題目：揭示Pleckstrin-2在腫瘤進展和免疫調節中的作用：來自以肺癌為重點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

發表時間：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志物來增強預后和治療策略的必要性。Pleckstrin-2（PLEK2）是pleckstrin家族的一員，與腫瘤進展的關鍵過程有關，但其在癌癥中的作用仍未得到充分探索。

研究思路：本研究系統地檢查了PLEK2在多種癌癥類型的表達模式、預后相關性和功能影響。使用TCGA）、GTEx和人類蛋白質圖譜的數據，分析了癌組織和正常組織中PLEK2的表達，揭示了PLEK2在各種癌癥中在mRNA和蛋白質水平上的顯著過表達。單細胞RNA測序進一步表明PLEK2在腫瘤微環境中的腫瘤細胞和巨噬細胞中占主導地位。生存分析表明，PLEK2表達升高與特定癌癥的不良預后相關，盡管其影響因癌癥類型而異。功能測定顯示PLEK2敲低抑制人癌細胞系的增殖和遷移。使用Lewis肺癌（LLC）模型的體內研究證實，PLEK2敲低抑制了腫瘤生長并增強了PD-1免疫療法的療效。從機制上講，PLEK2敲低與AKT通路激活減少、腫瘤相關巨噬細胞浸潤減少和CD8T細胞存在增加有關。Navitoclax等化合物也被確定為潛在的PLEK2抑制劑。總之，PLEK2在癌癥進展和免疫反應調節中發揮多方面作用。靶向PLEK2可能會抑制腫瘤生長并克服免疫治療耐藥性，為改善癌癥治療結果提供有前途的生物標志物和治療靶點。

研究結果：

1、PLEK2 在多種癌癥中的表達

如圖1a所示，PLEK2 mRNA在容易發生癌癥發展的多個器官中顯著升高，而在心臟和大腦等非增殖組織中觀察到較低的表達水平。除ACC、SKCM、TGCT、DLBC、LIHC和PCPG外，大多數癌癥中PLEK2表達顯著升高（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，包括BLCA、BRCA、CESC、COAD、GBM、HNSC、LUAD、OV、PAAD、STAD和UCEC。使用HPA數據檢查了PLEK2的亞細胞定位，發現它主要定位于囊泡和細胞質中（圖1d）。此外，對癌細胞系的分析表明PLEK2在特定癌癥類型中的表達升高，例如消化系統、膀胱、頭頸部、宮頸、甲狀腺、肺、胸膜間皮瘤和乳腺癌（圖1e）。總體而言，這些發現表明PLEK2在各種癌癥中過度表達，并可能在腫瘤發生中發揮重要作用，突出了其作為臨床診斷標志物的潛力。

圖1

2、PLEK2 在多個腫瘤組織中的單細胞表達水平

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

圖2

3、PLEK2 在泛癌中的預后意義

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

圖3

4、PLEK2 在癌癥免疫治療反應中的預測潛力

TIDE評分與幾種惡性腫瘤中的PLEK2表達呈正相關，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表達的患者表現出更高的TIDE評分，也表明免疫治療的益處降低（圖4b）。PLEK2表達升高與免疫治療缺乏反應相關，因為無反應組的患者表現出比有反應組更高的PLEK2水平（圖4c）。這些發現共同表明，PLEK2表達升高可能與某些癌癥的免疫治療耐藥性密切相關。

圖4

5、PLEK2 與癌癥免疫學特征之間的關聯

PLEK2表達與ACC、CESC、GBM、KIRC、LUAD、OV和PRAD中的高MSI評分呈負相關。相反，它與COAD、SARC、STAD和TGCT中的高MSI評分呈正相關（圖5a）。此外，PLEK2表達與TMB在PRAD中呈負相關，而在COAD、ESCA、LGG、PAAD、SARC、STAD和UCS中觀察到正相關（圖5b）。這些結果表明PLEK2可能作為這些癌癥中癌癥免疫治療療效的預測標志物。PLEK2表達升高與幾種關鍵免疫檢查點分子的表達增加顯著相關，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表達與癌癥相關成纖維細胞（CAFs）、CD4T細胞、巨噬細胞和自然殺傷細胞（NK）的浸潤呈正相關，但與CD8T細胞和B細胞呈負相關。

圖5

6、PLEK2 的GSEA分析及其對免疫治療和藥物敏感性預測的影響

GSEA分析結果揭示了免疫相關通路中不同的表達模式，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受體信號傳導和Toll-like受體信號傳導通路的通路（圖6a）。Plek2表達水平指示了4T1、T22（乳腺癌）和CT26（結直腸癌）小鼠模型如何對靶向PD-L1和CTLA-4的免疫治療做出反應（圖6b）。癌癥藥物敏感性基因組學數據集分析確定Navitoclax、甲氨蝶呤和YM201636是顯示與PLEK2表達呈正相關的top-level化合物（圖6c）。

圖6

7、PLEK2 敲低抑制多種癌細胞中的細胞增殖和遷移

為了進一步闡明PLEK2在腫瘤細胞中的功能作用，在各種人類癌細胞系中進行了瞬時siRNA介導的PLEK2敲除，通過qRT-PCR和Western blot進行了驗證（圖7a-i）。在測試的兩種siRNA構建體中，Si2與Si1相比表現出優越的敲除效率，qRT-PCR結果證明了這一點。使用適當的測定方法評估了PLEK2敲除對細胞增殖的影響，并觀察到在測試的九種細胞系中的七種中明顯抑制增殖，PLEK2敲除僅導致細胞增殖略有減少。此外，細胞遷移測定顯示PLEK2敲除顯著抑制所有九種癌細胞系的遷移（圖7a-i）。這些發現強調了下調PLEK2阻礙了多種癌癥類型的細胞增殖和遷移。

圖7

8、Plek2 在LLC模型中促進腫瘤生長并影響PD-1免疫治療的療效

生成了穩定的Plek2敲低和過表達LLC細胞系（圖8a），并進行了體外檢測，以評估Plek2調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過表達顯著增加了兩者（圖8c）。這些發現強調了Plek2在腫瘤發展和進展中的關鍵作用。蛋白質印跡分析顯示，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聯。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：本文綜合泛癌分析表明，PLEK2在癌癥進展和免疫調節中發揮多方面作用。文章方法易復現，傲星生物不僅具有豐富的分析經驗、還提供完善的下游驗證、機制研究服務，一對一專屬服務為您排憂解難，助您輕松應對畢業和晉升！