Cdk12-KO 基因敲除小鼠

CDK12，即细胞周期依赖性激酶12，是一种属于CDK家族的丝氨酸/苏氨酸激酶。CDK12最初被认为是转录相关CDKs之一，与周期蛋白K结合，促进RNA聚合酶II的羧基末端结构域（CTD）的磷酸化，从而诱导转录延伸。然而，近年来的研究表明，CDK12在基因表达调控和肿瘤发生中具有多重作用。除了转录延伸，CDK12还控制着包括转录终止、mRNA剪接和翻译在内的多个基因表达过程。CDK12突变在人类肿瘤中频繁出现，CDK12功能的丧失会导致DNA损伤反应（DDR）基因表达缺陷，最终导致基因组不稳定性，这是人类癌症的一个标志性特征[1]。

在前列腺癌中，CDK12基因的变异已被发现，但其在临床上的应用价值尚不明确[2]。CDK12通过抑制内含子多腺苷酸化事件来调控DNA修复基因，这在小鼠胚胎干细胞和包含失活CDK12突变的人类肿瘤中得到了证实[3]。这些发现表明，CDK12的突变状态可能预示着对针对“BRCAness”的靶向治疗的敏感性，例如PARP1抑制剂，并且CDK12抑制剂可能使HR-competent肿瘤对这些治疗产生敏感性[3]。

在乳腺癌中，CDK12和CDK13的抑制或缺失会导致内含子多腺苷酸化位点的切割，从而抑制核心DNA损伤反应蛋白的表达。这会引发“BRCAness”表型，导致DNA损伤修复缺陷，与DNA损伤化疗和PARP抑制剂协同作用[4]。此外，在转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）中，CDK12的失活定义了一类独特的免疫原性mCRPC亚型，其特征是双等位基因缺失，与DNA修复缺陷、ETS融合和SPOP突变驱动的肿瘤互斥。CDK12失活的病例与融合诱导的嵌合开放阅读框和高肿瘤T细胞浸润/克隆扩增相关，这表明CDK12失活可能从免疫检查点免疫治疗中受益[5]。

CDK12作为一种新兴的治疗靶点，其选择性降解剂BSJ-4-116的开发为研究CDK12的生物学功能和治疗潜力提供了新的工具。BSJ-4-116选择性地降解CDK12，导致DDR基因的过早切割和多腺苷酸化，并表现出强大的抗增殖作用[6]。此外，通过共价靶向远程半胱氨酸残基，开发了一种新型CDK12和CDK13共价抑制剂THZ531。THZ531不可逆地靶向位于CDK12激酶域外部的半胱氨酸，导致基因表达丧失和RNA聚合酶II的延伸和超磷酸化丧失[7]。

卵巢癌的整合基因组分析揭示了CDK12突变的存在，与其他基因如TP53、BRCA1、BRCA2、RB1的突变共同构成了卵巢癌的分子特征[8]。在BRAF突变的黑色素瘤中，CDK12被过度激活，抑制CDK12可以减少长基因的表达，包括许多参与DNA修复的基因，并促进短基因的表达，包括许多由AP-1和NF-κB转录因子调节的生长促进基因。抑制这些途径与CDK12抑制剂协同作用，抑制黑色素瘤的生长，为更有效的黑色素瘤治疗提供了有希望的药物组合[9]。此外，一种新的分子胶HQ461被发现，通过促进CDK12与DDB1-CUL4-RBX1 E3泛素连接酶的相互作用，导致CDK12相互作用蛋白Cyclin K（CCNK）的多泛素化和降解，从而降低CDK12底物的磷酸化，下调DNA损伤反应基因，并导致细胞死亡[10]。

综上所述，CDK12在基因表达调控和肿瘤发生中发挥着重要作用。CDK12的失活与DNA损伤修复缺陷和基因组不稳定性相关，而CDK12的过度激活则与某些肿瘤的恶性进展相关。CDK12的调控机制和其在肿瘤发生发展中的作用仍需进一步研究，以期为肿瘤的治疗提供新的思路和策略。