非小细胞肺癌中PAK1/TCF1调控轴的致癌作用及治疗潜力

《Discover Oncology》：A novel PAK1/TCF1 regulatory axis promotes non-small cell lung cancer progression

本研究聚焦非小细胞肺癌（NSCLC）进展中的关键调控轴PAK1/TCF1，揭示其在肿瘤发生中的作用机制，为NSCLC治疗提供新靶点，具有重要的临床意义

　　非小细胞肺癌（NSCLC）是全球癌症相关死亡的首要原因，其高侵袭性和高转移性使得治疗面临巨大挑战。尽管近年来在诊断和治疗策略上取得了显著进展，但NSCLC患者的5年生存率仍低于17%。为了深入探究NSCLC的分子机制并寻找新的治疗靶点，三亚中心医院（海南省第三人民医院）的研究人员开展了关于PAK1/TCF1调控轴在NSCLC进展中作用的研究。该研究首次揭示了PAK1通过负向调控TCF1促进NSCLC发展的分子机制，并指出这一调控轴有望成为NSCLC治疗的新靶点，研究成果发表在《Discover Oncology》上。

研究背景

非小细胞肺癌（NSCLC）主要包括肺鳞癌（LUSC）和肺腺癌（LUAD），占所有肺癌病例的约80%。大多数患者在确诊时已处于局部晚期或转移阶段，导致全球死亡率居高不下。尽管在诊断和治疗策略上取得了显著进展，包括免疫治疗和多学科综合治疗，但NSCLC的总体5年生存率仍然低于17%。因此，迫切需要进一步研究NSCLC进展的分子机制，并识别新的治疗靶点以改善临床结果。 P21活化激酶1（PAK1）是Rac/Cdc42信号通路的关键效应分子，在细胞骨架重排、细胞迁移、细胞凋亡和存活、信号转导、基因转录调控和细胞转化等生理功能中发挥重要作用。PAK1在多种肿瘤中过表达，包括胃癌、乳腺癌、头颈鳞癌和NSCLC等，使其成为肿瘤发生中的关键调节因子。研究表明，PAK1过表达通过激活ERK和AKT信号通路促进NSCLC细胞生长和侵袭，并通过ERK/GSK3β信号通路增强β-catenin表达，赋予NSCLC对顺铂的耐药性。 T细胞因子1（TCF1，由TCF7基因编码）是Wnt/β-catenin信号通路下游的转录因子之一，在调节成熟T细胞反应中发挥着多功能、依赖于上下文的作用。在细胞毒性T细胞谱系中，TCF1对于响应肿瘤抗原产生的干细胞样CD8+ T细胞的自我更新以及维持对免疫检查点抑制剂（ICI）治疗的高度反应至关重要。然而，PAK1在NSCLC中促进肿瘤进展的下游机制，尤其是其对肿瘤免疫微环境中免疫相关分子的潜在调控，仍不清楚。

研究方法

研究人员收集了23对NSCLC组织样本，并从癌症基因组图谱（TCGA）数据库中获取了NSCLC的RNA测序数据和相应的临床病理信息。通过定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）和免疫组化（IHC）评估了PAK1和TCF1在NSCLC组织和细胞中的表达。通过增益和失功实验评估了PAK1和TCF1对细胞增殖、侵袭、迁移和凋亡的影响。此外，通过西方印迹（WB）和免疫共沉淀分析评估了PAK1和TCF1在NSCLC中的相互作用。最后，研究人员评估了PAK1和TCF1的临床预后价值、疾病进展和免疫治疗反应，并分析了它们与免疫细胞浸润和免疫检查点抑制剂（PD1、PDL1）的相关性。

研究结果

1. PAK1与TCF1表达的负相关性：研究人员发现，与正常肺组织相比，NSCLC组织中PAK1 mRNA表达显著上调2.08倍，而TCF1 mRNA表达显著下降至29.9%。PAK1与TCF1 mRNA表达呈显著负相关（R=-0.18，P=0.04）。免疫组化染色进一步证实了PAK1在LUAD和LUSC患者中的表达上调，而TCF1表达下调。
2. PAK1对NSCLC细胞行为的影响：通过构建稳定过表达和敲低PAK1的A549细胞系，研究人员发现PAK1过表达显著促进了A549细胞的增殖、迁移和克隆形成能力，并抑制了细胞凋亡。相反，PAK1的敲低则抑制了这些细胞行为。
3. IPA-3对PAK1的抑制作用：使用PAK1抑制剂IPA-3处理A549细胞，研究人员发现IPA-3能够以剂量依赖的方式抑制PAK1的活性，抑制细胞增殖、迁移和克隆形成，并上调TCF1的表达。
4. TWS119对TCF1的上调作用：通过使用GSK-3β抑制剂TWS119处理细胞，研究人员发现TWS119能够显著上调TCF1的表达，而不影响PAK1的表达。TWS119处理的细胞显示出增殖、迁移和克隆形成能力的显著抑制。
5. PAK1与TCF1的直接相互作用：研究人员通过共转染和免疫共沉淀分析证实了PAK1与TCF1之间的直接相互作用，并发现PAK1能够通过直接结合负向调控TCF1的表达。
6. PAK1和TCF1的临床预后价值：联合生存分析表明，高PAK1和低TCF1表达与NSCLC患者的不良预后相关。此外，PAK1与肿瘤纯度呈正相关，而与CD8+ T细胞、中性粒细胞和树突状细胞的浸润呈负相关；TCF1则与肿瘤纯度呈负相关，而与多种免疫细胞的浸润呈正相关。
7. TCF1与免疫细胞浸润和免疫检查点抑制剂的相关性：研究人员发现TCF1 mRNA与肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）、PD1和PDL1在LUAD和LUSC中均呈显著相关性，提示TCF1可能通过调节免疫细胞浸润和免疫检查点抑制剂的表达来影响NSCLC的免疫微环境。

研究结论与讨论

本研究首次揭示了PAK1通过负向调控TCF1促进NSCLC进展的分子机制，强调了PAK1/TCF1调控轴在NSCLC发生中的关键作用，并指出这一调控轴有望成为NSCLC治疗的新靶点。研究结果表明，PAK1在NSCLC中过表达，而TCF1则表达下调，且两者呈显著负相关。通过抑制PAK1或上调TCF1，可以显著抑制NSCLC细胞的恶性行为，包括增殖、迁移和克隆形成能力。此外，PAK1与TCF1之间的直接相互作用进一步证实了PAK1对TCF1的负向调控作用。从临床角度来看，高PAK1和低TCF1表达与NSCLC患者的不良预后相关，且PAK1和TCF1的表达水平与免疫细胞浸润和免疫检查点抑制剂的表达呈显著相关性。这些发现不仅为NSCLC的分子机制提供了新的见解，而且为开发针对PAK1/TCF1调控轴的新型治疗策略提供了理论依据，有望改善NSCLC患者的临床预后。未来的研究应进一步探索PAK1/TCF1调控轴在体内和体外对CD8+ T细胞的影响，并优化治疗策略，如将免疫检查点抑制剂与抗PAK1药物或TCF1激动剂联合使用，以提高NSCLC患者的治疗效果。