KIF11通过Wnt/β-连环蛋白信号通路促进卵巢癌的进展并增强对顺铂的耐药性

《Biochemical and Biophysical Research Communications》：KIF11 drives ovarian cancer progression and cisplatin resistance via the Wnt/β-catenin signaling pathway

　　

作者：赵宇 | 龙长春 | 张凌燕

北京友谊医院妇产科，中国北京市西城区永安路95号，邮编100050

摘要

背景

卵巢癌（OC）通常具有侵袭性生长特性，并且容易产生顺铂（DDP）耐药性。Kinesin家族成员之一KIF11是目前研究的热点，因为它在顺铂耐药性中起着重要作用，尽管其背后的机制尚未完全明了。

方法

从TCGA-OV、GSE23391和GSE29450中获取差异表达基因（DEGs），并从中筛选候选基因。通过qRT-PCR和WB技术评估KIF11在OC细胞系中的表达情况，随后进行功能丧失和获得实验。利用Transwell实验、CCK-8、流式细胞术和克隆形成实验来评估KIF11对细胞表型的调控作用。使用Wnt/β-连环蛋白通路的激活剂LiCl和抑制剂XAV-939来研究其调控机制。使用DDP耐药细胞模型（SKOV3-DDP）研究其与化疗耐药性相关的功能。

结果

在OC样本中，四个候选基因（BUB1B、CCNB1、KIF11、KIF23）显著上调。体外实验显示KIF11在OC细胞系中高表达。KIF11的沉默抑制了细胞生长，增加了凋亡，并诱导了G2/M期停滞，这些效应部分被LiCl所缓解，支持其与Wnt/β-连环蛋白通路的功能关联。KIF11在SKOV3-DDP细胞中的表达水平高于亲本SKOV3细胞。而KIF11的过表达则产生了相反的效果，XAV-939可以减轻这些效应；KIF11的敲低降低了细胞活力和克隆形成能力，并增加了凋亡。

结论

KIF11通过激活Wnt/β-连环蛋白通路促进肿瘤细胞的恶性表型和DDP耐药性。因此，KIF11有潜力作为预测OC进展和DDP治疗效果的生物标志物。

引言

卵巢癌（OC）是女性生殖系统中最常见的恶性肿瘤之一(1)。由于初期症状不明显且缺乏有效的筛查技术，大多数患者在晚期才被诊断出来，导致总体预后较差，死亡率较高(2)。目前，OC的治疗主要采用手术结合化疗的方法，通常在细胞减灭手术后使用含铂的联合化疗方案(3, 4)。顺铂（DDP）是常用的含铂化疗药物，但其疗效受到耐药性的限制，导致治疗失败的情况频繁发生(5, 6)。近年来，人们探索了合理的联合治疗策略和更好的药物递送方法，以提高DDP的抗癌活性并延缓耐药性的发展。从机制上讲，多项研究表明特定的分子通路与DDP敏感性密切相关(7, 8)。例如，通过抑制SHCBP1可以改善体外和体内的治疗效果，并提高OC细胞对DDP的敏感性(9)。此外，IRE1α抑制剂通过调节IRE1α/XBP1通路，使耐药性OC细胞对DDP更敏感，从而更有效地杀死它们，为改善患者预后提供了潜在策略(10)。另外，MEOX2在OC中高表达，可能通过激活E2F靶点和DNA修复通路促进DDP耐药性(11)。总体而言，DDP的疗效受到耐药性的限制，针对关键耐药性通路的联合干预和递送优化有望提高OC对DDP的治疗反应(10)。KIF11是一种驱动纺锤体形成和细胞分裂的马达蛋白(12)。它促进了肿瘤细胞的异常生长，在包括胃癌（GC）、胆囊癌（GBC）和非小细胞肺癌（NSCLC）在内的多种恶性肿瘤中过度表达(13, 14, 15, 16)。重要的是，KIF11在OC中也过度表达，并与恶性肿瘤特征和不良预后密切相关(17, 18)。例如，一项研究发现，当KIF11等十个重要基因高度表达时，OC患者的无进展生存期较短(19)。另一项研究显示KIF11在OC组织中上调，并与DR6的表达呈正相关。从机制上看，DR6敲低对OC细胞迁移的抑制作用可以被KIF11的过表达所抵消，表明KIF11促进了OC的恶性演变(20)。因此，鉴于KIF11在促进OC细胞迁移和增殖中的作用，进一步研究其下游信号通路至关重要(20)。Wnt/β-连环蛋白通路是卵巢癌恶性进展的关键驱动因素(21)。它调节癌干细胞特性、上皮间质转化（EMT）和治疗耐药性(22)。较高的肿瘤分级、治疗耐药性和不良预后与Wnt通路激活增强有关(23, 24)。Wnt/β-连环蛋白系统可通过CTNNB1、AXIN或APC的突变在OC中被激活。这促进了耐药性、转移和癌干细胞的自我更新(25)。与此一致，最近的研究进一步探讨了关键分子通路在OC进展和耐药性中的作用。例如，Lu等人发现氧化磷酸化相关的基因特征是OC的预后标志物，突显了这种恶性肿瘤中代谢重编程的复杂性(26)。同时，Liang等人揭示Foxp3⁺调节性T细胞通过Sirt1-ERK1/2-STAT3通路促进M2巨噬细胞的极化，从而形成有利于OC进展的免疫抑制性肿瘤微环境(27)。根据最新研究，Wnt/β-连环蛋白信号通路也可能与有丝分裂马达蛋白KIF11功能相关，从而促进肿瘤细胞的恶性表型。KIF11激活Wnt/β-连环蛋白通路，促进BC细胞的自我更新，体外实验表明KIF11的沉默显著减少了侧群细胞的比例和肿瘤形成能力(28)。类似地，ASPM/KIF11轴通过调节Wnt/β-连环蛋白信号通路的活性促进肝细胞癌（HCC）的恶性进展(29)。然而，KIF11和Wnt/β-连环蛋白通路在OC中的功能机制尚未得到系统研究(29)。

因此，当前研究基于TCGA-OV和GEO的多个队列的综合分析，结合PPI网络和CytoHubba算法，选择KIF11作为研究的核心基因，以筛选潜在基因。通过敲低/过表达实验在OC细胞和顺铂耐药性SKOV3-DDP细胞中检测KIF11对增殖、迁移、侵袭、凋亡和细胞周期的影响。使用氯化锂（LiCl）和XAV-939进行通路干预，以验证其与Wnt/β-连环蛋白信号通路的功能关联，旨在为OC进展提供潜在的治疗方向，并预测顺铂的疗效(30, 31)。

章节片段

从临床生物信息学辅助平台(https://www.aclbi.com/static/index.html#/)下载了三个OC数据集，这是一个用于临床数据分析和可视化的在线工具，包括TCGA-OV（376个肿瘤，180个对照组）、GSE23391（3个肿瘤，5个对照组）和GSE29450（10个肿瘤，10个对照组）。筛选标准定义为下调DEGs的倍数变化（FC）小于0.5，上调DEGs的倍数变化大于2，以及调整后的P值（假发现率）

从TCGA-OV（2333个上调DEGs，4073个下调DEGs；图1A）、GSE23391（5236个上调DEGs，1101个下调DEGs；图1B）和GSE29450（1935个上调DEGs，1489个下调DEGs；图1C）中，识别出410个重叠的上调DEGs和240个重叠的下调DEGs（图1D，1E）。应用MCC（图2A）、MNC（图2B）和EPC算法（图2C）筛选候选基因，得到了三个排名一致的基因集

通过体外功能验证和多队列生物信息学整合，本研究揭示KIF11在OC中可能起关键作用。TCGA-OV、GSE23391和GSE29450共享四个候选基因（BUB1、CCNB1、KIF11和KIF23），并且进一步验证了KIF11在OC细胞中的高表达。功能上，KIF11的敲低显著降低了细胞迁移、侵袭和增殖；同时引发了G2/M期停滞并增强了凋亡

总之，本研究表明KIF11在OC中上调，并促进肿瘤细胞的恶性表型。在DDP耐药细胞中，KIF11进一步上调并参与维持与耐药性相关的生物学行为。LiCl和XAV-939的治疗表明KIF11的作用与Wnt/β-连环蛋白通路密切相关。重要的是，虽然KIF11-Wnt/β-连环蛋白轴在其他癌症类型中也已被研究，但本研究提供了首个系统的

张凌燕：撰写 – 审稿与编辑。龙长春：撰写 – 原稿撰写，正式分析，数据管理。赵宇：撰写 – 原稿撰写，正式分析，数据管理

不适用。

不适用。

无。

无。