WNK1通过激活NF-κB信号通路促进头颈鳞癌进展的机制研究

《Hormones & Cancer》：WNK1 promotes head and neck squamous cell carcinoma progression through activation of NF-κB signaling pathway

本研究针对头颈鳞状细胞癌（HNSCC）复发转移机制不明的临床难题，通过多组学技术揭示WNK1激酶通过磷酸化RELA(p65)促进NF-κB核转位的关键机制。研究发现WNK1在HNSCC中显著高表达且与不良预后相关，其 knockdown 可显著抑制肿瘤增殖转移，为HNSCC靶向治疗提供了新的分子靶点和理论依据。

　　

头颈鳞状细胞癌（HNSCC）作为全球第七大常见恶性肿瘤，其治疗面临严峻挑战。尽管手术、放化疗等综合治疗手段不断进步，但患者5年生存率仍低于60%，超过半数局部晚期患者会在3年内出现复发或转移。免疫治疗虽然为部分患者带来希望，但其客观缓解率依然有限。这种治疗困境的背后，是HNSCC分子机制的复杂性和异质性尚未被完全揭示。

在这种背景下，核因子κB（NF-κB）信号通路作为肿瘤发生发展的关键调节因子逐渐引起关注。该通路在炎症反应、细胞存活和肿瘤转移中发挥核心作用，特别是在HPV阴性HNSCC中表现出显著活性。然而，直接靶向NF-κB通路面临巨大挑战，因为其全身性抑制会导致严重的脱靶毒性和免疫紊乱。因此，寻找调控NF-κB通路的上游关键分子，成为突破HNSCC治疗瓶颈的新思路。

蛋白激酶作为细胞内信号转导的重要调节因子，在肿瘤发生发展中扮演着关键角色。随着酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）在临床上的成功应用，针对特定激酶的靶向治疗已成为癌症治疗的重要策略。南方医科大学团队在前期研究中发现，WNK1（无赖氨酸激酶1）在鼻咽癌转移预后模型中表现突出，这为HNSCC研究提供了重要线索。WNK1作为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族成员，已知在血压调节和肾脏稳态中发挥作用，但其在HNSCC中的具体功能和机制尚不明确。

为了回答这些问题，研究人员开展了一系列实验。他们首先利用TCGA、TIMER2.0和CPTAC数据库分析WNK1在HNSCC中的表达情况，并通过Western blot在5种HNSCC细胞系中验证表达水平。随后通过CCK-8、集落形成、Transwell等实验评估WNK1对细胞增殖、迁移和侵袭的影响，并建立原位异种移植模型进行体内验证。最关键的是，研究采用基于液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）的定量蛋白质组学和磷酸化修饰组学技术，深入探索WNK1作用的分子机制。

研究结果揭示了多个重要发现。在WNK1表达特征方面，生物信息学分析显示WNK1在HNSCC组织和细胞系中显著高表达，且与患者总体生存率降低相关。单细胞RNA测序数据进一步表明，WNK1在肺转移灶中的表达明显高于原发肿瘤。

在功能实验方面，WNK1 knockdown显著抑制了HNSCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力。CCK-8实验显示shWNK1细胞增殖速率明显减慢，集落形成实验表明其克隆形成能力大幅下降，Transwell实验则证实细胞迁移和侵袭受到显著抑制。

多组学分析发现了关键机制。蛋白质组和磷酸化蛋白质组分析显示，WNK1 knockdown引起198个蛋白上调和66个蛋白下调，同时发现312个上调磷酸化位点和188个下调磷酸化位点。功能富集分析表明，这些差异表达的蛋白主要参与TNF-α/NF-κB信号复合体等肿瘤相关通路。

机制探索方面，研究发现WNK1通过促进RELA(p65)磷酸化和核转位激活NF-κB信号通路。Western blot显示WNK1 knockdown降低了p65总蛋白和磷酸化水平，免疫荧光实验证实p65核转位减少。值得注意的是，NF-κB抑制剂（IKK-IN-1）产生了与WNK1 knockdown相似的抗肿瘤效果，但联合使用并未显著增强疗效。

体内实验进一步验证了WNK1的促瘤作用。原位异种移植模型显示，WNK1 knockdown显著抑制了肿瘤生长和宫颈淋巴结转移。组织学分析表明，shWNK1组肿瘤体积更小，Pan-CK阳性转移灶减少42%。

该研究的创新之处在于首次系统阐明了WNK1在HNSCC中的致癌作用及其分子机制。研究发现WNK1通过调控NF-κB信号通路关键分子RELA(p65)的磷酸化和核转位，促进肿瘤恶性进展，这为理解HNSCC的发病机制提供了新视角。

特别值得关注的是，研究发现的WNK1-NF-κB轴可能具有重要的临床转化价值。WNK463作为WNK激酶抑制剂已在临床前研究中显示出抗肿瘤潜力，本研究为开发针对HNSCC的靶向治疗策略提供了理论依据。此外，研究还发现RPL4、RPL6、RPL8和RPS11等核糖体蛋白可能参与WNK1对NF-κB信号的调控，这为后续机制研究提供了新方向。

然而，研究也存在一些局限性。WNK1调控NF-κB信号通路的具体分子机制仍需进一步阐明，特别是关键的磷酸化位点有待鉴定。此外，WNK1在化疗放疗耐药性中的作用值得深入探索，这可能为改善HNSCC治疗效果提供新思路。

从更广阔的视角来看，这项研究体现了多组学技术在肿瘤研究中的强大应用。通过整合转录组、蛋白质组和磷酸化蛋白质组数据，研究人员能够全面揭示WNK1在HNSCC中的功能网络，这种研究策略为复杂疾病机制解析提供了范本。

总的来说，这项研究不仅深化了对HNSCC发病机制的认识，还为临床治疗提供了潜在的生物标志物和治疗靶点。随着对WNK1-NF-κB轴机制的进一步阐明，以及相应靶向药物的开发，有望为HNSCC患者带来新的治疗希望。未来的研究应该着重探索WNK1抑制剂在HNSCC治疗中的临床应用价值，以及其与现有治疗方法的协同作用，最终实现从基础研究到临床转化的完整链条。