STYK1通过GSK3β隔离介导Wnt/β-catenin通路异常激活驱动胰腺癌发生的新机制

时间:2025年7月1日
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy

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本研究揭示了STYK1在胰腺癌中通过结合β-catenin和GSK3β,促进GSK3β失活形式(S9磷酸化)增加并隔离至多泡体(MVBs),从而持续激活Wnt/β-catenin通路的分子机制。研究人员利用KPC小鼠模型和抑制性肽段,证实靶向STYK1-β-catenin/GSK3β相互作用可显著抑制胰腺癌进展,为APC非依赖型胰腺癌治疗提供了新靶点。

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胰腺导管腺癌(PDAC)作为最致命的恶性肿瘤之一,五年生存率不足13%,其治疗困境主要源于早期转移、化疗耐药和靶点缺乏。尽管Wnt/β-catenin通路在PDAC进展中起关键作用,但约95%的病例缺乏典型的APC或β-catenin突变,其持续激活机制长期未明。这一科学谜题成为制约靶向治疗开发的瓶颈。

来自湖北工业大学等机构的研究团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表的研究,通过构建KPC(LSL-KrasG12D;Trp53R172H/+;Pdx1Cre)小鼠模型,结合临床样本分析,发现丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶1(STYK1)通过独特的三重作用机制驱动Wnt通路异常激活:直接结合β-catenin和GSK3β形成三元复合物;促进GSK3β S9磷酸化使其失活;通过ESCRT(内吞体分选转运复合体)依赖途径将GSK3β隔离至多泡体。研究还鉴定出BLK激酶介导的STYK1 Y191磷酸化可增强其与AP2(衔接蛋白复合体2)的结合,加速内化过程。靶向STYK1-β-catenin或STYK1-GSK3β界面的抑制性肽段在体内外均显著抑制肿瘤生长,为胰腺癌治疗提供了新策略。

关键技术方法包括:1)基于TCGA和GTEx数据库的临床样本生物信息学分析;2)CRISPR/Cas9构建Styk1敲除的KPCS小鼠模型;3)表面等离子共振(SPR)检测肽段-蛋白相互作用;4)7TGC荧光报告系统监测β-catenin/TCF转录活性;5)免疫共沉淀和GST pull-down验证蛋白互作网络。

主要研究结果

STYK1缺失缓解胰腺癌进展
临床数据分析显示STYK1在PDAC中显著高表达且与不良预后相关。在KPC小鼠中,Styk1敲除使胰腺病变区域减少62%,胶原和黏蛋白沉积显著降低。皮下移植瘤实验证实STYK1缺失使肿瘤体积缩小55%(p<0.001),Ki67阳性率下降70%。

STYK1激活经典Wnt/β-catenin信号
RNA-seq和GSEA分析揭示STYK1缺失导致Wnt通路基因集显著下调。TOPflash报告系统显示STYK1敲除使基础Wnt活性降低68%(p<0.01),且阻断Wnt3a诱导的β-catenin核转位。激酶失活突变体(K147R)丧失调控能力,证实其功能依赖激酶活性。

STYK1-GSK3β-β-catenin三元复合物调控机制
质谱鉴定出STYK1与β-catenin(Arm重复区1-3/10-12)和GSK3β(激酶域)直接互作。STYK1过表达使β-catenin半衰期延长3倍(p<0.001),并减少β-TrCP介导的泛素化降解。Rab5 Q79L突变诱导的晚期内体实验显示,STYK1促进47%的GSK3β sequestration(p<0.01),该效应在ATG7敲除细胞中消失。

AP2介导的内化与自噬协同调控
结构分析发现STYK1的Y191QRL194和GDLL203-204分选基序关键作用。Y191F突变使STYK1-AP2结合减少80%,而磷酸模拟突变Y191D增强内化。自噬抑制剂氯喹(CQ)处理使Wnt靶基因表达降低60%,证实自噬流对GSK3β sequestration的必要性。

BLK激酶驱动的Y191磷酸化
SRC家族激酶BLK通过SH3域与STYK1互作,催化Y191磷酸化。体外激酶实验显示BLK DC(持续激活突变体)使STYK1酪氨酸磷酸化增加3.5倍,而Y389A(激酶死亡突变体)丧失该功能。Y191D突变体移植瘤生长速度较野生型快2.1倍(p<0.001)。

靶向肽段的治疗潜力
设计的穿透性肽段CP-SkP5(靶向STYK1-GSK3β)和CP-SkP2(靶向STYK1-β-catenin)使KPC小鼠中位生存期延长40%(p<0.01),胰腺肿瘤负荷减少58%。组织学显示治疗组PanIN病变减少72%,且无肝肾毒性。

这项研究首次阐明STYK1通过"膜定位-内化- sequestration"三位一体机制激活Wnt通路,突破了对APC依赖型调控的传统认知。发现的Y191磷酸化调控节点和特异性抑制肽段,为开发针对胰腺癌微环境(如KRAS突变背景)的精准疗法奠定基础。由于STYK1在γδ T细胞等免疫细胞中特异性表达,其与肿瘤免疫微环境的互作将成为未来研究方向。

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