) at Ser-210 and Ser-790. A mutation at AR Ser-210 results in the reversal of Akt-mediated suppression of AR transactivation. Activation of the phosphatidylinositol-3-OH kinase/Akt pathway results in the suppression of AR target genes, such as p21, and the decrease of androgen/AR-mediated apoptosis, which may involve the inhibition of interaction between AR and AR coregulators. Together, these findings provide a molecular basis for cross-talk between two signaling pathways at the level of Akt and AR–AR coregulators that may help us to better understand the roles of Akt in the androgen/AR-mediated apoptosis.

BackgroundMales have a higher incidence of bladder cancer than females, but the reason remains unknown. Unlike prostate cancer, human bladder cancer is not generally considered to be dependent on hormone activity. We investigated the possible involvement of androgens and the androgen receptor (AR) in bladder cancer.

What's known on the subject? and What does the study add? Steroid hormone receptor signals have been implicated in bladder tumourigenesis and tumour progression. The expression of androgen and/or oestrogen receptors has been assessed in bladder cancer, leading to conflicting data of expression levels and their relationship to histopathological characteristics of the tumours. We simultaneously analyze three receptors in non‐neoplastic bladder tissues as well as in primary and metastatic bladder tumour specimens. Our data demonstrate that the expression status correlates with tumour grades/stages and patients’ outcomes. OBJECTIVE To assess the expression of the androgen receptor (AR) and oestrogen receptors (ERs) in bladder tumours because recent studies have shown conflicting results and the prognostic significance of their expression remains unclear. PATIENTS AND METHODS We investigated the expression of AR, ERα and ERβ in 188 bladder tumour specimens, as well as matched 141 non‐neoplastic bladder and 14 lymph node metastasis tissues, by immunohistochemistry. We then evaluated the relationships between their expression and the clinicopathological features available for the present patient cohort. RESULTS AR/ERα/ERβ was positive in 80%/50%/89% of benign urothelium, 50%/67%/41% of benign stroma, 42%/27%/49% of primary tumours and 71%/64%/71% of metastatic tumours. Significantly lower expression of AR/ERα was found in high‐grade tumours (36%/23%) and tumours invading muscularis propria (33%/19%) compared to low‐grade tumours (55%; P = 0.0232/38%; P = 0.0483) and tumours not invading muscularis propria (51%; P = 0.0181/35%; P = 0.0139), respectively. Significantly higher expression of ERβ was found in high‐grade tumours (58%) and tumours invading muscularis propria (67%) compared to low‐grade tumours (29%; P = 0.0002) and tumours not invading muscularis propria (34%; P < 0.0001), respectively. Kaplan–Meier and log‐rank tests further showed that positivity of ERβ (but not AR or ERα) was associated with the recurrence of low‐grade tumours ( P = 0.0072); the progression of low‐grade tumours ( P = 0.0005), high‐grade tumours not invading muscularis propria ( P = 0.0020) and tumours invading muscularis propria ( P = 0.0010); or disease‐specific mortality in patients with tumours invading muscularis propria ( P = 0.0073). CONCLUSIONS Compared to benign bladders, a significant decrease in the expression of AR, ERα or ERβ in bladder cancer was seen. Loss of AR or ERα was strongly associated with higher grade/more invasive tumours, whereas ERβ expression was increased in high‐grade/invasive tumours and predicted a worse prognosis.

ABSTRACT The molecular classification of muscle-invasive bladder cancer (MIBC) based on transcriptomic signatures has been extensively studied. The complementary nature of information provided by different molecular profiles motivated us to refine MIBC classification by aggregating multi-omics data. We generated a consensus ensemble through ten multi-omics integrative clustering approaches on 396 MIBCs from TCGA. A total of 701 MIBCs from different sequencing technologies were used for external validation. Associations between subtypes and prognosis, molecular profiles, the tumour microenvironment, and potential response to frontline therapies were further analyzed. Nearest template prediction and random forest classification were used to develop a predictive signature/classifier for MIBC refinement. We identified four integrative consensus subtypes of MIBC, which were further designated basal-inflamed, basal-noninflamed, luminal-excluded and luminal-desert by immune profiling. Of note, the refinement of basal-like MIBC classification adds to the literature by identifying a basal-noninflamed MIBC subtype presenting with a significantly poor outcome and a global immune-cold phenotype, which might be triggered by Chr4 deletion and high activation of the oncogenic NRF2 pathway. In contrast, basal-inflamed MIBC showed high immunocyte infiltration and high expression of potential targets for immunotherapy. Using an external metastatic MIBC cohort in which patients received anti-PD-L1 treatment, we suggested that basal-inflamed MIBC had a higher likelihood of responding to immunotherapy than other MIBCs. The R package “ refineMIBC ” was offered as a research tool to refine MIBC from a single-sample perspective ( https://github.com/xlucpu/refineMIBC ). This consensus ensemble refines the intrinsic MIBC subtypes, which provides a blueprint for the clinical development of rational targeted and immunotherapeutic strategies.

Abstract While the androgen receptor (AR) may influence the progression of clear cell renal cell carcinoma (ccRCC), its role to impact vasculogenic mimicry (VM) to alter the ccRCC progression and metastasis remains obscure. Here we demonstrated that elevated AR expression was positively correlated with tumor-originated vasculogenesis in ccRCC patients. Consistently, in vitro research revealed AR promoted VM formation in ccRCC cell lines via modulating lncRNA-TANAR/TWIST1 signals. Mechanism dissection showed that AR could increase lncRNA-TANAR (TANAR) expression through binding to the androgen response elements (AREs) located on its promoter region. Moreover, we found that TANAR could impede nonsense-mediated mRNA decay (NMD) of TWIST1 mRNA by direct interaction with TWIST1 5’UTR. A preclinical study using in vivo mouse model with orthotopic xenografts of ccRCC cells further confirmed the in vitro data. Together, these results illustrated that AR-mediated lnc-TANAR signals might play a crucial role in ccRCC VM formation and metastasis, and targeting this newly identified AR/lncRNA-TANAR/TWIST1 signaling may help in the development of a novel anti-angiogenesis therapy to better suppress the ccRCC progression.

Abstract Benign prostatic hyperplasia (BPH) is a non-neoplastic proliferative disease producing lower urinary tract symptoms related to the enlarged prostate. BPH is pathologically characterized by hyperplastic growth in both epithelial and stromal compartments. Androgen signaling is essential for prostate function and androgen blockade is the second-line medical therapy to relieve symptoms of BPH. Here we examined the prostates of probasin promoter-driven prolactin (Pb-PRL) transgenic mice, a robust model of BPH that spontaneously develops prostate enlargement, to investigate prostate regression in response to surgical castration. Serial ultrasound imaging demonstrated very uniform self-limited growth of Pb-PRL prostate volume that is consistent with the benign, limited cellular proliferation characteristic of BPH and that contrasts with the highly variable, exponential growth of murine prostate cancer models. Castration elicited only a partial reduction in prostate volume, relative to castration-induced regression of the normal prostate gland. The anti-androgen finasteride induced a diminished reduction of Pb-PRL prostate volume versus castration alone. The limited extent of Pb-PRL mouse prostate volume regression correlated with the initial volume of the stromal compartment, suggesting a differential sensitivity to androgen withdrawal of the epithelial and stroma compartments. Indeed, two-dimensional morphometric analyses revealed a distinctly reduced rate of regression for the stromal compartment in Pb-PRL mice. The myofibroblast component of the Pb-PRL prostate stroma appeared normal, but contained more fibroblasts and extracellular collagen deposition. Like normal prostate, the rate of regression of the Pb-PRL prostate was partially dependent on TGFß and TNF signaling, but unlike the normal prostate, the extent of castration-induced regression was not affected by TGFß or TNF blockade. Our studies show that androgen deprivation can effectively reduce the overall volume of hyperplastic prostate, but the stromal compartment is relatively resistant, suggesting additional therapies might be required to offer an effective treatment for the clinical manifestations of BPH.