IF:6.3，院士团队单基因泛癌分析+实验验证，揭示Pleckstrin-2在肿瘤进展和免疫调节中的作用！

题目：揭示Pleckstrin-2在肿瘤进展和免疫调节中的作用：来自以肺癌为重点的全面泛癌分析的见解

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

杂志：Molecular Biomedicine

影响因子：6.3/Q1

发表时间：2024年11月15日

研究背景：癌症仍然是全球死亡的主要原因，这凸显了新型生物标志物来增强预后和治疗策略的必要性。Pleckstrin-2（PLEK2）是pleckstrin家族的一员，与肿瘤进展的关键过程有关，但其在癌症中的作用仍未得到充分探索。

研究思路：本研究系统地检查了PLEK2在多种癌症类型的表达模式、预后相关性和功能影响。使用TCGA）、GTEx和人类蛋白质图谱的数据，分析了癌组织和正常组织中PLEK2的表达，揭示了PLEK2在各种癌症中在mRNA和蛋白质水平上的显著过表达。单细胞RNA测序进一步表明PLEK2在肿瘤微环境中的肿瘤细胞和巨噬细胞中占主导地位。生存分析表明，PLEK2表达升高与特定癌症的不良预后相关，尽管其影响因癌症类型而异。功能测定显示PLEK2敲低抑制人癌细胞系的增殖和迁移。使用Lewis肺癌（LLC）模型的体内研究证实，PLEK2敲低抑制了肿瘤生长并增强了PD-1免疫疗法的疗效。从机制上讲，PLEK2敲低与AKT通路激活减少、肿瘤相关巨噬细胞浸润减少和CD8T细胞存在增加有关。Navitoclax等化合物也被确定为潜在的PLEK2抑制剂。总之，PLEK2在癌症进展和免疫反应调节中发挥多方面作用。靶向PLEK2可能会抑制肿瘤生长并克服免疫治疗耐药性，为改善癌症治疗结果提供有前途的生物标志物和治疗靶点。

研究结果：

1、PLEK2 在多种癌症中的表达

如图1a所示，PLEK2 mRNA在容易发生癌症发展的多个器官中显着升高，而在心脏和大脑等非增殖组织中观察到较低的表达水平。除ACC、SKCM、TGCT、DLBC、LIHC和PCPG外，大多数癌症中PLEK2表达显著升高（图1b）。如图1c所示，与正常组织相比，PLEK2蛋白在几种癌症中显著上调，包括BLCA、BRCA、CESC、COAD、GBM、HNSC、LUAD、OV、PAAD、STAD和UCEC。使用HPA数据检查了PLEK2的亚细胞定位，发现它主要定位于囊泡和细胞质中（图1d）。此外，对癌细胞系的分析表明PLEK2在特定癌症类型中的表达升高，例如消化系统、膀胱、头颈部、宫颈、甲状腺、肺、胸膜间皮瘤和乳腺癌（图1e）。总体而言，这些发现表明PLEK2在各种癌症中过度表达，并可能在肿瘤发生中发挥重要作用，突出了其作为临床诊断标志物的潜力。

图1

2、PLEK2 在多个肿瘤组织中的单细胞表达水平

如图2a所示，热图说明了PLEK2在35种细胞类型中的相对表达水平，表明其广泛存在于各种免疫和恶性细胞中。图2b和c显示PLEK2在CD4T细胞、CD8T细胞、NK细胞和B细胞中的表达，在巨噬细胞中观察到特别高的表达。如图2d、e所示,在所有数据集中，PLEK2在单核细胞/巨噬细胞和肿瘤细胞中的表达升高表明PLEK2可能在肿瘤免疫中发挥重要作用。

图2

3、PLEK2 在泛癌中的预后意义

在LUAD和PAAD中，PLEK2表达升高与OS、PFS、DSS和DFS降低显著相关（图3a-d）。具体来说，PLEK2表达升高与ACC、LGG和UVM中不利的OS相关（图3a）。PLEK2表达升高对应于ACC、LGG、LUSC、SARC和UVM中PFS缩短（图3b）。此外，PLEK2表达增加与ACC、LGG、LIHC、LUSC和UVM中较差的DSS相关（图3c）。Cox比例风险模型分析显示，PLEK2表达水平与PRAD、READ和SARC中的DFS显著相关（图3d）。

图3

4、PLEK2 在癌症免疫治疗反应中的预测潜力

TIDE评分与几种恶性肿瘤中的PLEK2表达呈正相关，特别是在TGCT、GBM、LUAD、LUSC、PCPG、LGG、MESO和HNSC（图4a）。相反，在KICH、LIHC、STAD、THCA和UCEC中，低PLEK2表达的患者表现出更高的TIDE评分，也表明免疫治疗的益处降低（图4b）。PLEK2表达升高与免疫治疗缺乏反应相关，因为无反应组的患者表现出比有反应组更高的PLEK2水平（图4c）。这些发现共同表明，PLEK2表达升高可能与某些癌症的免疫治疗耐药性密切相关。

图4

5、PLEK2 与癌症免疫学特征之间的关联

PLEK2表达与ACC、CESC、GBM、KIRC、LUAD、OV和PRAD中的高MSI评分呈负相关。相反，它与COAD、SARC、STAD和TGCT中的高MSI评分呈正相关（图5a）。此外，PLEK2表达与TMB在PRAD中呈负相关，而在COAD、ESCA、LGG、PAAD、SARC、STAD和UCS中观察到正相关（图5b）。这些结果表明PLEK2可能作为这些癌症中癌症免疫治疗疗效的预测标志物。PLEK2表达升高与几种关键免疫检查点分子的表达增加显著相关，如CD276（B7-H3）、CD274（PD-L1）、LGALS9、PVR（CD155）和FAS在广泛的癌症谱中（图5c）。如图5d所示，PLEK2表达与癌症相关成纤维细胞（CAFs）、CD4T细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞（NK）的浸润呈正相关，但与CD8T细胞和B细胞呈负相关。

图5

6、PLEK2 的GSEA分析及其对免疫治疗和药物敏感性预测的影响

GSEA分析结果揭示了免疫相关通路中不同的表达模式，特别是那些涉及抗原加工和提呈、自身免疫性甲状腺疾病、RIG-like受体信号传导和Toll-like受体信号传导通路的通路（图6a）。Plek2表达水平指示了4T1、T22（乳腺癌）和CT26（结直肠癌）小鼠模型如何对靶向PD-L1和CTLA-4的免疫治疗做出反应（图6b）。癌症药物敏感性基因组学数据集分析确定Navitoclax、甲氨蝶呤和YM201636是显示与PLEK2表达呈正相关的top-level化合物（图6c）。

图6

7、PLEK2 敲低抑制多种癌细胞中的细胞增殖和迁移

为了进一步阐明PLEK2在肿瘤细胞中的功能作用，在各种人类癌细胞系中进行了瞬时siRNA介导的PLEK2敲除，通过qRT-PCR和Western blot进行了验证（图7a-i）。在测试的两种siRNA构建体中，Si2与Si1相比表现出优越的敲除效率，qRT-PCR结果证明了这一点。使用适当的测定方法评估了PLEK2敲除对细胞增殖的影响，并观察到在测试的九种细胞系中的七种中明显抑制增殖，PLEK2敲除仅导致细胞增殖略有减少。此外，细胞迁移测定显示PLEK2敲除显著抑制所有九种癌细胞系的迁移（图7a-i）。这些发现强调了下调PLEK2阻碍了多种癌症类型的细胞增殖和迁移。

图7

8、Plek2 在LLC模型中促进肿瘤生长并影响PD-1免疫治疗的疗效

生成了稳定的Plek2敲低和过表达LLC细胞系（图8a），并进行了体外检测，以评估Plek2调制对增殖和迁移的影响。如图8b所示，Plek2敲低在移植后第14天显著降低了肿瘤生长速率和肿瘤重量，而Plek2过表达显著增加了两者（图8c）。这些发现强调了Plek2在肿瘤发展和进展中的关键作用。蛋白质印迹分析显示，Plek2组合式降低了AKT水平，并在丝氨酸473处磷酸化AKT（图8d），表明Plek2组合式与AKT途径抑制之间存在关联。与对照组相比，Plek2 组合式和 PD-1 抗体治疗的组合显着抑制了肿瘤生长速率和重量（图 8i-j）。

图8

总结：本文综合泛癌分析表明，PLEK2在癌症进展和免疫调节中发挥多方面作用。文章方法易复现，傲星生物不仅具有丰富的分析经验、还提供完善的下游验证、机制研究服务，一对一专属服务为您排忧解难，助您轻松应对毕业和晋升！