NEK4在三阴性乳腺癌BT20细胞中通过抑制细胞周期基因表达抑制增殖，而其缺失在其他细胞系中促进增殖

本研究揭示NEK4（Never In Mitosis Gene A-related kinase 4）在三阴性乳腺癌（TNBC）中具有双重调控作用：在BT20细胞中通过下调细胞周期相关基因抑制增殖，而在其他癌细胞系中其缺失反而抑制生长。研究通过RNA-seq、GSEA分析及功能实验证实NEK4参与DNA损伤响应（DDR）、mRNA剪接和G蛋白偶联受体（GPCR）信号通路，为TNBC靶向治疗提供新视角。

　　

引言

三阴性乳腺癌（TNBC）作为缺乏雌激素受体（ER）、孕激素受体和HER2表达的乳腺癌亚型，具有预后差、复发率高和化疗耐药等特点。基底样TNBC占TNBC的71%，生存率显著低于非基底亚型。尽管患者5年后复发风险降至与非TNBC相当，但前期耐药性问题突出，亟需新治疗靶点。NEK4（NIMA-related kinase 4）作为一种丝氨酸/苏氨酸激酶，被鉴定为TNBC潜在治疗靶点，但其功能具有细胞类型特异性。

材料与方法

研究使用多株乳腺癌细胞（BT20、BT549、MDA-MB231、MCF7）及非肿瘤乳腺细胞（MCF10A、MCF12A）和胚胎肾细胞HEK293。通过siRNA敲低NEK4表达，采用qPCR和Western blot验证敲低效率。细胞增殖通过活细胞成像系统监测汇合度；细胞周期分布经碘化丙啶染色流式检测；转录组分析通过Illumina HiSeq平台测序，GSEA进行通路富集；DNA损伤通过γH2AX焦点形成评估；蛋白质互作使用STRING数据库分析。

结果

NEK4缺失对细胞增殖的差异化调控

活细胞成像显示，除BT20和MCF12A外，其他NEK4敲低细胞（包括TNBC细胞MDA-MB231、BT549及ER阳性MCF7）增殖均受抑制。相反，BT20和MCF12A细胞在NEK4缺失后呈现增殖增强现象。罗丹明-鬼笔环肽染色证实细胞尺寸无变化，排除细胞肥大导致的假象。

细胞周期分布与p21表达无关

流式细胞术揭示NEK4敲低的BT20细胞G0/G1期比例下降而G2/M期上升，符合促增殖表型。Western blot分析表明p21蛋白水平在不同细胞系中与NEK4敲低表型无相关性，说明增殖调控不依赖p21通路。

DNA损伤响应异常

NEK4敲低细胞在依托泊苷处理后γH2AX焦点形成显著减少，但基础DNA损伤水平无差异。DNA-PKcs在S2056位点的自磷酸化水平未受影响，提示NEK4可能通过其他机制影响DNA损伤信号传导。

转录组重塑揭示通路特异性调控

RNA-seq鉴定出1,992个差异表达基因（1,040个上调，952个下调）。GSEA分析显示NEK4缺失正富集于细胞周期、有丝分裂和GPCR配体结合通路（NES>2.2），负富集于mRNA剪接通路（NES=-2.3）。关键上调基因包括SPC25（G2/M进程）、AKT3、WNT7A（胚胎发生与肿瘤发生）及趋化因子基因CCL22/CXCL8。

讨论

NEK4在不同癌症类型中展现相反功能：在多数癌株中抑制增殖，但在BT20 TNBC细胞中意外促进生长。这种差异性可能与细胞特异性信号网络有关，而非p53或p21依赖机制。NEK4与DNA损伤修复（尤其NHEJ通路）、mRNA剪接调控的关联为其功能多样性提供解释。其与微管毒素敏感性、纤毛组装功能的关联进一步扩展了其病理生理意义。研究建议NEK4抑制剂可与DNA损伤药物联用增强疗效，但需注意患者分层——高NEK4表达可能预示某些癌症（如肾细胞癌）良好预后。未来需通过患者来源异种移植（PDX）模型验证其治疗潜力，并探索与免疫治疗（如PD-L1抑制剂）的协同效应。