Radioresistance is a major challenge in prostate cancer (CaP) radiotherapy (RT). In this study, we investigated the role and association of epithelial-mesenchymal transition (EMT), cancer stem cells (CSCs) and the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway in CaP radioresistance. We developed three novel CaP radioresistant (RR) cell lines (PC-3RR, DU145RR and LNCaPRR) by radiation treatment and confirmed their radioresistance using a clonogenic survival assay. Compared with untreated CaP-control cells, the CaP-RR cells had increased colony formation, invasion ability and spheroid formation capability (P<0.05). In addition, enhanced EMT/CSC phenotypes and activation of the checkpoint proteins (Chk1 and Chk2) and the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway proteins were also found in CaP-RR cells using immunofluorescence, western blotting and quantitative real-time PCR (qRT-PCR). Furthermore, combination of a dual PI3K/mTOR inhibitor (BEZ235) with RT effectively increased radiosensitivity and induced more apoptosis in CaP-RR cells, concomitantly correlated with the reduced expression of EMT/CSC markers and the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway proteins compared with RT alone. Our findings indicate that CaP radioresistance is associated with EMT and enhanced CSC phenotypes via activation of the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway, and that the combination of BEZ235 with RT is a promising modality to overcome radioresistance in the treatment of CaP. This combination approach warrants future in vivo animal study and clinical trials.

Medical Journal of AustraliaVolume 186, Issue S12 p. S77-S105 Supplement Clinical practice guidelines for communicating prognosis and end-of-life issues with adults in the advanced stages of a life-limiting illness, and their caregivers Josephine M Clayton, Corresponding Author Josephine M Clayton jclayton@med.usyd.edu.au Correspondence: jclayton@med.usyd.edu.auSearch for more papers by this authorKaren M Hancock, Karen M HancockSearch for more papers by this authorPhyllis N Butow, Phyllis N ButowSearch for more papers by this authorMartin H N Tattersall, Martin H N TattersallSearch for more papers by this authorDavid C Currow, David C CurrowSearch for more papers by this author Josephine M Clayton, Corresponding Author Josephine M Clayton jclayton@med.usyd.edu.au Correspondence: jclayton@med.usyd.edu.auSearch for more papers by this authorKaren M Hancock, Karen M HancockSearch for more papers by this authorPhyllis N Butow, Phyllis N ButowSearch for more papers by this authorMartin H N Tattersall, Martin H N TattersallSearch for more papers by this authorDavid C Currow, David C CurrowSearch for more papers by this author First published: 18 June 2007 https://doi.org/10.5694/j.1326-5377.2007.tb01100.xCitations: 154Read the full textAboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Share a linkShare onFacebookTwitterLinkedInRedditWechat Citing Literature Volume186, IssueS12June 2007Pages S77-S105 RelatedInformation

To determine the clinical utility of intrinsic molecular phenotype after breast-conserving therapy (BCT) with lumpectomy and whole-breast irradiation with or without a cavity boost.Four hundred ninety-eight patients with invasive breast cancer were enrolled into a randomized trial of BCT with or without a tumor bed radiation boost. Tumors were classified by intrinsic molecular phenotype as luminal A or B, HER-2, basal-like, or unclassified using a five-biomarker panel: estrogen receptor, progesterone receptor, HER-2, CK5/6, and epidermal growth factor receptor. Kaplan-Meier and Cox proportional hazards methodology were used to ascertain relationships to ipsilateral breast tumor recurrence (IBTR), locoregional recurrence (LRR), distant disease-free survival (DDFS), and death from breast cancer.Median follow-up was 84 months. Three hundred ninety-four patients were classified as luminal A, 23 were luminal B, 52 were basal, 13 were HER-2, and 16 were unclassified. There were 24 IBTR (4.8%), 35 LRR (7%), 47 distant metastases (9.4%), and 37 breast cancer deaths (7.4%). The overall 5-year disease-free rates for the whole cohort were: IBTR 97.4%, LRR 95.6%, DDFS 92.9%, and breast cancer-specific death 96.3%. A significant difference was observed for survival between subtypes for LRR (P = .012), DDFS (P = .0035), and breast cancer-specific death (P = .0482), but not for IBTR (P = .346).The 5-year and 10-year survival rates varied according to molecular subtype. Although this approach provides additional information to predict time to IBTR, LRR, DDFS, and death from breast cancer, its predictive power is less than that of traditional pathologic indices. This information may be useful in discussing outcomes and planning management with patients after BCT.

Abstract The PI3K/Akt/mTOR pathway has a central role in cancer metastasis and radiotherapy. To develop effective therapeutics to improve radiosensitivity, understanding the possible pathways of radioresistance involved and the effects of a combination of the PI3K/Akt/mTOR inhibitors with radiotherapy on prostate cancer (CaP) radioresistant cells is needed. We found that compared with parent CaP cells, CaP-radioresistant cells demonstrated G0/G1 and S phase arrest, activation of cell cycle check point, autophagy and DNA repair pathway proteins, and inactivation of apoptotic proteins. We also demonstrated that compared with combination of single PI3K or mTOR inhibitors (BKM120 or Rapamycin) and radiation, low-dose of dual PI3K/mTOR inhibitors (BEZ235 or PI103) combined with radiation greatly improved treatment efficacy by repressing colony formation, inducing more apoptosis, leading to the arrest of the G2/M phase, increased double-strand break levels and less inactivation of cell cycle check point, autophagy and non-homologous end joining (NHEJ)/homologous recombination (HR) repair pathway proteins in CaP-radioresistant cells. This study describes the possible pathways associated with CaP radioresistance and demonstrates the putative mechanisms of the radiosensitization effect in CaP-resistant cells in the combination treatment. The findings from this study suggest that the combination of dual PI3K/Akt/mTOR inhibitors (BEZ235 or PI103) with radiotherapy is a promising modality for the treatment of CaP to overcome radioresistance.