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肺癌是全球范围内发病率和死亡率极高的癌症，非小细胞肺癌（NSCLC）占比最大。为探究 PDE4DIP 在 NSCLC 中的作用，研究人员开展相关研究。结果发现 PDE4DIP 可促进 NSCLC 生长，其通过 PDE4DIP-AKAP9 轴调节 PKA 信号通路。该研究为 NSCLC 治疗提供新靶点。
在癌症的世界里，肺癌一直是令人闻风丧胆的 “杀手”。全球每年有大量新增肺癌病例，其中非小细胞肺癌（NSCLC）占了 80 - 85%。由于多数患者缺乏 “可靶向” 的突变，其 5 年总生存率较低。因此，深入了解 NSCLC 发生发展的机制，寻找新的治疗靶点迫在眉睫。温州医科大学的研究人员针对这一难题，开展了关于磷酸二酯酶 4D 相互作用蛋白（PDE4DIP）在肺癌中作用的研究。他们发现 PDE4DIP 在 NSCLC 中发挥着促癌作用，这一发现为 NSCLC 的治疗带来了新的希望。该研究成果发表在《Communications Biology》上。
研究人员为了探究 PDE4DIP 在肺癌中的生物学功能，运用了多种技术方法。在样本方面，获取了温州医科大学附属第一医院的肺癌及癌旁组织样本。实验技术上，通过定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）分析相关基因表达；利用慢病毒感染和小干扰 RNA（siRNA）转染技术敲低或干扰基因表达；运用蛋白质免疫印迹法（Western blotting）检测蛋白表达水平；构建裸鼠异种移植模型研究肿瘤生长情况等。
PDE4DIP 在肺癌中的表达及预后意义
研究人员分析了原发性 NSCLC 样本中 PDE4DIP 的蛋白表达情况，发现 85% 患者的肿瘤组织中 PDE4DIP 蛋白水平高于癌旁正常组织。进一步研究发现，PDE4DIP 高表达与肿瘤体积大、TNM 分期高和淋巴结转移正相关。通过对数据库的挖掘和分析，发现 PDE4DIP 高表达的患者总生存率和无病生存率更差。这表明 PDE4DIP 在 NSCLC 中高表达，且与不良临床结局相关。
敲低 PDE4DIP 抑制 NSCLC 生长
研究人员构建了 PDE4DIP 敲低（PDE4DIP-KD）的细胞系，通过 MTT 实验、实时细胞分析（RTCA）和集落形成实验发现，敲低 PDE4DIP 显著抑制了 NSCLC 细胞的增殖能力。在体内实验中，建立裸鼠异种移植模型，结果显示 PDE4DIP-KD 明显延缓了肿瘤的生长，肿瘤重量也显著降低。而过表达 PDE4DIP 则增强了细胞的生长能力。这说明 PDE4DIP 在 NSCLC 细胞生长中起着致癌作用。
敲低 PDE4DIP 诱导细胞凋亡和细胞周期阻滞
通过基因集富集分析（GSEA）和转录组测序，研究人员发现 PDE4DIP 表达与凋亡相关基因呈负相关，与细胞周期相关基因呈正相关。进一步实验，如荧光激活细胞分选（FACS）分析、TUNEL 实验等表明，敲低 PDE4DIP 可诱导 NSCLC 细胞凋亡和细胞周期阻滞，使细胞周期停滞在 G1 期。同时，敲低 PDE4DIP 会改变凋亡和细胞周期相关蛋白的表达水平，且 PDE4DIP-KD 诱导的细胞凋亡依赖于 Bim。这揭示了 PDE4DIP 通过抑制细胞凋亡和促进细胞周期进程，从而促进 NSCLC 肿瘤生长。
敲低 PDE4DIP 通过激活 PKA-CREB 信号通路抑制 NSCLC 生长
由于 PDE4DIP 被认为是 PKA 信号的调节因子，研究人员探究其对 PKA 信号转导的影响。结果发现，敲低 PDE4DIP 可增加 PKA 的直接靶点 CREB 的磷酸化水平，而过表达 PDE4DIP 则降低其磷酸化水平。用 PKA 抑制剂 H89 预处理可消除 PDE4DIP-KD 介导的 CREB 磷酸化增加，用 cAMP 类似物 8-CPT cAMP 处理则可消除 PDE4DIP 对 CREB 磷酸化的抑制作用。此外，PDE4DIP 还通过抑制 PKA 信号通路活性，影响 Bim、RB1 和 p27KIP1等蛋白的表达。这表明 PDE4DIP-KD 通过 PKA-CREB 介导的转录诱导促凋亡因子 Bim 表达和增加 RB1 转录，从而抑制 NSCLC 生长。
PDE4DIP 通过稳定 PKA RIIα 抑制 PKA 信号激活
研究发现，在 NSCLC 细胞中，PDE4DIP 影响 PKA 信号的方式不依赖于 PDE4D 和 cAMP。PDE4DIP 与 PKA RIIα 在高尔基体共定位，且存在相互作用。敲低 PDE4DIP 会破坏 PKA RIIα 在高尔基体的积累，导致其蛋白水平下降，促进其泛素化和降解。这说明 PDE4DIP 与 PKA RIIα 在高尔基体的相互作用可稳定 PKA RIIα，抑制 PKA 信号激活。
PDE4DIP 与 AKAP9 协同稳定高尔基体上的 PKA RIIα
A 激酶锚定蛋白（AKAPs）可调节 PKA 的激活。在 NSCLC 细胞中，PDE4DIP 与 AKAP9 的表达相互依赖，且二者均与 PKA RIIα 相互作用。敲低 AKAP9 会降低 PKA RIIα 的蛋白水平，减少其在高尔基体的定位，并促进其泛素化。这表明 PDE4DIP 与 AKAP9 协同作用，增加 PKA RIIα 的稳定性和积累，从而负向调节 PKA 激活。
在讨论部分，研究人员总结了 PDE4DIP 在 NSCLC 中的作用机制。PDE4DIP 通过调节 PKA-CREB 信号通路，影响细胞凋亡和细胞周期进程，进而促进 NSCLC 肿瘤生长。同时，PDE4DIP 与 AKAP9 形成的复合物对 PKA RIIα 在高尔基体的定位和稳定性至关重要。该研究揭示了一个新的 PDE4DIP/AKAP9/PKA RIIα 介导的 PKA 信号转导轴，为 NSCLC 的治疗提供了一个有前景的治疗靶点，有望为肺癌患者带来新的治疗策略和希望。
