FAK与BRD4-MYC轴及YAP1协同驱动结直肠癌恶性进展：靶向干预的新策略

　　本综述系统阐明了整合素-FAK（黏着斑激酶）信号轴在结直肠癌（CRC）中的核心作用，揭示了其通过交叉调控BRD4-MYC轴与YAP1信号，驱动肿瘤生长、表型可塑性、干性及转移潜能的新机制，为FAK单药或联合靶向（如BET抑制剂）治疗提供了坚实的病理与分子基础。

　　

1 引言

结直肠癌（CRC）是全球最常见和致死率最高的恶性肿瘤之一，其高度的基因组不稳定性导致了复杂的信号网络重编程，进而引发对现有疗法（如化疗、抗血管生成和抗EGFR治疗）的临床耐药。整合素及其相关通路在CRC的发生发展中扮演着关键角色，它们通过介导细胞与细胞外基质（ECM）的相互作用，调控细胞粘附、细胞骨架重塑以及组织架构的维持。其中，黏着斑激酶（FAK）作为整合素信号的核心效应因子，在APC缺失的小鼠模型中已被证实可驱动肿瘤发生。FAK与c-Src共同参与促进药物耐药和疾病进展，并通过破坏β-连环蛋白（β-catenin）复合体稳定性，影响cyclin D1和MYC等促癌基因的表达。此外，整合素-FAK轴还通过E-钙黏蛋白（E-cadherin）/β-连环蛋白介导的细胞连接以及上皮-间质转化（EMT）过程调控肿瘤进展。鉴于E-钙黏蛋白高频突变可能使肿瘤细胞更加依赖整合素介导的细胞-ECM相互作用，整合素依赖通路在CRC恶性进展中的功能重要性可能被低估。

2 材料与方法

研究采用经过认证的人结直肠癌细胞系（如RKO、Caco2、DLD-1、HCT116等）和小鼠CRC细胞系MC38，在含5%–10%胎牛血清的培养基中培养。通过shRNA介导的基因敲降、细胞活力（MTT法）、细胞周期（流式细胞术）、凋亡（Annexin V/PI染色）、细胞运动（伤口愈合实验）和肿瘤球形成实验评估FAK抑制的功能效应。免疫印迹分析用于检测FAK、pY³⁹⁷-FAK、YAP1、AKT、Bcl-xL、β-连环蛋白、BRD4等蛋白的表达及磷酸化水平。利用c-BioPortal平台对TCGA数据库中的CRC队列进行生物信息学分析，探究基因拷贝数变异、mRNA表达与临床结局的关联。本地CRC患者队列的福尔马林固定石蜡包埋组织及胸腹水样本则用于免疫组化（IHC）分析，评估FAK、pY³⁹⁷-FAK、MYC等蛋白的表达与定位。统计方法包括Kaplan-Meier生存分析、ANOVA、多重比较和χ²检验。

3 结果

3.1 整合素及相关通路的基因组与分子失调

TCGA队列的生物信息学分析显示，10%–14%的CRC原发肿瘤样本中存在FAK（PTK2）和SRC的拷贝数增加及mRNA表达异常，且FAK与MYC的基因扩增部分重叠。FAK的mRNA表达与其基因拷贝数改变强烈相关，而FAK的点突变对其表达或活性的负面影响有限。高FAK表达（FAK^high）患者组的总生存期显著差于低表达组（FAK^low），且FAK高表达与细胞周期G1/S和G2/M进程、E2F转录因子、RAD50、SRC或YAP激活（pS¹²⁷）等相关。本地CRC队列的组织学分析进一步证实，总FAK和活性FAK（pY³⁹⁷形式）在肿瘤细胞胞质中特异性高表达，且在转移灶中尤为显著，活性FAK的比例从I期到III/IV期或转移灶增加了近三倍。此外，介导细胞-ECM相互作用的整合素亚基（如α1/α2、α5/α11、αv和α6）的mRNA在原发肿瘤中显著上调，支持β3整合素异常表达作为CRC共识分子亚型2（CMS2）标志物的观点。

3.2 CRC对整合素-FAK轴的依赖性探究

在一组CRC细胞系中，总FAK表达在携带MYC扩增的细胞系（如RKO和HT-29）中较高，而pY³⁹⁷-FAK与总FAK的比值在SW620、LOVO和LS174T中最高。FAK抑制剂VS-6063在MYC低表达的细胞系（如Caco2、LOVO和SW620）中显著抑制肿瘤细胞生长，且FAK敲降在这些细胞中诱导了40%–70%的FAK减少及细胞圆形化。相比之下，FAK抑制在MYC高表达的细胞系（如DLD-1和HT-29）中效果较弱，表明FAK依赖性发生在MYC^low肿瘤中。

3.3 FAK、MYC与BRD4的功能协作

FAK与BRD4抑制剂（如JQ1或ABBV-774）在HCT116或MC38细胞系中表现出强协同效应，诱导G1-S和G2-M期细胞周期阻滞、凋亡增加、化学敏感性（对紫杉醇和奥沙利铂）升高以及干性受损。机制上，BET抑制剂诱导了EMT样表型，使肿瘤细胞依赖性向整合素-FAK轴倾斜。FAK单独抑制或与SRC或BRD4联合抑制显著 suppressed细胞运动及YAP或MYC激活，并恢复了长亚型BRD4的表达。此外，FAK与YAP1或SRC的共基因组/遗传失调与患者无病生存期缩短强烈相关。

3.4 FAK与转移潜能的关联

FAK抑制剂显著削弱HT-29和HCT116细胞的迁移能力。本地CRC队列中，总FAK和活性FAK高表达的肿瘤比例在肝、脑、网膜和输卵管转移灶中高于I期肿瘤，且MYC、BRD4、β-连环蛋白和YAP1在转移灶中表达显著升高。FAK与YAP1在mRNA和蛋白水平上强烈相关，FAK敲降导致YAP1（pS²¹⁷）或c-Src（pY⁴¹⁶）活性形式显著减少。纤维连接蛋白（α5β1整合素配体）在肿瘤基质中的表达随肿瘤分期增加，BET抑制剂处理诱导了Caco2和HT-29细胞的EMT样表型或细胞散射。

3.5 FAK在肿瘤干细胞性与耐药中的作用

FAK抑制剂以剂量依赖方式增强肿瘤细胞对化疗药物（如紫杉醇和奥沙利铂）的敏感性，并与BET抑制剂协同损害HCT116和LS174T细胞的肿瘤球形成。这些结果表明FAK和BRD4在CRC化学耐药和干性中发挥促进作用。

3.6 FAK、YAP1与SRC在CRC进展中的临床联系

TCGA队列中，FAK和SRC基因的联合失调比单一基因改变更与无病生存期差相关，且此类改变与YAP1激活（pS¹²⁷磷酸化）的显著变化紧密相连。YAP1和FAK的联合失调（而非SRC）与患者无病生存期差显著相关。FAK表达在mRNA水平与YAP1的相关性高于SRC，且在本地CRC队列的I期和III期肿瘤组中，FAK与YAP1在蛋白水平强烈相关。

4 讨论

本研究评估了整合素-FAK轴在两个CRC人群中的基因组特征、功能作用、临床意义和治疗潜力。生物信息学和病理学分析表明，FAK在肿瘤组织或转移灶中异常表达和激活，且与疾病进展相关，并被SRC和YAP1依赖的分子网络增强。FAK依赖性发生在部分CRC细胞系中，并在细胞增殖、存活、EMT、耐药及转移潜能方面受到BRD4/MYC轴的调控。这些发现为FAK/MYC联合靶向作为新治疗策略提供了关键的病理和生物学依据。

4.1 整合素及相关通路失调的临床意义

虽然整合素及其配体（如胶原和纤维连接蛋白）的异常表达与CRC恶性程度（尤其是CMS2亚型）相关，但其临床意义和分子基础仍不明确。本研究发现，整合素家族的许多成员在腺癌中mRNA表达异常，但这些变化与临床结局或患者生存无强关联。相反，FAK、SRC和YAP1这三个整合素依赖通路的关键效应因子在基因组、转录组和翻译后水平显著改变。FAK扩增与MYC部分重叠，且FAK和YAP1在CRC人群中频繁共失调，与疾病进展相关，与它们在肠道再生、肿瘤发生和疾病复发中的作用一致。

4.2 整合素-FAK轴的促增殖和促存活作用

APC破坏关联的MYC激活被认为是CRC中FAK表达的关键驱动因子。本研究发现整合素-FAK轴通过影响细胞周期G1/S和G2/M期转换及E2F基因（MYC癌基因的靶标）表达促进CRC细胞增殖。然而，FAK在某些细胞系模型中可能作用于MYC上游。整合素-FAK与BRD4-MYC轴在促进细胞存活方面的强协作与整合素-FAK轴与Akt/mTOR或Wnt/β-连环蛋白通路的串话一致，且与CRC干性和疾病复发相关。机制上，这一功能角色可能与XIAP-Bcl-xL通路的激活有关，并可能解释FAK抑制对肿瘤细胞对化疗药物（尤其是紫杉醇和奥沙利铂）反应的影响。

4.3 整合素-FAK轴的促转移作用

整合素-FAK轴在与癌基因驱动因子或通路（如EGFR、c-MET、RAS或TGF-β通路）的串话中具有促转移性。本研究发现在检查的CRC队列中，活性FAK（pY³⁹⁷形式）的肿瘤比例随肿瘤分期或远处转移增加，且纤维连接蛋白在基质中表达升高，表明FAK可能通过调控基质重塑驱动转移潜能。此外，研究支持FAK与YAP1在促进CRC肿瘤转移中的潜在协作，与YAP1在维持细胞外基质重塑基因（如FOSL、CTGF和CYR61）表达中的作用一致。研究还表明整合素/FAK轴在CRC中的促恶性作用受BRD4调控，BET抑制剂处理似乎诱导EMT样表型或细胞散射。

4.4 FAK激活与BETi恢复长型BRD4表达的分子基础

尽管APC破坏关联的MYC激活促进FAK表达，但FAK在CRC中可能主要通过ECM-整合素结合激活。这一观点得到患者腹水或肿瘤基质中细胞团块的强EMT诱导和纤维连接蛋白表达以及随肿瘤分期或远处转移中活性FAK肿瘤比例增加的观察支持。同时，部分FAK激活可能源于CRC人群中肿瘤抑制因子PTEN在遗传、表观遗传和转录后水平的失调。此外，FAK可能通过其FERM结构域与肿瘤进展中质膜上的PIP2脂质池结合而激活。表观遗传阅读器BRD4可能直接结合肿瘤细胞中整合素或FAK的启动子区域。整合素激活、异常基因转录/表观遗传调控、PTEN缺失和膜脂组成重编程的组合可能 additive或协同驱动CRC中FAK或整合素-FAK/YAP1轴的过度激活，最终驱动肿瘤生长、转移和耐药。

4.5 靶向整合素-FAK轴的治疗潜力及研究局限性

本研究结果强烈支持FAK抑制剂作为单药或与其他癌基因驱动因子（如SRC、BRD4-MYC轴和RTKs）或化疗药物联合靶向的治疗潜力。在未来评估FAK抑制剂作为单靶向药物时，CRC人群可能根据MYC、SRC和YAP1进行分层，因为FAK激活与SRC和YAP1的扩增或组成型激活在CRC人群中重叠不强。这一策略也可能对转移患者队列有效。然而，FAK靶向可能在临床中遇到适应性耐药，因为它与RTKs或表观遗传调控因子有强串话。在此情况下，FAK与BRD4-MYC轴的共靶向可能具有高治疗前景，因为整合素-FAK与BRD4-MYC之间存在功能相互依赖，可能是CRC的“阿喀琉斯之踵”。YAP1、SRC、BRD4、PTEN和MYC的表达或活性失调状态可能作为识别反应性CRC患者人群的潜在生物标志物。

本研究也存在一些局限性。由于样本量有限，TCGA队列中关于FAP/YAP与患者生存关联的证据在针对性别和肿瘤位置等额外变量进行Bonferroni校正后可能减弱。对远处转移中FAK异常表达的解释需格外谨慎。最后，FAK和BET抑制剂在CRC中的抑制协同效应仍需在动物或PDX模型中体内验证。尽管如此，本研究为理解整合素-FAK、YAP、BRD4和MYC在CRC中的串话及相关治疗潜力提供了蓝图。

5 结论

本研究证明整合素-FAK通路在CRC的基因组、病理学和分子水平显著失调。功能分析揭示部分CRC肿瘤细胞系对整合素-FAK通路及其与YAP1和BRD4-MYC轴串话的强依赖性。这些肿瘤细胞系的增殖或存活对FAK或BET家族成员药理抑制剂的抑制高度敏感。这些发现为开发整合素-FAK通路单独或联合其他疗法靶向治疗CRC提供了框架。