Nek2-KO 基因敲除小鼠

NEK2，也称为NIMA相关激酶2，是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。它在细胞周期的各个阶段中存在于细胞核和细胞质中，并参与调节细胞分裂和DNA损伤修复等细胞过程。NEK2在许多癌症中过度表达，并且是预后不良的生物标志物。在癌症细胞中，NEK2的升高可能由多种因素导致，包括癌基因转录因子、泛素化减少、DNA甲基化和circRNA/lncRNA-miRNA轴等。NEK2的过度表达会导致染色不稳定性、非整倍体，从而增强癌症的进展并抑制抗肿瘤免疫[2]。

NEK2在多种癌症的发病机制中发挥重要作用。在胰腺癌中，NEK2通过磷酸化PD-L1来维持其稳定性，导致PD-L1靶向胰腺癌免疫疗法疗效不佳。NEK2缺乏导致PD-L1表达抑制和淋巴细胞浸润增强。NEK2与PD-L1相互作用，磷酸化T194/T210残基，并防止PD-L1在ER腔中通过泛素-蛋白酶体途径介导的降解。NEK2抑制因此使PD-L1阻断致敏，协同增强抗胰腺癌免疫反应[1]。在多发性骨髓瘤（MM）中，骨髓微环境的免疫耐受支持MM的生长。研究发现，肿瘤微环境中NEK2的缺失与MM生长抑制相关。NEK2缺失导致肿瘤相关巨噬细胞（TAM）和抑制性T细胞减少。NEK2在单核细胞前体细胞中的表达促进了功能性TAM的产生。临床上，MM细胞中NEK2表达升高与CD8+ T效应记忆细胞增加相关，而NEK2表达降低则与IFN-γ基因特征和激活的T细胞反应相关。NEK2抑制上调了MM细胞和单核细胞中PD-L1的表达。在小鼠模型中，NEK2抑制剂INH154与PD-L1阻断剂的联合应用有效地消除了MM细胞并延长了存活时间[3]。此外，NEK2还在食管鳞状细胞癌（ESCC）的发病机制中发挥重要作用。NEK2在ESCC组织和细胞系中高度表达，并且高表达与不良肿瘤愈合相关。敲除NEK2基因抑制了ESCC细胞的迁移、增殖、侵袭和细胞周期。生物分析显示，NEK2参与调节ESCC的进展和凋亡等生物学过程，并且与E2F相关。NEK2与转录因子E2F1竞争结合CDC20，导致E2F1降解减少和表达增加。IGF2的表达也增加，这进一步促进了ESCC细胞对药物的耐药性。NEK2与食管癌中的免疫浸润相关，并且NEK2介导了ESCC的免疫治疗[4]。

NEK2不仅在癌症中发挥重要作用，还在胚胎发育中发挥关键作用。研究发现，NEK2通过维持有丝分裂和DNA损伤反应在猪胚胎发育中发挥重要作用。NEK2的抑制导致细胞分裂和囊胚形成率显著降低，细胞数量和细胞存活率也降低。NEK2的抑制延迟了从间期到细胞分裂的所有阶段的细胞周期进展，并在两细胞和四细胞阶段胚胎中导致异常核形态。此外，NEK2的抑制显著增加了DNA损伤和细胞凋亡，并改变了与DNA损伤修复和细胞凋亡相关的基因表达水平。NEK2的抑制下调了β-catenin及其下游靶基因的表达。为了验证Wnt/β-catenin信号通路与NEK2在猪胚胎发育中的关系，研究者使用Wnt激活剂CHIR99021与JH处理过的培养基共培养猪胚胎。CHIR99021的共处理显著恢复了NEK2抑制所降低的发育参数，使其达到对照组水平。这些发现表明，NEK2通过Wnt/β-catenin信号通路调节DNA损伤修复和正常有丝分裂，在猪胚胎发育中发挥重要作用[5]。

NEK2的研究进展为癌症治疗提供了新的思路和策略。抗NEK2单克隆抗体（mAb）的制备和应用为肝细胞癌（HCC）的治疗和诊断提供了新的工具。研究发现，NEK2在HCC细胞中高表达，并且抗NEK2 mAb可以抑制HCC细胞的增殖。NEK2相关的基因主要富集在S和G2期，并且可能通过调节HCC细胞的S/G2期转变来作为肿瘤促进基因[6]。此外，NEK2的遗传异常和与TP53的相互作用加速了MM的侵袭性。NEK2的扩增和其启动子中远端CpG岛的过度甲基化与NEK2表达的升高相关。NEK2扩增的患者的生存率较低，并且经常出现TP53缺失，这是MM中的一个独立预后因素。TP53敲除和NEK2过表达的组合导致MM中的不对称有丝分裂、增殖、耐药性和致瘤行为。野生型p53的递送和NEK2的抑制在TP53-/- MM细胞系中抑制肿瘤形成并增强Bortezomib对MM的效果。研究发现，p53失活通过诱导NEK2扩增、增加E2F8等细胞周期相关基因的转录活性和上调DNA甲基转移酶来遗传性升高NEK2的表达。TP53和NEK2的双重缺陷可能定义了具有p53失活的MM患者中最差的预后，并且NEK2可能成为具有p53异常的侵袭性MM中的新型治疗靶点[7]。

NEK2还参与了小鼠隐睾模型中睾丸组织的细胞凋亡。研究发现，NEK2的表达趋势与隐睾组织细胞凋亡的趋势相一致。异常表达的NEK2可能通过细胞凋亡作用影响曲精小管内精细胞的损伤，导致隐睾症患者的不育[8]。

此外，NEK2还通过Keap1/Nrf2信号通路调节HMOX1的表达，从而影响胃癌细胞对铁死亡的敏感性。抑制NEK2可以增强胃癌细胞对RSL3和Erastin诱导的铁死亡的敏感性。机制研究表明，抑制NEK2可以促进Keap1的泛素化和蛋白酶体降解，增加细胞核中的Nrf2水平，从而促进HMOX1的表达。这项研究证实了NEK2可以通过Keap1/Nrf2信号通路调节HMOX1的表达，进而影响胃癌细胞对铁死亡的敏感性，丰富了NEK2在胃癌中的作用和机制[9]。

综上所述，NEK2是一种重要的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，参与调节细胞分裂、DNA损伤修复和胚胎发育等细胞过程。NEK2在多种癌症中过度表达，并且与不良预后相关。NEK2的研究进展为癌症治疗提供了新的思路和策略。抗NEK2 mAb的制备和应用为癌症的诊断和治疗提供了新的工具。此外，NEK2的遗传异常和与TP53的相互作用加速了MM的侵袭性。NEK2还参与了小鼠隐睾模型中睾丸组织的细胞凋亡，并通过Keap1/Nrf2信号通路调节HMOX1的表达，从而影响胃癌细胞对铁死亡的敏感性。NEK2的研究有助于深入理解其在癌症发病机制中的作用和机制，为癌症的治疗和预防提供新的思路和策略。