《Frontiers in Cell and Developmental Biology》:CLK1 is a potential tumor suppressor for NSCLC by regulating cell proliferation and immune infiltration
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本研究发现CLK1在非小细胞肺癌(NSCLC)中发挥抑癌基因作用,其高表达与患者较长生存期、细胞周期/代谢通路抑制、CD4+T细胞浸润增强及更高肿瘤突变负荷(TMB)显著相关。研究通过生物信息学分析和实验验证,揭示CLK1可能成为新型预后生物标志物和免疫治疗反应预测指标,为NSCLC联合治疗提供新靶点。
背景:肺癌作为全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤,其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比约85%。尽管免疫治疗和靶向治疗取得进展,但耐药性和预后差仍是主要临床挑战。CDC2样激酶(CLK)家族成员CLK1在阿尔茨海默病、胰腺癌和淋巴瘤中已有研究,但其在NSCLC中的作用,特别是在肿瘤免疫浸润方面的功能尚未明确。
方法:研究整合多维度分析策略,通过GEPIA、UALCAN等数据库分析CLK1表达与预后意义;采用GSEA、KEGG、GO进行功能富集分析;利用GDSC、CTRP、CellMiner数据库筛选药物敏感性;并通过12例NSCLC临床样本和A549/H1299细胞系实验验证CLK1的表达及其对增殖的影响。
结果:
CLK1在NSCLC中呈现抑癌特性
泛癌分析显示CLK1在14种癌症(包括LUAD、LUSC)中显著下调。免疫组化和蛋白质组学证实CLK1在NSCLC肿瘤组织中低表达,且与晚期肿瘤分期相关。生存分析显示高表达CLK1患者总生存期显著延长(HR=0.70),多因素分析确认其为独立预后因素。
功能通路揭示抑癌机制
GSEA分析表明CLK1高表达组中p53信号通路、细胞周期进程(DNA复制、错配修复)和关键代谢通路(糖酵解、TCA循环)均被显著抑制。差异表达基因富集于增殖和免疫相关过程,提示CLK1通过抑制增殖和代谢重编程发挥抑癌作用。
免疫微环境激活特征
CLK1高表达与I/II型干扰素通路激活显著相关。免疫浸润分析显示其与CD4+T细胞(中央记忆/初始/效应记忆亚型)呈强正相关,与中性粒细胞/M2巨噬细胞负相关。单细胞测序进一步证实CLK1阳性细胞富集于NK细胞和T淋巴细胞集群。
基因组特征与治疗预测
CLK1高表达组具有更高肿瘤突变负荷(TMB),且与KRAS、EGFR等驱动基因突变负相关。拷贝数缺失导致CD4+T细胞/NK细胞浸润减少。ROC曲线显示CLK1预测免疫治疗反应的AUC达0.748。
药物敏感性图谱
筛选发现chelerythrine、ifosfamide、lomustine、palbociclib等药物在CLK1高表达模型中敏感性显著增强,提示CLK1可作为化疗应答预测指标。
实验验证抑癌功能
Western blot和免疫组化证实NSCLC临床样本中CLK1蛋白下调。体外过表达CLK1显著抑制A549/H1299细胞增殖(集落形成、细胞计数、CCK-8实验均p<0.001)。
讨论与展望:
本研究首次系统阐明CLK1在NSCLC中的抑癌功能及其免疫调节作用,突破其在其他癌症中的促癌认知。其与CD4+T细胞浸润的正相关性为免疫联合治疗提供新思路。未来需深入探索CLK1调控选择性剪接影响免疫微环境的具体机制,并通过体内实验验证其临床转化价值。