題目：揭示Pleckstrin-2在腫瘤進(jìn)展和免疫調(diào)節(jié)中的作用：來自以肺癌為重點(diǎn)的全面泛癌分析的見解

英文名：Unveiling the role of Pleckstrin-2 in tumor progression and immune modulation: insights from a comprehensive pan-cancer analysis with focus on lung cancer

雜志：Molecular Biomedicine

影響因子：6.3/Q1

發(fā)表時(shí)間：2024年11月15日

研究背景：癌癥仍然是全球死亡的主要原因，這凸顯了新型生物標(biāo)志物來增強(qiáng)預(yù)后和治療策略的必要性。Pleckstrin-2（PLEK2）是pleckstrin家族的一員，與腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵過程有關(guān)，但其在癌癥中的作用仍未得到充分探索。

研究思路：本研究系統(tǒng)地檢查了PLEK2在多種癌癥類型的表達(dá)模式、預(yù)后相關(guān)性和功能影響。使用TCGA）、GTEx和人類蛋白質(zhì)圖譜的數(shù)據(jù)，分析了癌組織和正常組織中PLEK2的表達(dá)，揭示了PLEK2在各種癌癥中在mRNA和蛋白質(zhì)水平上的顯著過表達(dá)。單細(xì)胞RNA測序進(jìn)一步表明PLEK2在腫瘤微環(huán)境中的腫瘤細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中占主導(dǎo)地位。生存分析表明，PLEK2表達(dá)升高與特定癌癥的不良預(yù)后相關(guān)，盡管其影響因癌癥類型而異。功能測定顯示PLEK2敲低抑制人癌細(xì)胞系的增殖和遷移。使用Lewis肺癌（LLC）模型的體內(nèi)研究證實(shí)，PLEK2敲低抑制了腫瘤生長并增強(qiáng)了PD-1免疫療法的療效。從機(jī)制上講，PLEK2敲低與AKT通路激活減少、腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞浸潤減少和CD8T細(xì)胞存在增加有關(guān)。Navitoclax等化合物也被確定為潛在的PLEK2抑制劑?？傊?，PLEK2在癌癥進(jìn)展和免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)中發(fā)揮多方面作用。靶向PLEK2可能會(huì)抑制腫瘤生長并克服免疫治療耐藥性，為改善癌癥治療結(jié)果提供有前途的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

研究結(jié)果：

1、PLEK2 在多種癌癥中的表達(dá)

如圖1a所示，PLEK2 mRNA在容易發(fā)生癌癥發(fā)展的多個(gè)器官中顯著升高，而在心臟和大腦等非增殖組織中觀察到較低的表達(dá)水平。除ACC、SKCM、TGCT、DLBC、LIHC和PCPG外，大多數(shù)癌癥中PLEK2表達(dá)顯著升高（圖1b）。如圖1c所示，與正常組織相比，PLEK2蛋白在幾種癌癥中顯著上調(diào)，包括BLCA、BRCA、CESC、COAD、GBM、HNSC、LUAD、OV、PAAD、STAD和UCEC。使用HPA數(shù)據(jù)檢查了PLEK2的亞細(xì)胞定位，發(fā)現(xiàn)它主要定位于囊泡和細(xì)胞質(zhì)中（圖1d）。此外，對癌細(xì)胞系的分析表明PLEK2在特定癌癥類型中的表達(dá)升高，例如消化系統(tǒng)、膀胱、頭頸部、宮頸、甲狀腺、肺、胸膜間皮瘤和乳腺癌（圖1e）?？傮w而言，這些發(fā)現(xiàn)表明PLEK2在各種癌癥中過度表達(dá)，并可能在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮重要作用，突出了其作為臨床診斷標(biāo)志物的潛力。

圖1

2、PLEK2 在多個(gè)腫瘤組織中的單細(xì)胞表達(dá)水平

如圖2a所示，熱圖說明了PLEK2在35種細(xì)胞類型中的相對表達(dá)水平，表明其廣泛存在于各種免疫和惡性細(xì)胞中。圖2b和c顯示PLEK2在CD4T細(xì)胞、CD8T細(xì)胞、NK細(xì)胞和B細(xì)胞中的表達(dá)，在巨噬細(xì)胞中觀察到特別高的表達(dá)。如圖2d、e所示,在所有數(shù)據(jù)集中，PLEK2在單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)升高表明PLEK2可能在腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用。

圖2

3、PLEK2 在泛癌中的預(yù)后意義

在LUAD和PAAD中，PLEK2表達(dá)升高與OS、PFS、DSS和DFS降低顯著相關(guān)（圖3a-d）。具體來說，PLEK2表達(dá)升高與ACC、LGG和UVM中不利的OS相關(guān)（圖3a）。PLEK2表達(dá)升高對應(yīng)于ACC、LGG、LUSC、SARC和UVM中PFS縮短（圖3b）。此外，PLEK2表達(dá)增加與ACC、LGG、LIHC、LUSC和UVM中較差的DSS相關(guān)（圖3c）。Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型分析顯示，PLEK2表達(dá)水平與PRAD、READ和SARC中的DFS顯著相關(guān)（圖3d）。

圖3

4、PLEK2 在癌癥免疫治療反應(yīng)中的預(yù)測潛力

TIDE評分與幾種惡性腫瘤中的PLEK2表達(dá)呈正相關(guān)，特別是在TGCT、GBM、LUAD、LUSC、PCPG、LGG、MESO和HNSC（圖4a）。相反，在KICH、LIHC、STAD、THCA和UCEC中，低PLEK2表達(dá)的患者表現(xiàn)出更高的TIDE評分，也表明免疫治療的益處降低（圖4b）。PLEK2表達(dá)升高與免疫治療缺乏反應(yīng)相關(guān)，因?yàn)闊o反應(yīng)組的患者表現(xiàn)出比有反應(yīng)組更高的PLEK2水平（圖4c）。這些發(fā)現(xiàn)共同表明，PLEK2表達(dá)升高可能與某些癌癥的免疫治療耐藥性密切相關(guān)。

圖4

5、PLEK2 與癌癥免疫學(xué)特征之間的關(guān)聯(lián)

PLEK2表達(dá)與ACC、CESC、GBM、KIRC、LUAD、OV和PRAD中的高M(jìn)SI評分呈負(fù)相關(guān)。相反，它與COAD、SARC、STAD和TGCT中的高M(jìn)SI評分呈正相關(guān)（圖5a）。此外，PLEK2表達(dá)與TMB在PRAD中呈負(fù)相關(guān)，而在COAD、ESCA、LGG、PAAD、SARC、STAD和UCS中觀察到正相關(guān)（圖5b）。這些結(jié)果表明PLEK2可能作為這些癌癥中癌癥免疫治療療效的預(yù)測標(biāo)志物。PLEK2表達(dá)升高與幾種關(guān)鍵免疫檢查點(diǎn)分子的表達(dá)增加顯著相關(guān)，如CD276（B7-H3）、CD274（PD-L1）、LGALS9、PVR（CD155）和FAS在廣泛的癌癥譜中（圖5c）。如圖5d所示，PLEK2表達(dá)與癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）、CD4T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞（NK）的浸潤呈正相關(guān)，但與CD8T細(xì)胞和B細(xì)胞呈負(fù)相關(guān)。

圖5

6、PLEK2 的GSEA分析及其對免疫治療和藥物敏感性預(yù)測的影響

GSEA分析結(jié)果揭示了免疫相關(guān)通路中不同的表達(dá)模式，特別是那些涉及抗原加工和提呈、自身免疫性甲狀腺疾病、RIG-like受體信號(hào)傳導(dǎo)和Toll-like受體信號(hào)傳導(dǎo)通路的通路（圖6a）。Plek2表達(dá)水平指示了4T1、T22（乳腺癌）和CT26（結(jié)直腸癌）小鼠模型如何對靶向PD-L1和CTLA-4的免疫治療做出反應(yīng)（圖6b）。癌癥藥物敏感性基因組學(xué)數(shù)據(jù)集分析確定Navitoclax、甲氨蝶呤和YM201636是顯示與PLEK2表達(dá)呈正相關(guān)的top-level化合物（圖6c）。

圖6

7、PLEK2 敲低抑制多種癌細(xì)胞中的細(xì)胞增殖和遷移

為了進(jìn)一步闡明PLEK2在腫瘤細(xì)胞中的功能作用，在各種人類癌細(xì)胞系中進(jìn)行了瞬時(shí)siRNA介導(dǎo)的PLEK2敲除，通過qRT-PCR和Western blot進(jìn)行了驗(yàn)證（圖7a-i）。在測試的兩種siRNA構(gòu)建體中，Si2與Si1相比表現(xiàn)出優(yōu)越的敲除效率，qRT-PCR結(jié)果證明了這一點(diǎn)。使用適當(dāng)?shù)臏y定方法評估了PLEK2敲除對細(xì)胞增殖的影響，并觀察到在測試的九種細(xì)胞系中的七種中明顯抑制增殖，PLEK2敲除僅導(dǎo)致細(xì)胞增殖略有減少。此外，細(xì)胞遷移測定顯示PLEK2敲除顯著抑制所有九種癌細(xì)胞系的遷移（圖7a-i）。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了下調(diào)PLEK2阻礙了多種癌癥類型的細(xì)胞增殖和遷移。

圖7

8、Plek2 在LLC模型中促進(jìn)腫瘤生長并影響PD-1免疫治療的療效

生成了穩(wěn)定的Plek2敲低和過表達(dá)LLC細(xì)胞系（圖8a），并進(jìn)行了體外檢測，以評估Plek2調(diào)制對增殖和遷移的影響。如圖8b所示，Plek2敲低在移植后第14天顯著降低了腫瘤生長速率和腫瘤重量，而Plek2過表達(dá)顯著增加了兩者（圖8c）。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了Plek2在腫瘤發(fā)展和進(jìn)展中的關(guān)鍵作用。蛋白質(zhì)印跡分析顯示，Plek2組合式降低了AKT水平，并在絲氨酸473處磷酸化AKT（圖8d），表明Plek2組合式與AKT途徑抑制之間存在關(guān)聯(lián)。與對照組相比，Plek2 組合式和 PD-1 抗體治療的組合顯著抑制了腫瘤生長速率和重量（圖 8i-j）。

圖8

總結(jié)：本文綜合泛癌分析表明，PLEK2在癌癥進(jìn)展和免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮多方面作用。文章方法易復(fù)現(xiàn)，傲星生物不僅具有豐富的分析經(jīng)驗(yàn)、還提供完善的下游驗(yàn)證、機(jī)制研究服務(wù)，一對一專屬服務(wù)為您排憂解難，助您輕松應(yīng)對畢業(yè)和晉升！