《Frontiers in Immunology》：Multi-omics profiling of sodium-overload (NECSO) programs identifies NEK8 as a central driver of colorectal cancer progression through single-cell and spatial transcriptomics
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本研究通过整合单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学（ST）技术，构建了基于钠超载细胞死亡（NECSO）相关基因的五基因标志（NEK8/DRD4/EPHB2/CYTH2/ACOT11），可有效预测结直肠癌（CRC）患者预后。研究发现NEK8作为核心驱动因子，通过调控肿瘤微环境（TME）免疫抑制状态和上皮细胞间通讯，促进CRC恶性进展。该研究为CRC的精准免疫治疗提供了新型生物标志物和潜在靶点。
背景
结直肠癌（CRC）作为全球第三大常见恶性肿瘤，其治疗面临肿瘤异质性、免疫逃逸和治疗耐药等挑战。近年研究发现钠离子稳态失调在肿瘤微环境（TME）中具有重要作用，其中由TRPM4通道介导的钠超载细胞死亡（NECSO）程序与CRC进展密切相关。本研究通过多组学整合分析，旨在揭示NECSO相关基因在CRC中的调控网络和临床意义。
方法
研究采用TCGA和GEO数据库的转录组数据，以TRPM4为索引基因筛选出359个NECSO相关基因。通过LASSO-Cox回归构建五基因预后标志（NEK8/DRD4/EPHB2/CYTH2/ACOT11），并在单细胞数据集（GSE200997）和空间转录组数据（GSE210038）中进行验证。利用CellChat分析细胞间通讯，Monocle2拟时序分析描绘上皮细胞发育轨迹，并通过体外实验验证NEK8功能。
结果
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预后模型构建：五基因标志将CRC患者分为高风险组和低风险组，高风险组显示更差的总体生存期（OS）和更低的CD8+T细胞浸润。单细胞分析显示NECSO评分主要在上皮细胞中富集，其中GGH+Epi亚群通过MIF和MK信号轴主导细胞间通讯。
- 2.
免疫微环境特征：低风险组呈现免疫激活状态，表现为抗原呈递细胞（APC）共刺激信号增强和细胞毒性活性升高；高风险组则富集细胞外基质（ECM）受体相互作用等侵袭相关通路。
- 3.
NEK8功能验证：在CRC组织和细胞系中NEK8显著高表达，其敲低可抑制HCT116和SW480细胞的增殖、迁移和侵袭能力，并诱导G1/S期阻滞。分子动力学模拟显示vorinostat与NEK8具有稳定结合能力（结合自由能-7.9 kcal/mol）。
- 4.
治疗预测：基于免疫表型评分（IPS）的分析提示NEK8高表达患者可能对PD-1单药治疗更敏感，但对CTLA4/PD-1联合治疗反应较差。
讨论
本研究首次系统阐明NECSO相关基因在CRC预后预测和免疫调控中的双重价值。NEK8作为核心分子，不仅通过调控钠超载程序影响肿瘤恶性表型，还参与塑造免疫抑制微环境。空间转录组学进一步揭示NECSO活性在肿瘤上皮区域的异质性分布特征。尽管研究存在样本量限制，但多组学整合策略为CRC精准治疗提供了新视角。
结论
NECSO衍生标志是结直肠癌预后评估和免疫治疗应答预测的有效工具。NEK8作为关键驱动因子，其调控的IGFBP和MK信号轴为未来靶向治疗提供了新方向。该研究深化了对钠离子稳态失衡促进肿瘤进展机制的理解，为开发联合免疫治疗策略奠定理论基础。
