靶向CSNK1D通过SHH-PTCH1通路抑制头颈鳞癌进展的新机制与治疗策略

《Cell Death & Disease》：CSNK1D inhibition suppresses head and neck squamous cell carcinoma progression through SHH and PTCH1 pathway

本研究针对头颈鳞状细胞癌(HNSCC)预后差、缺乏有效靶点的问题，揭示了CSNK1D在HNSCC中通过稳定SHH-PTCH1复合物激活Hedgehog通路、促进GLI1入核调控BCL2表达的关键机制。研究发现小分子化合物SB-203580可有效抑制CSNK1D功能，为HNSCC靶向治疗提供了新策略。

　　

头颈鳞状细胞癌(Head and Neck Squamous Cell Carcinoma, HNSCC)是全球第六大常见恶性肿瘤，每年新增病例约89万，死亡病例达45万。尽管治疗手段不断进步，HNSCC患者的5年生存率仍改善有限，且晚期患者常面临面部畸形、言语和咀嚼功能障碍等严重并发症，导致其成为仅次于胰腺癌的自杀率第二高的癌症类型。因此，深入探索HNSCC的发生发展机制，寻找新的治疗靶点迫在眉睫。

Casein kinase 1δ(CSNK1D)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在多种癌症中高表达并发挥促癌作用，但其在HNSCC中的具体功能和机制尚不明确。发表在《Cell Death & Disease》上的这项研究首次系统揭示了CSNK1D在HNSCC中的关键作用及其分子机制。

研究人员通过TMT定量蛋白质组学分析发现CSNK1D在HNSCC组织中显著上调，且其高表达与患者不良预后密切相关。体内外实验证实，抑制CSNK1D可显著抑制HNSCC细胞增殖、迁移和侵袭，并诱导细胞凋亡。机制上，CSNK1D作为支架蛋白与SHH和PTCH1结合形成三元复合物，从而激活Hedgehog信号通路，促进转录因子GLI1入核，进而上调抗凋亡蛋白BCL2的表达。研究还发现CSNK1D的C端结构域(AA314-415)是其与SHH-PTCH1结合的关键区域。此外，通过分子对接和功能验证，研究团队发现p38 MAPK抑制剂SB-203580能够有效靶向CSNK1D，破坏CSNK1D-SHH-PTCH1复合物的形成，抑制肿瘤生长。

本研究综合运用了临床样本分析（109对HNSCC组织标本）、细胞功能实验（CCK-8、Transwell、3D肿瘤球形成等）、蛋白质相互作用研究（免疫共沉淀、分子对接）、信号通路分析（Western blot、免疫荧光）、动物模型（裸鼠异种移植瘤）以及生物信息学分析等多种技术手段。

CSNK1D在HNSCC组织中高表达且与疾病进展和预后正相关

通过TMT定量蛋白质组学分析30对HNSCC组织，发现CSNK1D在肿瘤组织中显著上调。临床样本验证显示，CSNK1D在高病理分级、晚期临床分期及有淋巴结转移的HNSCC患者中表达更高，且其高表达与患者较差生存率显著相关。4NQO诱导的HNSCC小鼠模型中也观察到CSNK1D表达随病变进展而逐渐升高。

CSNK1D促进HNSCC细胞增殖并抑制凋亡

在HNSCC细胞系中敲低或过表达CSNK1D发现，CSNK1D knockdown抑制细胞增殖和克隆形成，诱导细胞凋亡；而过表达则产生相反效应。流式细胞术和TUNEL实验均证实CSNK1D对细胞凋亡的调控作用。

CSNK1D增强HNSCC细胞迁移和侵袭能力

伤口愈合实验、Transwell实验和3D肿瘤球形成实验表明，CSNK1D knockdown抑制细胞迁移和侵袭，而过表达则促进这些恶性表型。Western blot结果显示CSNK1D调控上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)相关蛋白（E-cadherin、N-cadherin、Vimentin）的表达。

CSNK1D通过激活Sonic Hedgehog通路促进HNSCC进展

基因集富集分析提示Hedgehog通路富集。CSNK1D knockdown降低GLI1、HHIP等Hedgehog通路关键基因表达，而过表达则上调这些基因。加入通路激动剂SAG可逆转CSNK1D knockdown的抑制效应，而抑制剂SANT1可抑制过表达CSNK1D的促癌作用。

GLI1介导Hedgehog通路的生物学功能

CSNK1D调控GLI1的核转位。免疫荧光和核质分离实验显示CSNK1D knockdown减少GLI1核内分布，而过表达增加之。核转运抑制剂importazole处理证实CSNK1D通过影响GLI1入核发挥作用。生物信息学分析和ChIP实验证明GLI1直接结合BCL2启动子并调控其转录。

CSNK1D(AA314-415)促进CSNK1D/SHH/PTCH1复合物形成

分子对接和免疫共沉淀实验证实CSNK1D与SHH、PTCH1存在直接相互作用。截短体实验发现CSNK1D的C端结构域(AA314-415)是结合SHH-PTCH1的关键区域，该片段足以促进GLI1入核并激活下游信号。

CSNK1D促进小鼠肿瘤发生

裸鼠皮下移植瘤实验表明，敲低CSNK1D抑制肿瘤生长，而过表达促进肿瘤生长。免疫组化和Western blot验证CSNK1D调控EMT和凋亡相关蛋白在体内的表达。

SB-203580靶向抑制CSNK1D发挥抗肿瘤作用

通过数据库筛选和分子对接发现SB-203580与CSNK1D具有高亲和力。体外实验显示SB-203580抑制HNSCC细胞增殖、迁移和侵袭，诱导凋亡，且不影响CSNK1D表达但破坏其与SHH-PTCH1的结合。体内实验进一步证实SB-203580治疗显著抑制肿瘤生长。

本研究首次阐明CSNK1D在HNSCC中作为癌基因的新功能，揭示其通过稳定SHH-PTCH1复合物激活Hedgehog/GLI1/BCL2信号轴促进肿瘤进展的分子机制。研究发现CSNK1D的功能可能不依赖于其激酶活性，而由其C端结构域介导的蛋白质相互作用所决定。此外，研究首次报道SB-203580可作为CSNK1D抑制剂发挥抗肿瘤作用，为HNSCC靶向治疗提供了新的候选药物。这些发现不仅深化了对HNSCC发病机制的理解，也为临床治疗提供了新的潜在靶点和策略。