β-Klotho（KLB）作为结直肠癌潜在预后标志物和治疗靶点的多组学与单细胞解析

本研究针对结直肠癌（CRC）早期诊断标志物匮乏和靶向治疗受限的临床难题，通过整合TCGA、GTEx等多组学数据和单细胞测序技术，系统揭示了β-Klotho（KLB）在CRC中的抑癌作用。研究发现KLB表达下调与TNM分期进展和不良预后显著相关，其通过调控细胞周期、染色质重塑和免疫微环境抑制肿瘤发展。实验证实KLB过表达可抑制CRC细胞增殖迁移，单细胞分析进一步定位KLB主要表达于肿瘤相关成纤维细胞（CAFs），通过MIF/MK信号通路参与细胞间通讯。该研究为CRC的精准诊疗提供了新靶点，发表于《Discover Oncology》。

　　

研究背景与科学问题

结直肠癌（CRC）作为全球发病率第三、死亡率第二的恶性肿瘤，其诊疗面临两大核心挑战：一是缺乏高敏感性的早期诊断标志物，现有方法如结肠镜检查具有侵入性；二是靶向治疗选择有限，RAS突变等现有标志物仅覆盖部分患者。近年来，FGF（成纤维细胞生长因子）信号通路共受体β-Klotho（KLB）在肿瘤中的作用引发关注，但其在CRC中的表达模式、功能机制及临床价值仍属未知。尤其值得注意的是，KLB在肝癌和前列腺癌中呈现促癌特性，却在非小细胞肺癌中表现抑癌作用，这种"双重人格"使其成为肿瘤研究的新焦点。

研究方法与技术路线

研究团队采用多维度技术策略：① 通过TCGA和GTEx数据库进行33种癌症的泛癌分析，结合人类蛋白质图谱（HPA）验证KLB表达模式；② 利用cBioPortal和TIMER2.0解析KLB遗传变异与甲基化特征；③ 采用免疫浸润算法评估KLB与肿瘤免疫微环境的相关性；④ 构建包含644例CRC患者的预后列线图；⑤ 通过qPCR、免疫组化（IHC）和体内外实验（CCK-8、伤口愈合、小鼠皮下成瘤）验证KLB功能；⑥ 整合GSE277669单细胞数据集（10X Genomics平台），使用Seurat和CellChat分析KLB的细胞定位及通讯网络。

主要研究结果

3.1 KLB在肿瘤与正常组织中的差异表达

多组学分析揭示KLB在正常组织中高表达于脂肪、肝脏和胰腺，而在CRC等多数癌种中显著下调（P<0.0001）。蛋白水平验证显示结肠癌组织KLB表达仅为正常组织的31%（图6A,B）。单细胞测序精确定位KLB主要富集于成纤维细胞和基质细胞（图7E），这种细胞特异性分布暗示其可能通过旁分泌机制调控肿瘤微环境。

3.2 KLB表达与临床预后的关联

生存分析显示KLB低表达患者中位生存期缩短41%（HR=1.89，P=0.003），且与晚期TNM分期显著相关（N分期P=0.047）。值得注意的是，KLB在PAAD（胰腺癌）中表现促生存作用，而在DLBC（弥漫大B细胞淋巴瘤）中呈现相反趋势，凸显其"组织特异性"调控特征（图2D,E）。

3.3 KLB遗传变异特征

CRC中KLB以点突变（非扩增/缺失）为主要变异形式（3%频率），启动子高甲基化导致其mRNA表达抑制（P<0.01）。携带KLB突变患者的无进展生存期降低2.3倍（图3B），提示表观遗传调控可能是潜在治疗突破口。

3.4 KLB与免疫微环境的互动

KLB表达与CD160/BTLA等免疫检查点分子呈强正相关（r>0.6），单细胞通讯网络分析发现KLB⁺成纤维细胞通过MIF-CXCR4/CD74配体-受体对与T细胞/髓系细胞交互（图11D），这为解释KLB调控免疫逃逸提供了机制线索。

3.7 KLB的功能验证

过表达KLB使CRC细胞增殖率降低63%（CCK-8 assay，P<0.001）、迁移能力下降58%（伤口愈合实验），小鼠成瘤体积缩减72%（图6F）。这些结果与生物信息学预测的细胞周期阻滞功能（GSEA富集评分ES=0.82）相互印证。

研究结论与意义

该研究首次系统阐明KLB作为CRC抑癌因子的多重价值：① 诊断层面，KLB甲基化程度和突变谱可作为液体活检新标志物；② 预后层面，构建的列线图模型（C-index=0.778）显著优于传统TNM分期；③ 治疗层面，KLB过表达策略或可联合免疫检查点抑制剂协同增效。特别重要的是，单细胞解析揭示KLB⁺基质细胞通过MIF/MK信号轴重塑免疫微环境（图11A-C），这一发现为理解肿瘤-间质对话提供了新视角。研究也存在需深化的方向，如KLB在CAFs中调控免疫细胞招募的具体机制，以及其组织特异性功能的分子基础等，这些都将成为后续转化研究的关键突破口。