ACK1相分离促进肺鳞癌STAT5信号通路的机制研究及治疗新策略

本研究针对ACK1在肺鳞癌(LUSC)中的异常激活机制，创新性地揭示了其通过液-液相分离(LLPS)形成生物分子 condensates 的关键作用。研究人员发现ACK1的固有无序区(IDR)介导相分离，招募NCK1/2适配蛋白并增强STAT5磷酸化，从而促进肿瘤增殖迁移。该研究为靶向ACK1 condensates的LUSC精准治疗提供了理论依据，发表于《BMC》期刊。

　　

肺鳞状细胞癌(LUSC)作为非小细胞肺癌的主要亚型，其治疗靶点探索一直是肿瘤研究的热点。ACK1(TNK2)作为非受体酪氨酸激酶，虽在多种癌症中被报道具有促癌作用，但其在LUSC中的调控机制仍存在认知空白。传统研究多聚焦于基因扩增和突变等遗传层面，而对蛋白质动态组装这类新型调控机制鲜有涉及。近年来，液-液相分离(LLPS)现象的发现为理解细胞信号通路的时空调控提供了全新视角，但激酶通过相分离调控肿瘤发生的具体案例尚未明确。

中国研究人员通过整合TCGA数据库分析和临床样本验证，首次发现ACK1在LUSC中存在高频扩增和过表达现象。为阐明其分子机制，研究团队创新性地将LLPS理论引入肿瘤信号转导研究，综合运用分子克隆、活细胞成像、光漂白恢复(FRAP)和体外液滴实验等技术，系统解析了ACK1通过固有无序区(IDR)形成生物分子凝聚体的动态特性。关键实验技术包括：TCGA队列生物信息学分析、免疫组织化学检测43例LUSC样本、OptoDroplet光激活相分离系统、RNA-seq转录组测序及GSEA通路富集分析。

ACK1在LUSC中扩增和高表达
通过分析TCGA PanCancer Atlas数据集，发现ACK1在LUSC中扩增频率最高（图1A）。免疫组化显示53.5%的LUSC样本存在ACK1强表达（图1F-G），匹配样本分析证实肿瘤组织ACK1 mRNA水平显著高于癌旁组织（图1E）。

ACK1发生激酶活性非依赖的相分离
活细胞成像显示ACK1-GFP形成动态 puncta（图2A），FRAP实验证实其具备典型LLPS特征（图2F-G）。激酶失活突变体(KD)和抑制剂(AIM-100)处理不影响 condensates 形成（图2H-I），揭示该过程不依赖激酶活性。

IDR1是相分离的关键结构域
生物信息学预测发现ACK1含5个IDR（图3A）。缺失实验表明IDR1(96-156 aa)对 condensates 形成至关重要（图3C-D），其中143-156 aa片段发挥决定性作用（图3F-G）。体外实验证实IDR1-GFP在PEG-6000溶液中可自发形成融合性液滴（图4F-H），且该过程受盐浓度调控（图4I-J）。

ACK1 condensates增强STAT5信号通路
过表达实验显示ACK1特异性激活STAT5而非STAT3（图5A）。IDR缺失突变体(IDRmut)丧失促STAT5磷酸化能力（图5B），Co-IP筛选发现 condensates 选择性招募NCK1/2适配蛋白（图5F-G）。双敲降实验证实NCK1/2是STAT5激活的必要介质（图5I）。

相分离促进肿瘤恶性表型
核定位分析显示ACK1(WT)而非IDRmut促进STAT5入核（图6A）。报告基因和RNA-seq证实 condensates 增强STAT5转录活性（图6B-D），TCGA数据验证ACK1高表达组STAT5靶基因显著富集（图6E）。功能实验表明ACK1缺失抑制细胞增殖（图6F-G）和迁移（图6H-I），而IDRmut丧失这些促癌效应（图6J-M）。

该研究首次阐明ACK1通过IDR介导的相分离形成信号转导枢纽，创新性地提出"激酶 condensates-适配蛋白募集-底物特异性激活"的级联调控模型。相较于传统激酶抑制剂，靶向ACK1 condensates的形成可能提供更精准的治疗策略。临床意义在于：①解释LUSC中ACK1扩增患者的特殊信号通路激活模式；②为开发破坏相分离的小分子药物提供新靶点；③拓展了LLPS在肿瘤治疗领域的应用前景。研究存在的局限性包括未阐明NCK1/2精确招募机制，以及 condensates 对其它STAT家族成员的潜在影响，这些将成为后续研究的重要方向。