非小细胞肺癌（NSCLC）是肺癌中最主要的组织学类型，约占所有肺癌病例的85% [1]。NSCLC是全球癌症相关发病率和死亡率的主要贡献者，其5年生存率约为26.4% [2]。流行病学研究表明，肺腺癌（LUAD）和肺鳞状细胞癌（LUSC）是NSCLC中最常见的两种类型 [1]。值得注意的是，在最近几十年中，从未吸烟者和女性人群中LUAD的发病率显著增加，这突显了遗传易感性和环境因素（超出烟草相关风险）的重要性 [3]、[4]、[5]。
得益于生物标志物的发现和分子诊断技术 [6]、[7]，NSCLC的非手术治疗已从传统化疗转向精准医疗，包括靶向治疗和免疫检查点抑制剂 [8]。越来越多的癌症驱动基因和基因突变已被鉴定 [6]，针对这些基因或突变的抑制剂也被开发出来 [9]，并在NSCLC患者中显示出改善的临床效果 [10]。
最近的研究表明，细胞周期失调是NSCLC肿瘤发生的关键机制 [11]、[12]，尤其是周期素D1-CDK4/6-Rb信号通路 [11]、[12]、[13]。编码D-周期素（CCND1/CCND2/CCND3）的基因扩增或重排以及周期素依赖性激酶4/6（CDK4/CDK6）的过表达在22%–25%的NSCLC患者中被观察到 [8]、[14]、[15]。此外，在相当一部分NSCLC病例中观察到CDKN2A（编码CDK4/6抑制蛋白p16INK4A和p14ARF的基因）的失活 [12]。这些分子改变会导致周期素D-CDK4/6复合物的持续激活，进而促使视网膜母细胞瘤蛋白（Rb）磷酸化，从而破坏Rb介导的细胞周期抑制 [16]、[17]、[18]，最终导致细胞增殖失控。
近年来，针对细胞周期失调的药物治疗已成为癌症治疗的重要策略 [19]、[20]。例如，palbociclib、ribociclib和abemaciclib等CDK4/6抑制剂已被批准用于HR阳性/HER2阴性的乳腺癌 [21]。在NSCLC中，临床前研究表明CDK4/6抑制剂作为单药或联合疗法可以有效逆转获得性耐药性，并增强靶向治疗的效果。在A549细胞系中，CDK4/6抑制剂通过阻断CDK4/6激酶活性诱导G1期细胞周期停滞并抑制细胞增殖 [22]。将EGFR抑制剂吉非替尼与CDK4/6抑制剂palbociclib联合使用时，观察到协同效应，在TKI敏感和耐药细胞模型中均表现出更强的肿瘤细胞毒性 [23]。同样，MEK抑制剂selumetinib与palbociclib的联合使用也能达到类似效果 [24]。此外，正在进行的临床试验表明，CDK4/6抑制剂与化疗的联合使用可以在最小化全身毒性的同时优化治疗效果 [20]。
尽管取得了进展，但CDK抑制剂仍面临由多种机制引起的获得性耐药性问题 [25]。例如，CDK6的过表达可能会通过降低对CDK4的依赖性而赋予对CDK4/6抑制剂的内在耐药性 [26]。Rb功能的丧失或通过CDK2-周期素E轴激活的替代通路也可能导致对CDK抑制剂的耐药性 [27]、[28]、[29]。为了解决这些问题，人们提出了发现和靶向CDK介导的细胞周期途径的调控或补偿蛋白的替代方法 [25]。
基于CRISPR的基因筛选已被证明是识别癌症治疗靶点的高效方法 [30]、[31]、[32]。我们之前建立了两个分别针对1433（v1.0）和5622（v2.0）膜蛋白的CRISPR文库 [33]、[34]。这些文库已被用于研究宿主-病原体相互作用 [33]、[34]、[35]。在本研究中，我们使用针对膜蛋白的CRISPR文库v2.0在A549细胞中进行了筛选，以识别LUAD特异性的驱动基因。我们鉴定并验证了一系列对LUAD肿瘤发生至关重要的候选基因，包括ATP2A2。后续分析揭示了ATP2A2在调节LUAD中周期素D1-CDK4/6介导的细胞周期中的作用机制。我们还研究了针对ATP2A2的天然产物姜黄素在体外和体内治疗LUAD的效果。
