PLK1在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌發(fā)生中的分子機制與臨床意義探究

PLK1在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌發(fā)生中的分子機制與臨床意義探究一、引言1.1研究背景與意義近年來，隨著生活水平的提高和生活方式的改變，結(jié)直腸癌的發(fā)病率呈上升趨勢，成為全球范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅人類健康的惡性腫瘤之一。在我國，結(jié)直腸癌的發(fā)病率和死亡率也逐年攀升，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量和壽命。據(jù)統(tǒng)計，2020年全球結(jié)直腸癌新發(fā)病例達193萬，死亡病例93.5萬，我國新發(fā)病例約55.5萬，死亡病例約28.6萬。結(jié)直腸癌不僅給患者帶來身體上的痛苦，也給家庭和社會帶來沉重的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。炎癥性腸?。↖BD）是一類病因未明的慢性非特異性腸道炎癥性疾病，主要包括潰瘍性結(jié)腸炎（UC）和克羅恩?。–D）。IBD患者發(fā)生結(jié)直腸癌的風(fēng)險顯著增加，這種由結(jié)腸炎發(fā)展而來的結(jié)腸癌被稱為結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌（CAC）。研究表明，IBD患者患CAC的風(fēng)險比普通人群高出數(shù)倍至數(shù)十倍，且發(fā)病年齡更早，病情更嚴(yán)重。長期的腸道炎癥刺激會導(dǎo)致結(jié)腸黏膜上皮細(xì)胞發(fā)生一系列病理變化，如細(xì)胞增殖異常、凋亡失衡、DNA損傷修復(fù)障礙等，這些變化逐漸積累，最終促使正常細(xì)胞向癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化。Polo樣激酶1（PLK1）是一種高度保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶，在細(xì)胞周期調(diào)控、有絲分裂進程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。正常情況下，PLK1在細(xì)胞周期的特定階段精確表達和激活，確保細(xì)胞有絲分裂的正常進行，包括紡錘體組裝、染色體分離、胞質(zhì)分裂等重要過程。然而，在多種腫瘤組織中，PLK1呈現(xiàn)異常高表達狀態(tài)。這種異常表達使得腫瘤細(xì)胞能夠不受控制地增殖，逃避細(xì)胞凋亡機制，并且增強了腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力，從而促進腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。已有研究顯示，PLK1在結(jié)直腸癌組織中的表達水平明顯高于正常結(jié)腸組織，且其表達量與腫瘤的分期、分級以及患者的預(yù)后密切相關(guān)。高表達PLK1的結(jié)直腸癌患者往往預(yù)后較差，生存率較低。因此，深入研究PLK1在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展中的作用機制，對于揭示CAC的發(fā)病機制、尋找新的治療靶點具有重要的理論和現(xiàn)實意義。對PLK1在CAC中作用的研究，有助于從分子層面深入了解CAC的發(fā)病機制。通過明確PLK1在炎癥誘導(dǎo)的細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程中所參與的信號通路和分子事件，可以揭示CAC發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為后續(xù)的研究提供理論基礎(chǔ)。其次，PLK1有可能成為CAC早期診斷的生物標(biāo)志物。通過檢測PLK1的表達水平，結(jié)合其他臨床指標(biāo)，可以提高CAC的早期診斷率，實現(xiàn)疾病的早發(fā)現(xiàn)、早治療。此外，針對PLK1開發(fā)特異性的抑制劑或治療策略，為CAC的治療提供新的思路和方法。這不僅可以改善患者的治療效果，提高生存率和生活質(zhì)量，還能減輕社會和家庭的醫(yī)療負(fù)擔(dān)。綜上所述，本研究具有重要的科學(xué)意義和臨床應(yīng)用價值，有望為結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的防治帶來新的突破。1.2研究目的與問題提出本研究旨在深入探究Polo樣激酶1（PLK1）在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌（CAC）發(fā)生發(fā)展過程中的作用及分子機制，為CAC的防治提供新的理論依據(jù)和潛在治療靶點。基于上述研究背景，本研究擬解決以下關(guān)鍵問題：首先，PLK1在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌組織及細(xì)胞中的表達情況如何，與疾病的發(fā)生發(fā)展存在怎樣的關(guān)聯(lián)？通過檢測PLK1在CAC組織和正常結(jié)腸組織，以及不同結(jié)腸癌細(xì)胞系中的表達水平，分析其表達差異與腫瘤的病理特征、分期等之間的相關(guān)性，明確PLK1表達變化在CAC發(fā)生發(fā)展進程中的意義。其次，PLK1通過何種分子機制影響結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖、凋亡、遷移和侵襲等生物學(xué)行為？深入研究PLK1參與的信號通路，如PI3K/Akt、MAPK等，以及其對下游相關(guān)基因和蛋白表達的調(diào)控作用，揭示PLK1在分子層面影響CAC細(xì)胞生物學(xué)特性的內(nèi)在機制。最后，抑制PLK1的表達或活性能否成為治療結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的有效策略？通過構(gòu)建體內(nèi)外實驗?zāi)Ｐ?，利用RNA干擾、小分子抑制劑等手段抑制PLK1的表達或活性，觀察對結(jié)腸癌細(xì)胞生長、腫瘤形成和發(fā)展的影響，評估其作為治療靶點的可行性和有效性，為臨床治療提供理論支持和實驗依據(jù)。1.3研究方法與創(chuàng)新點在本研究中，將綜合運用多種研究方法，從不同層面深入探究Polo樣激酶1（PLK1）在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌（CAC）發(fā)生發(fā)展中的作用及分子機制。在細(xì)胞實驗方面，選用多種結(jié)腸癌細(xì)胞系，如HT-29、HCT-116等，以及正常結(jié)腸上皮細(xì)胞系作為對照。利用細(xì)胞增殖實驗（如CCK-8法、EdU摻入實驗）來檢測細(xì)胞的增殖能力，通過細(xì)胞凋亡實驗（如AnnexinV-FITC/PI雙染法、TUNEL法）分析細(xì)胞凋亡情況，運用細(xì)胞遷移和侵襲實驗（如Transwell實驗、劃痕實驗）評估細(xì)胞的遷移和侵襲能力。同時，采用RNA干擾技術(shù)（RNAi）構(gòu)建PLK1低表達的細(xì)胞模型，以及利用基因過表達技術(shù)構(gòu)建PLK1高表達的細(xì)胞模型，以研究PLK1表達水平改變對結(jié)腸癌細(xì)胞生物學(xué)行為的影響。通過Westernblot、實時熒光定量PCR（qRT-PCR）等技術(shù)檢測相關(guān)蛋白和基因的表達水平，深入分析PLK1參與的信號通路及對下游分子的調(diào)控作用。在動物實驗部分，構(gòu)建結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌小鼠模型，常用的方法是采用氧化偶氮甲烷（AOM）聯(lián)合葡聚糖硫酸鈉（DSS）處理小鼠。將小鼠隨機分為正常對照組、模型組、PLK1抑制劑處理組、PLK1過表達組等。觀察小鼠的體重變化、疾病活動指數(shù)（DAI）、結(jié)腸長度、腫瘤數(shù)量和大小等指標(biāo)，評估疾病的發(fā)展進程和腫瘤的形成情況。對小鼠的結(jié)腸組織進行病理切片分析，通過蘇木精-伊紅（HE）染色觀察組織形態(tài)學(xué)變化，采用免疫組織化學(xué)染色（IHC）檢測PLK1及相關(guān)蛋白的表達分布，利用蛋白質(zhì)免疫印跡（Westernblot）和實時熒光定量PCR（qRT-PCR）進一步檢測相關(guān)分子的表達水平，深入探究PLK1在體內(nèi)對結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌發(fā)生發(fā)展的影響機制。臨床研究也是本研究的重要組成部分，收集結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌患者的癌組織和癌旁正常組織標(biāo)本，同時收集患者的臨床病理資料，包括年齡、性別、腫瘤分期、分級、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況等。運用免疫組織化學(xué)染色（IHC）、蛋白質(zhì)免疫印跡（Westernblot）和實時熒光定量PCR（qRT-PCR）等技術(shù)檢測PLK1在臨床標(biāo)本中的表達水平，分析其表達與患者臨床病理特征及預(yù)后的相關(guān)性，為PLK1作為潛在的臨床診斷和預(yù)后評估指標(biāo)提供依據(jù)。此外，還將收集患者的血液標(biāo)本，檢測血清中PLK1的表達水平，探索其作為無創(chuàng)性診斷標(biāo)志物的可能性。本研究還將借助生物信息學(xué)分析方法，從公共數(shù)據(jù)庫（如TCGA、GEO等）中獲取大量的結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌基因表達數(shù)據(jù)，篩選與PLK1表達相關(guān)的基因，并進行基因功能富集分析、信號通路分析等，進一步挖掘PLK1在CAC發(fā)生發(fā)展過程中的潛在作用機制和相關(guān)分子網(wǎng)絡(luò)，為實驗研究提供理論指導(dǎo)和新的研究思路。本研究在視角上，創(chuàng)新性地將PLK1與結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌這一特定的腫瘤類型緊密結(jié)合，聚焦于炎癥微環(huán)境與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)聯(lián)，深入剖析PLK1在其中的關(guān)鍵作用，區(qū)別于以往單純研究PLK1在普通結(jié)直腸癌或其他腫瘤中的作用，為揭示CAC的獨特發(fā)病機制提供新的視角。在方法上，綜合運用多種前沿技術(shù)，從細(xì)胞、動物和臨床標(biāo)本多維度進行研究，并結(jié)合生物信息學(xué)分析，實現(xiàn)了實驗研究與大數(shù)據(jù)分析的有機融合，相互驗證和補充，提高了研究結(jié)果的可靠性和全面性。在成果轉(zhuǎn)化方面，本研究的成果有望為結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的早期診斷、預(yù)后評估提供新的生物標(biāo)志物，為開發(fā)基于PLK1的靶向治療藥物和策略奠定基礎(chǔ)，具有潛在的臨床應(yīng)用價值，能夠更直接地將基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為臨床實踐，改善患者的治療效果和生活質(zhì)量。二、理論基礎(chǔ)2.1結(jié)腸炎與結(jié)腸癌概述2.1.1結(jié)腸炎的定義、分類及發(fā)病機制結(jié)腸炎是一種由多種因素引起的結(jié)腸炎癥性疾病，其本質(zhì)是結(jié)腸黏膜在各種致病因素作用下發(fā)生的炎癥性病變，導(dǎo)致腸黏膜出現(xiàn)充血、水腫、糜爛甚至潰瘍等病理改變。臨床上，結(jié)腸炎的癥狀多樣，常見的有腹痛、腹瀉、黏液膿血便、里急后重等，這些癥狀嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，且病情容易反復(fù)發(fā)作，給患者帶來長期的痛苦。根據(jù)病因和病理特征，結(jié)腸炎可分為多種類型。其中，潰瘍性結(jié)腸炎（UC）是一種較為常見的非特異性炎癥性腸病，主要累及直腸和結(jié)腸黏膜及黏膜下層，病變呈連續(xù)性、彌漫性分布。其病理特點為隱窩膿腫形成、杯狀細(xì)胞減少等，臨床表現(xiàn)除上述常見癥狀外，還可能伴有全身癥狀，如發(fā)熱、貧血、消瘦等，且病情易遷延不愈，可導(dǎo)致患者營養(yǎng)不良、生長發(fā)育遲緩等并發(fā)癥，尤其是在兒童患者中更為明顯?？肆_恩?。–D）也是一種非特異性炎癥性腸病，但與潰瘍性結(jié)腸炎不同，它可累及全消化道，以回腸末端和鄰近結(jié)腸最為常見，病變呈節(jié)段性或跳躍性分布?？肆_恩病的病理特征包括非干酪性肉芽腫形成、裂隙狀潰瘍、腸壁全層炎癥等，患者除了有腸道癥狀外，還可能出現(xiàn)肛周病變，如肛瘺、肛周膿腫等，以及關(guān)節(jié)、皮膚、眼等腸外表現(xiàn)，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和身體健康。感染性結(jié)腸炎則是由細(xì)菌、病毒、寄生蟲等病原體感染引起的，如細(xì)菌性痢疾是由痢疾桿菌感染所致，患者會出現(xiàn)高熱、腹痛、腹瀉、黏液膿血便等癥狀；阿米巴結(jié)腸炎由溶組織內(nèi)阿米巴感染引起，大便常呈果醬樣，具有一定的特征性。這類結(jié)腸炎通常起病較急，若能及時明確病原體并給予針對性的抗感染治療，多數(shù)患者預(yù)后較好，但如果治療不及時或不徹底，也可能轉(zhuǎn)為慢性炎癥。缺血性結(jié)腸炎多發(fā)生于中老年人，常由于腸系膜血管缺血導(dǎo)致結(jié)腸局部血供不足，從而引發(fā)腸黏膜缺血、缺氧、壞死和炎癥?；颊咧饕憩F(xiàn)為突發(fā)的腹痛、便血，腹痛程度輕重不一，可為絞痛或脹痛，便血一般為暗紅色或鮮血便。另外，偽膜性結(jié)腸炎主要由難辨梭狀芽孢桿菌感染引起，多發(fā)生于長期使用抗生素后，腸道菌群失調(diào)，難辨梭狀芽孢桿菌大量繁殖并產(chǎn)生毒素，導(dǎo)致結(jié)腸黏膜表面形成黃白色偽膜，患者出現(xiàn)腹瀉、腹痛、發(fā)熱等癥狀，嚴(yán)重時可危及生命。結(jié)腸炎的發(fā)病機制十分復(fù)雜，目前尚未完全明確，但普遍認(rèn)為與免疫失調(diào)、腸道菌群失衡、遺傳因素以及環(huán)境因素等密切相關(guān)。在免疫失調(diào)方面，機體的免疫系統(tǒng)對腸道內(nèi)的正常菌群或食物抗原產(chǎn)生異常免疫反應(yīng)，導(dǎo)致大量炎癥細(xì)胞浸潤結(jié)腸黏膜，釋放多種炎癥介質(zhì)，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等，這些炎癥介質(zhì)進一步激活免疫細(xì)胞，形成惡性循環(huán)，持續(xù)損傷腸黏膜。腸道菌群失衡也是結(jié)腸炎發(fā)病的重要因素之一。正常情況下，人體腸道內(nèi)存在著大量的有益菌群，它們參與食物消化、營養(yǎng)物質(zhì)吸收、免疫調(diào)節(jié)等多種生理過程，維持腸道微生態(tài)平衡。當(dāng)受到飲食、抗生素使用、感染等因素影響時，腸道菌群的種類和數(shù)量發(fā)生改變，有益菌減少，有害菌增多，導(dǎo)致腸道屏障功能受損，免疫調(diào)節(jié)異常，從而引發(fā)結(jié)腸炎。遺傳因素在結(jié)腸炎的發(fā)病中也起到一定作用。研究表明，某些基因多態(tài)性與潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病的易感性相關(guān)，如NOD2、ATG16L1、IL23R等基因的突變或多態(tài)性可能增加個體患炎癥性腸病的風(fēng)險。這些基因參與腸道免疫調(diào)節(jié)、自噬等生理過程，其異常表達可能導(dǎo)致腸道免疫功能紊亂，增加對炎癥的易感性。環(huán)境因素同樣不可忽視，飲食結(jié)構(gòu)的改變，如高脂、高糖、低纖維飲食，可能破壞腸道微生態(tài)平衡，增加結(jié)腸炎的發(fā)病風(fēng)險；生活方式的變化，如長期精神壓力過大、缺乏運動等，也會影響腸道的正常功能和免疫調(diào)節(jié)，從而誘發(fā)結(jié)腸炎。2.1.2結(jié)腸癌的流行病學(xué)、病理類型及臨床分期在全球范圍內(nèi)，結(jié)腸癌的發(fā)病率和死亡率呈現(xiàn)出持續(xù)上升的趨勢，嚴(yán)重威脅著人類的健康。根據(jù)世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)（IARC）發(fā)布的2020年全球癌癥負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)，結(jié)直腸癌新發(fā)病例達193萬，死亡病例93.5萬，在所有癌癥中，其發(fā)病率位居第三，死亡率位居第二。在我國，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活方式的西化，結(jié)腸癌的發(fā)病率也逐年攀升。據(jù)統(tǒng)計，2020年我國結(jié)直腸癌新發(fā)病例約55.5萬，死亡病例約28.6萬，發(fā)病率和死亡率在惡性腫瘤中分別位居第二和第五。城市地區(qū)的發(fā)病率高于農(nóng)村地區(qū)，且發(fā)病年齡逐漸趨于年輕化，這可能與城市居民的生活方式、飲食習(xí)慣以及環(huán)境污染等因素密切相關(guān)。從病理類型來看，結(jié)腸癌主要包括腺癌、鱗癌、腺鱗癌、未分化癌等，其中腺癌最為常見，約占90%以上。腺癌又可進一步分為高分化腺癌、中分化腺癌和低分化腺癌，分化程度越高，腫瘤細(xì)胞的形態(tài)和功能越接近正常細(xì)胞，惡性程度相對較低；反之，低分化腺癌的惡性程度較高，腫瘤細(xì)胞的異型性大，生長迅速，更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。黏液腺癌和印戒細(xì)胞癌屬于特殊類型的腺癌，它們的預(yù)后相對較差，這是因為這類腫瘤細(xì)胞分泌大量黏液，導(dǎo)致腫瘤組織質(zhì)地較軟，邊界不清，手術(shù)切除難度較大，且容易發(fā)生早期轉(zhuǎn)移。鱗癌和腺鱗癌相對少見，它們的發(fā)生可能與結(jié)腸黏膜的鱗狀上皮化生有關(guān)，其惡性程度較高，對放療和化療的敏感性相對較低。未分化癌則是一種高度惡性的腫瘤，腫瘤細(xì)胞缺乏分化，呈彌漫性生長，侵襲性強，預(yù)后極差。臨床上，常用TNM分期系統(tǒng)對結(jié)腸癌進行分期，該系統(tǒng)通過評估原發(fā)腫瘤（T）的大小、浸潤深度，區(qū)域淋巴結(jié)（N）的轉(zhuǎn)移情況以及遠處轉(zhuǎn)移（M）的有無，來確定腫瘤的分期，從而指導(dǎo)治療方案的選擇和預(yù)后評估。T分期主要描述原發(fā)腫瘤的侵犯程度：T1表示腫瘤侵犯黏膜層或黏膜下層；T2表示腫瘤侵犯固有肌層；T3表示腫瘤穿透固有肌層到達漿膜下層，或侵犯無腹膜覆蓋的結(jié)腸旁組織；T4a表示腫瘤穿透臟層腹膜；T4b表示腫瘤直接侵犯或粘連于其他器官或結(jié)構(gòu)。N分期用于評估區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況：N0表示無區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；N1a表示有1枚區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；N1b表示有2-3枚區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；N1c表示漿膜下、腸系膜、無腹膜覆蓋結(jié)腸旁組織內(nèi)有腫瘤結(jié)節(jié)，但無區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；N2a表示有4-6枚區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；N2b表示有7枚及以上區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。M分期則主要判斷遠處轉(zhuǎn)移情況：M0表示無遠處轉(zhuǎn)移；M1a表示遠處轉(zhuǎn)移局限于單個器官或部位，如肝、肺、卵巢、非區(qū)域淋巴結(jié)；M1b表示遠處轉(zhuǎn)移分布于一個以上的器官/部位或腹膜轉(zhuǎn)移。根據(jù)TNM分期，可將結(jié)腸癌分為Ⅰ-Ⅳ期：Ⅰ期包括T1N0M0和T2N0M0，此時腫瘤相對局限，尚未發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠處轉(zhuǎn)移，通過根治性手術(shù)切除，患者的5年生存率較高，可達90%左右。Ⅱ期為T3N0M0和T4aN0M0，腫瘤侵犯范圍有所擴大，但仍無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，部分患者術(shù)后需要輔助化療，5年生存率在70%-80%左右。Ⅲ期涵蓋了不同T分期伴有區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的情況（任何T，N1-2，M0），此階段患者需要進行手術(shù)聯(lián)合化療等綜合治療，5年生存率在30%-60%之間。Ⅳ期則表示有遠處轉(zhuǎn)移（任何T，任何N，M1），患者預(yù)后較差，5年生存率通常低于20%，治療以化療、靶向治療等姑息性治療為主，旨在延長患者生存期，提高生活質(zhì)量。2.1.3結(jié)腸炎與結(jié)腸癌的關(guān)聯(lián)及發(fā)展過程大量的臨床研究和流行病學(xué)調(diào)查表明，結(jié)腸炎與結(jié)腸癌之間存在著密切的關(guān)聯(lián)，尤其是長期的炎癥性腸病，如潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病，是結(jié)腸癌的重要危險因素。炎癥性腸病患者發(fā)生結(jié)腸癌的風(fēng)險顯著高于普通人群，其發(fā)病風(fēng)險隨著病程的延長、炎癥的嚴(yán)重程度以及病變范圍的擴大而增加。一項針對潰瘍性結(jié)腸炎患者的長期隨訪研究發(fā)現(xiàn)，患病8年后，結(jié)腸癌的累積發(fā)生率約為2%，患病20年后，這一比例可上升至8%，患病30年后，累積發(fā)生率高達18%。結(jié)腸炎增加結(jié)腸癌風(fēng)險的原因主要涉及以下幾個方面。首先，持續(xù)的腸道炎癥會導(dǎo)致腸黏膜上皮細(xì)胞反復(fù)受損和修復(fù)，在這個過程中，細(xì)胞增殖異?；钴S，DNA損傷的概率增加，且炎癥微環(huán)境中產(chǎn)生的大量活性氧（ROS）和炎癥介質(zhì)，如TNF-α、IL-6等，會進一步損傷細(xì)胞的DNA，導(dǎo)致基因突變的積累，從而促使正常上皮細(xì)胞向癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化。其次，炎癥引發(fā)的免疫失調(diào)也在結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展中起到關(guān)鍵作用。免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的監(jiān)視和清除功能減弱，同時炎癥細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子和趨化因子會促進腫瘤細(xì)胞的增殖、存活和轉(zhuǎn)移。此外，腸道菌群失衡也是結(jié)腸炎與結(jié)腸癌關(guān)聯(lián)的重要環(huán)節(jié)。失衡的腸道菌群不僅會加劇腸道炎癥，還可能產(chǎn)生一些具有致癌性的代謝產(chǎn)物，如次級膽汁酸等，這些物質(zhì)會直接損傷腸黏膜細(xì)胞，誘導(dǎo)細(xì)胞惡變。從結(jié)腸炎發(fā)展為結(jié)腸癌是一個漸進的過程，通常會經(jīng)歷以下幾個階段。首先是炎癥階段，在各種致病因素的作用下，結(jié)腸黏膜發(fā)生炎癥反應(yīng)，表現(xiàn)為黏膜充血、水腫、糜爛，炎癥細(xì)胞浸潤等，患者出現(xiàn)腹痛、腹瀉、黏液膿血便等癥狀。隨著炎癥的持續(xù)存在，腸黏膜上皮細(xì)胞在反復(fù)損傷和修復(fù)過程中，逐漸出現(xiàn)上皮增生，表現(xiàn)為細(xì)胞層數(shù)增多、排列紊亂，此時上皮細(xì)胞的形態(tài)和功能開始發(fā)生改變，但尚未達到癌變的程度。如果炎癥得不到有效控制，上皮增生進一步發(fā)展，可形成腺瘤，這是一種良性腫瘤，但具有一定的惡變潛能。腺瘤的大小、形態(tài)和組織學(xué)類型與癌變風(fēng)險密切相關(guān)，一般來說，直徑大于2cm、絨毛狀腺瘤以及高級別上皮內(nèi)瘤變的腺瘤更容易發(fā)生癌變。最后，在多種致癌因素的長期作用下，腺瘤細(xì)胞的基因發(fā)生進一步突變，導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化，形成結(jié)腸癌。這個過程可能需要數(shù)年甚至數(shù)十年的時間，期間受到遺傳因素、環(huán)境因素、生活方式等多種因素的影響。在這個過程中，及時發(fā)現(xiàn)并干預(yù)結(jié)腸炎，對于預(yù)防結(jié)腸癌的發(fā)生具有重要意義。2.2PLK1的生物學(xué)特性2.2.1PLK1的結(jié)構(gòu)與功能Polo樣激酶1（PLK1）屬于Polo樣激酶家族，是一類廣泛存在于真核細(xì)胞中的絲氨酸/蘇氨酸激酶，在細(xì)胞周期調(diào)控、有絲分裂進程等多個關(guān)鍵細(xì)胞活動中發(fā)揮著不可或缺的作用。PLK1的結(jié)構(gòu)具有高度保守性，其蛋白由多個重要結(jié)構(gòu)域組成。N末端是激酶結(jié)構(gòu)域（Kinasedomain，KD），這一結(jié)構(gòu)域與PLK1的激酶活性密切相關(guān)。其中，N末端第82位的賴氨酸是與ATP結(jié)合的關(guān)鍵位點，對激酶活性起著決定性作用，一旦將其突變成精氨酸或甲硫氨酸，PLK1的激酶活性便會喪失。此外，N末端還包含一個Tloop結(jié)構(gòu)，其第210位蘇氨酸可被AuroraA/Bora激酶磷酸化，當(dāng)T210位點發(fā)生磷酸化時，PLK1的激酶活性會顯著提高，從而激活PLK1參與后續(xù)的細(xì)胞活動。C末端則是兩個保守的Polo盒結(jié)構(gòu)域（Polo-boxdomain，PBD），PBD在PLK1的亞細(xì)胞定位和功能行使過程中扮演著重要角色。PBD含有一個磷酸肽結(jié)合基序，能夠與具有磷酸化絲氨酸/蘇氨酸的磷酸肽相互作用，通過這種特異性結(jié)合，PLK1被招募到細(xì)胞內(nèi)的特定位置。當(dāng)?shù)竭_作用位點后，PLK1的激酶區(qū)被釋放，進而可以對同一蛋白的不同位點或者不同的蛋白進行磷酸化修飾。在這個過程中，PBD中的414位色氨酸、538位組氨酸和540位賴氨酸殘基對于PLK1與底物的特異性結(jié)合至關(guān)重要，它們確保了PLK1能夠準(zhǔn)確識別并結(jié)合到相應(yīng)的底物上，實現(xiàn)精確的磷酸化調(diào)控。通常情況下，PLK1的PBD與KD結(jié)構(gòu)域處于結(jié)合狀態(tài)，這種結(jié)合會抑制KD結(jié)構(gòu)域中T210的磷酸化，從而使PLK1維持在相對低活性的狀態(tài)。而當(dāng)PLK1的PBD與特定配體結(jié)合后，PBD會立即與激酶區(qū)Tloop分離，解除對T210磷酸化的抑制，使PLK1被激活，發(fā)揮其激酶功能。在KD和PBD結(jié)構(gòu)域中間，還存在一個破壞盒（Dbox），它與PLK1的降解密切相關(guān)。當(dāng)細(xì)胞完成有絲分裂或處于某些特定生理狀態(tài)時，破壞盒會被相關(guān)蛋白酶識別，啟動PLK1的降解過程，以確保細(xì)胞內(nèi)PLK1的含量維持在合適水平，避免其過度積累對細(xì)胞造成不良影響。PLK1通過其激酶活性與多種底物相互作用，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞有絲分裂、胞質(zhì)分裂、DNA損傷應(yīng)答、發(fā)育等一系列重要生理過程。在有絲分裂過程中，PLK1對中心體成熟、紡錘體組裝、染色體分離等環(huán)節(jié)的調(diào)控起著關(guān)鍵作用，確保細(xì)胞能夠準(zhǔn)確無誤地將遺傳物質(zhì)平均分配到兩個子細(xì)胞中。在DNA損傷應(yīng)答過程中，PLK1能夠被招募到損傷位點，通過磷酸化修飾相關(guān)底物，激活DNA損傷修復(fù)信號通路，促進受損DNA的修復(fù)，維持基因組的穩(wěn)定性。此外，在胚胎發(fā)育等過程中，PLK1也參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化和遷移等活動，對生物體的正常發(fā)育至關(guān)重要。2.2.2PLK1在細(xì)胞周期中的作用機制在細(xì)胞周期中，PLK1的表達和活性呈現(xiàn)出嚴(yán)格的周期性變化，并且在多個關(guān)鍵階段發(fā)揮著不可或缺的調(diào)控作用。在G2/M期轉(zhuǎn)換階段，PLK1起著至關(guān)重要的作用。隨著細(xì)胞從G2期向M期過渡，PLK1的表達水平逐漸升高，其活性也被逐步激活。PLK1與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶1（CDK1）以及細(xì)胞周期蛋白B1（CyclinB1）形成復(fù)合物，共同調(diào)控G2/M期檢查點。具體而言，PLK1通過磷酸化作用激活Cdc25C磷酸酶，Cdc25C能夠去除CDK1上的抑制性磷酸基團，從而激活CDK1/CyclinB1復(fù)合物，促進細(xì)胞順利進入有絲分裂期。此外，PLK1還參與調(diào)控中心體的成熟和分離過程，確保細(xì)胞在進入M期時，具備正常的紡錘體組裝能力。PLK1磷酸化中心體相關(guān)蛋白，如γ-微管蛋白等，促進中心體周圍微管的組裝和穩(wěn)定，為紡錘體的形成奠定基礎(chǔ)。在有絲分裂前期，PLK1參與染色體的凝聚和核膜的破裂過程。它通過磷酸化組蛋白H3等染色體相關(guān)蛋白，促進染色質(zhì)凝縮成高度有序的染色體結(jié)構(gòu)，便于后續(xù)的染色體分離。同時，PLK1還磷酸化核纖層蛋白等核膜相關(guān)蛋白，導(dǎo)致核纖層解聚，進而引發(fā)核膜破裂，使染色體能夠釋放到細(xì)胞質(zhì)中，與紡錘體微管相互作用。此外，PLK1在紡錘體組裝過程中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它能夠調(diào)節(jié)微管相關(guān)蛋白的活性，促進紡錘體微管的組裝和動態(tài)平衡，確保紡錘體結(jié)構(gòu)的正常形成。進入有絲分裂中期，PLK1對于染色體在赤道板上的正確排列起著重要的調(diào)控作用。它通過磷酸化紡錘體組裝檢查點（SAC）相關(guān)蛋白，如Mad1、Mad2等，維持SAC的活性，確保所有染色體都能正確地附著到紡錘體微管上。只有當(dāng)所有染色體都排列在赤道板上且紡錘體微管與染色體的動粒正確連接后，SAC才會失活，PLK1對相關(guān)蛋白的磷酸化水平降低，從而解除對細(xì)胞周期的阻滯，允許細(xì)胞進入后期。在這個過程中，PLK1還參與調(diào)節(jié)微管與動粒之間的相互作用強度，保證染色體在紡錘體上的穩(wěn)定排列，防止染色體分離異常。有絲分裂后期，PLK1參與染色體的分離和胞質(zhì)分裂過程。隨著后期的開始，PLK1磷酸化分離酶抑制蛋白（securin），使其降解，從而釋放出分離酶（separase）。分離酶能夠切割連接姐妹染色單體的黏連蛋白（cohesin），導(dǎo)致姐妹染色單體分離，分別向細(xì)胞兩極移動。同時，PLK1在胞質(zhì)分裂過程中也發(fā)揮著重要作用，它參與調(diào)節(jié)收縮環(huán)的形成和收縮，促進細(xì)胞縊裂，最終形成兩個獨立的子細(xì)胞。PLK1磷酸化肌動蛋白、肌球蛋白等收縮環(huán)相關(guān)蛋白，調(diào)節(jié)它們的組裝和活性，確保收縮環(huán)能夠正常發(fā)揮作用，完成胞質(zhì)分裂過程。2.2.3PLK1在正常組織與腫瘤組織中的表達差異在正常組織中，PLK1的表達受到嚴(yán)格的調(diào)控，其表達水平相對較低，并且呈現(xiàn)出細(xì)胞周期特異性。在細(xì)胞處于靜息狀態(tài)或非增殖期時，PLK1的表達幾乎檢測不到；而當(dāng)細(xì)胞進入增殖周期后，PLK1的表達在S期和G2期逐漸升高，在M期達到峰值，隨后在細(xì)胞分裂完成后迅速下降。這種精確的表達調(diào)控機制確保了PLK1在細(xì)胞有絲分裂過程中發(fā)揮正常的生理功能，同時避免其過度表達對細(xì)胞造成不良影響。在正常的結(jié)腸上皮細(xì)胞中，PLK1的表達與細(xì)胞的增殖狀態(tài)密切相關(guān)，只有少數(shù)處于增殖活躍的隱窩底部細(xì)胞表達PLK1，而大部分成熟的上皮細(xì)胞則不表達或低表達PLK1。與正常組織形成鮮明對比的是，在多種腫瘤組織中，PLK1呈現(xiàn)出異常高表達的狀態(tài)。大量的研究表明，PLK1在包括結(jié)直腸癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌、前列腺癌等在內(nèi)的多種惡性腫瘤中表達顯著上調(diào)。在結(jié)直腸癌中，PLK1的高表達與腫瘤的惡性程度密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，隨著結(jié)直腸癌腫瘤分期的進展，PLK1的表達水平逐漸升高，在晚期腫瘤組織中的表達明顯高于早期腫瘤組織。同時，PLK1的高表達還與腫瘤的分化程度相關(guān)，低分化的結(jié)直腸癌細(xì)胞中PLK1的表達水平通常高于高分化的癌細(xì)胞。此外，PLK1的高表達還與結(jié)直腸癌患者的不良預(yù)后相關(guān)，高表達PLK1的患者往往更容易出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，生存率明顯低于低表達PLK1的患者。PLK1在腫瘤組織中的高表達可能通過多種機制促進腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。一方面，PLK1的過度表達能夠促進腫瘤細(xì)胞的增殖，使腫瘤細(xì)胞能夠不受控制地進行有絲分裂，從而加速腫瘤的生長。另一方面，PLK1還可以調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的凋亡、遷移和侵襲能力。它通過磷酸化相關(guān)蛋白，抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡信號通路，使腫瘤細(xì)胞能夠逃避機體的凋亡機制；同時，PLK1能夠激活腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲相關(guān)信號通路，增強腫瘤細(xì)胞的運動能力，促進腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。此外，PLK1還可能參與腫瘤血管生成等過程，為腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移提供必要的營養(yǎng)和氧氣支持。三、PLK1在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌發(fā)生中的作用機制3.1PLK1與腸道炎癥微環(huán)境的相互作用3.1.1腸道炎癥微環(huán)境對PLK1表達的影響腸道炎癥微環(huán)境是一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，包含多種細(xì)胞成分，如免疫細(xì)胞（巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞等）、上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等，以及大量的炎癥細(xì)胞因子、趨化因子和腸道菌群及其代謝產(chǎn)物。在炎癥性腸?。↖BD），如潰瘍性結(jié)腸炎（UC）和克羅恩?。–D）患者的腸道中，炎癥微環(huán)境處于持續(xù)激活狀態(tài)，這種異常的微環(huán)境對PLK1的表達產(chǎn)生顯著影響。研究表明，炎癥細(xì)胞因子在調(diào)節(jié)PLK1表達中發(fā)揮關(guān)鍵作用。腫瘤壞死因子-α（TNF-α）是一種重要的促炎細(xì)胞因子，在IBD患者的腸道組織和血清中，TNF-α的水平顯著升高。在體外實驗中，用TNF-α處理結(jié)腸上皮細(xì)胞系，如HT-29和Caco-2細(xì)胞，可顯著上調(diào)PLK1的mRNA和蛋白表達水平。這一過程可能通過激活NF-κB信號通路來實現(xiàn)，TNF-α與細(xì)胞表面的TNF受體結(jié)合，激活I(lǐng)KK復(fù)合物，使NF-κB抑制蛋白IκBα磷酸化、泛素化并降解，從而釋放NF-κB，使其進入細(xì)胞核與PLK1基因啟動子區(qū)域的κB位點結(jié)合，促進PLK1基因的轉(zhuǎn)錄。白細(xì)胞介素-6（IL-6）也是炎癥微環(huán)境中重要的細(xì)胞因子，IL-6通過與細(xì)胞膜上的IL-6受體結(jié)合，激活JAK-STAT信號通路，誘導(dǎo)PLK1表達上調(diào)。趨化因子在腸道炎癥微環(huán)境中也參與調(diào)控PLK1表達。趨化因子CXCL8，也稱為白細(xì)胞介素-8（IL-8），在炎癥狀態(tài)下大量產(chǎn)生，能夠趨化中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞向炎癥部位聚集。研究發(fā)現(xiàn)，CXCL8可以通過與結(jié)腸上皮細(xì)胞表面的相應(yīng)受體CXCR1和CXCR2結(jié)合，激活下游的PI3K/Akt和MAPK信號通路，進而促進PLK1的表達。腸道菌群失調(diào)是腸道炎癥微環(huán)境的重要特征之一，也與PLK1表達密切相關(guān)。在IBD患者中，腸道菌群的組成和多樣性發(fā)生顯著改變，有益菌如雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量減少，而有害菌如大腸桿菌、腸桿菌科細(xì)菌數(shù)量增加。一項針對潰瘍性結(jié)腸炎小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，與正常小鼠相比，模型小鼠腸道內(nèi)大腸桿菌數(shù)量明顯增多，同時PLK1在結(jié)腸上皮細(xì)胞中的表達顯著上調(diào)。進一步研究表明，大腸桿菌的脂多糖（LPS）是其重要的致病成分，LPS可以激活Toll樣受體4（TLR4）信號通路，導(dǎo)致NF-κB激活，從而促進PLK1表達。而補充益生菌，如雙歧桿菌，可以部分恢復(fù)腸道菌群平衡，降低結(jié)腸組織中PLK1的表達水平，減輕腸道炎癥。這表明腸道菌群通過其代謝產(chǎn)物或與宿主細(xì)胞的直接相互作用，影響PLK1的表達，進而參與結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展過程。3.1.2PLK1對炎癥細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)PLK1在炎癥細(xì)胞中廣泛表達，并且對巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞等炎癥細(xì)胞的功能發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用，從而影響腸道炎癥微環(huán)境以及結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展進程。巨噬細(xì)胞是腸道固有免疫的重要組成部分，在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，既能吞噬病原體和異物，又能分泌多種細(xì)胞因子和趨化因子，調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。研究表明，PLK1在巨噬細(xì)胞中的表達水平與巨噬細(xì)胞的活化狀態(tài)密切相關(guān)。在脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞活化模型中，PLK1的表達顯著上調(diào)。通過RNA干擾技術(shù)沉默PLK1的表達后，巨噬細(xì)胞的吞噬能力明顯下降，對LPS刺激的細(xì)胞因子分泌反應(yīng)也受到抑制。具體來說，沉默PLK1可降低巨噬細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）和白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）等促炎細(xì)胞因子的水平，同時增加白細(xì)胞介素-10（IL-10）等抗炎細(xì)胞因子的分泌。這表明PLK1通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的功能，影響炎癥反應(yīng)的強度和方向。進一步研究發(fā)現(xiàn)，PLK1可能通過調(diào)控NF-κB信號通路來實現(xiàn)對巨噬細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)。在巨噬細(xì)胞中，PLK1可以磷酸化IKKα/β，促進IκBα的降解，從而激活NF-κB，使其進入細(xì)胞核，啟動促炎細(xì)胞因子基因的轉(zhuǎn)錄。當(dāng)PLK1表達被抑制時，NF-κB信號通路的激活受到阻礙，導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的分泌減少。T淋巴細(xì)胞在腸道適應(yīng)性免疫中起著核心作用，其功能的異常與結(jié)腸炎和結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。PLK1在T淋巴細(xì)胞的活化、增殖和分化過程中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。在T淋巴細(xì)胞受到抗原刺激后，PLK1的表達迅速升高。抑制PLK1的活性或表達，可顯著抑制T淋巴細(xì)胞的增殖，使細(xì)胞周期停滯在G1期或S期。此外，PLK1還參與調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞的分化方向。在Th1/Th2細(xì)胞分化過程中，PLK1通過調(diào)控相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的活性，影響Th1和Th2細(xì)胞的比例。研究發(fā)現(xiàn)，抑制PLK1可減少Th1細(xì)胞分泌干擾素-γ（IFN-γ），同時增加Th2細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素-4（IL-4）和白細(xì)胞介素-5（IL-5），從而改變免疫應(yīng)答的類型。在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）的分化和功能維持方面，PLK1也發(fā)揮著重要作用。Treg細(xì)胞具有抑制免疫反應(yīng)、維持免疫耐受的功能，PLK1的缺失會導(dǎo)致Treg細(xì)胞數(shù)量減少，功能受損，從而打破免疫平衡，促進炎癥反應(yīng)的發(fā)生。PLK1對T淋巴細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)機制可能涉及多條信號通路，如PI3K/Akt、MAPK等信號通路。PLK1可以通過磷酸化這些信號通路中的關(guān)鍵蛋白，調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞的活化、增殖和分化。3.1.3炎癥微環(huán)境中PLK1介導(dǎo)的信號通路在腸道炎癥微環(huán)境中，PLK1可以激活多種重要的信號通路，如NF-κB、MAPK等，這些信號通路在炎癥反應(yīng)和腫瘤發(fā)生過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它們相互交織，形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，共同影響結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展進程。NF-κB信號通路是炎癥和腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的核心信號通路之一。在正常情況下，NF-κB與其抑制蛋白IκBα結(jié)合，以無活性的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)細(xì)胞受到炎癥刺激時，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）等細(xì)胞因子的作用，IκB激酶（IKK）復(fù)合物被激活，IKK磷酸化IκBα，使其泛素化并降解，從而釋放NF-κB。釋放后的NF-κB二聚體（通常是p50和p65亞基）進入細(xì)胞核，與靶基因啟動子區(qū)域的κB位點結(jié)合，啟動相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，這些基因包括促炎細(xì)胞因子、趨化因子、抗凋亡蛋白等，從而促進炎癥反應(yīng)和細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡。研究表明，PLK1在NF-κB信號通路的激活中發(fā)揮重要作用。在炎癥微環(huán)境中，PLK1可以直接磷酸化IKKα/β，增強IKK復(fù)合物的活性，促進IκBα的降解，從而加速NF-κB的激活。此外，PLK1還可以通過與NF-κB的p65亞基相互作用，促進p65的核轉(zhuǎn)位，增強NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性。持續(xù)激活的NF-κB信號通路在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展中具有雙重作用。在炎癥階段，NF-κB激活促進炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生，加劇腸道炎癥，損傷腸黏膜；而在腫瘤發(fā)生階段，NF-κB激活可上調(diào)抗凋亡蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL）的表達，促進腫瘤細(xì)胞的存活和增殖，同時還能誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）等促血管生成因子的表達，為腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移提供營養(yǎng)支持。絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路也是細(xì)胞內(nèi)重要的信號傳導(dǎo)通路，主要包括細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38MAPK三條途徑。在炎癥微環(huán)境中，PLK1可以通過多種方式激活MAPK信號通路。以ERK通路為例，當(dāng)細(xì)胞受到炎癥刺激時，生長因子受體或細(xì)胞因子受體被激活，通過一系列的蛋白激酶級聯(lián)反應(yīng)，如Ras-Raf-MEK-ERK，最終激活ERK。研究發(fā)現(xiàn)，PLK1可以與Raf相互作用，促進Raf的磷酸化和激活，從而啟動ERK信號通路的級聯(lián)反應(yīng)。激活的ERK可以磷酸化下游的轉(zhuǎn)錄因子，如Elk-1、c-Fos等，調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達，這些基因涉及細(xì)胞增殖、分化、存活和炎癥反應(yīng)等多個過程。在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展中，ERK信號通路的持續(xù)激活可促進結(jié)腸上皮細(xì)胞的增殖，抑制細(xì)胞凋亡，同時還能增強腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力。JNK和p38MAPK信號通路在炎癥和腫瘤發(fā)生中也起著重要作用。PLK1可以通過激活A(yù)SK1等上游激酶，間接激活JNK和p38MAPK。激活的JNK和p38MAPK可磷酸化多種底物，如c-Jun、ATF2等轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)促炎細(xì)胞因子（如TNF-α、IL-6）和趨化因子的表達，加重腸道炎癥。此外，JNK和p38MAPK還參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的應(yīng)激反應(yīng)和凋亡過程，在腫瘤發(fā)生過程中，它們的異常激活可能導(dǎo)致細(xì)胞對凋亡的抵抗，促進腫瘤細(xì)胞的存活和發(fā)展。3.2PLK1對結(jié)腸上皮細(xì)胞增殖、凋亡和遷移的調(diào)控3.2.1PLK1促進結(jié)腸上皮細(xì)胞增殖的機制在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展過程中，PLK1對結(jié)腸上皮細(xì)胞增殖的促進作用是其重要的病理機制之一。PLK1通過對細(xì)胞周期蛋白和轉(zhuǎn)錄因子的精細(xì)調(diào)節(jié)，促使結(jié)腸上皮細(xì)胞進入活躍的增殖狀態(tài)，進而推動腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。細(xì)胞周期的正常運轉(zhuǎn)依賴于細(xì)胞周期蛋白（Cyclin）和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK）的協(xié)同作用，它們形成的復(fù)合物在細(xì)胞周期的不同階段發(fā)揮著關(guān)鍵的調(diào)控作用。PLK1在這一過程中扮演著重要角色，它能夠通過多種途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白的表達和活性。研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌細(xì)胞系中，PLK1可以直接磷酸化CyclinB1，增強其與CDK1的結(jié)合能力，從而激活CDK1/CyclinB1復(fù)合物。這種激活作用促使細(xì)胞順利通過G2/M期檢查點，進入有絲分裂期，加速細(xì)胞增殖。一項針對HT-29結(jié)腸癌細(xì)胞的實驗表明，通過RNA干擾技術(shù)降低PLK1的表達后，細(xì)胞內(nèi)CyclinB1的磷酸化水平顯著下降，CDK1/CyclinB1復(fù)合物的活性受到抑制，細(xì)胞周期阻滯在G2/M期，細(xì)胞增殖能力明顯減弱。PLK1還能夠通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子來間接影響細(xì)胞周期蛋白的表達。E2F家族轉(zhuǎn)錄因子在細(xì)胞周期調(diào)控中起著核心作用，它們可以激活一系列與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄，包括細(xì)胞周期蛋白、DNA合成相關(guān)酶等。研究表明，PLK1可以與E2F1相互作用，促進E2F1的磷酸化，增強其轉(zhuǎn)錄活性。在正常結(jié)腸上皮細(xì)胞中，低水平表達的PLK1對E2F1的磷酸化作用較弱，細(xì)胞增殖維持在正常水平。而在炎癥微環(huán)境刺激下，PLK1表達上調(diào)，大量激活的PLK1促使E2F1磷酸化，進而上調(diào)CyclinE、CyclinA等細(xì)胞周期蛋白的表達，推動細(xì)胞從G1期向S期轉(zhuǎn)變，促進細(xì)胞增殖。在HCT-116結(jié)腸癌細(xì)胞中過表達PLK1，結(jié)果顯示E2F1的磷酸化水平顯著升高，CyclinE和CyclinA的表達量也明顯增加，細(xì)胞增殖速度加快。c-Myc是另一個重要的轉(zhuǎn)錄因子，它在細(xì)胞增殖、分化和凋亡等過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。PLK1可以通過激活PI3K/Akt信號通路，間接促進c-Myc的表達和活性。在該信號通路中，PI3K被激活后，催化磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）生成磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3），PIP3招募并激活A(yù)kt蛋白激酶。激活的Akt可以磷酸化下游的多種底物，其中包括c-Myc的調(diào)節(jié)蛋白，從而促進c-Myc的表達和核轉(zhuǎn)位。c-Myc進入細(xì)胞核后，與靶基因啟動子區(qū)域的E-box序列結(jié)合，啟動一系列與細(xì)胞增殖相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，如CyclinD1、CDK4等。這些基因產(chǎn)物進一步促進細(xì)胞周期的進展，增強細(xì)胞增殖能力。在SW480結(jié)腸癌細(xì)胞中，抑制PLK1的表達或活性，PI3K/Akt信號通路的激活受到抑制，c-Myc的表達和活性降低，CyclinD1和CDK4的表達量減少，細(xì)胞增殖受到明顯抑制。3.2.2PLK1抑制結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡的作用及途徑在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展過程中，PLK1不僅促進結(jié)腸上皮細(xì)胞的增殖，還通過抑制細(xì)胞凋亡來維持腫瘤細(xì)胞的存活和生長。PLK1主要通過調(diào)節(jié)Bcl-2家族蛋白和Caspase級聯(lián)反應(yīng)等途徑，抑制結(jié)腸上皮細(xì)胞的凋亡，從而為腫瘤的發(fā)展提供有利條件。Bcl-2家族蛋白是細(xì)胞凋亡調(diào)控的關(guān)鍵因子，根據(jù)其功能可分為抗凋亡蛋白（如Bcl-2、Bcl-xL等）和促凋亡蛋白（如Bax、Bak等）。這些蛋白通過形成同源或異源二聚體來調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的進程。PLK1可以通過磷酸化Bcl-2家族蛋白，改變它們的活性和相互作用，從而抑制細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌細(xì)胞中，PLK1能夠直接磷酸化Bcl-2蛋白的特定絲氨酸殘基，增強其抗凋亡活性。磷酸化的Bcl-2蛋白可以與促凋亡蛋白Bax結(jié)合，阻止Bax的寡聚化和線粒體膜通透性的增加，從而抑制細(xì)胞色素c從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)胞色素c的釋放是Caspase級聯(lián)反應(yīng)激活的關(guān)鍵步驟，其釋放受阻則無法激活下游的Caspase-9和Caspase-3等凋亡執(zhí)行蛋白，進而抑制細(xì)胞凋亡。在HT-29結(jié)腸癌細(xì)胞中，過表達PLK1可導(dǎo)致Bcl-2蛋白磷酸化水平升高，Bax與Bcl-2的結(jié)合增加，細(xì)胞凋亡率顯著降低。而使用PLK1抑制劑處理細(xì)胞后，Bcl-2蛋白磷酸化水平下降，Bax的寡聚化增加，細(xì)胞色素c釋放增多，細(xì)胞凋亡明顯增加。PLK1還可以通過調(diào)節(jié)Caspase級聯(lián)反應(yīng)來抑制結(jié)腸上皮細(xì)胞的凋亡。Caspase家族蛋白是細(xì)胞凋亡的核心執(zhí)行者，分為起始Caspase（如Caspase-8、Caspase-9等）和效應(yīng)Caspase（如Caspase-3、Caspase-7等）。在細(xì)胞凋亡信號的刺激下，起始Caspase被激活，進而激活效應(yīng)Caspase，引發(fā)細(xì)胞凋亡。PLK1可以通過磷酸化Caspase-9，抑制其活性，從而阻斷Caspase級聯(lián)反應(yīng)的啟動。在結(jié)腸癌細(xì)胞中，PLK1與Caspase-9相互作用，使Caspase-9的特定絲氨酸殘基發(fā)生磷酸化。這種磷酸化修飾改變了Caspase-9的構(gòu)象，使其無法與凋亡蛋白酶激活因子-1（Apaf-1）結(jié)合形成凋亡小體，從而抑制Caspase-9的激活。Caspase-9的激活受阻則無法激活下游的Caspase-3，細(xì)胞凋亡得以抑制。在HCT-116結(jié)腸癌細(xì)胞中，敲低PLK1的表達可導(dǎo)致Caspase-9的磷酸化水平降低，Caspase-9與Apaf-1的結(jié)合增加，Caspase-3的活性升高，細(xì)胞凋亡明顯增加。3.2.3PLK1對結(jié)腸上皮細(xì)胞遷移和侵襲能力的影響在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)展進程中，PLK1不僅在細(xì)胞增殖和凋亡調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用，還對結(jié)腸上皮細(xì)胞的遷移和侵襲能力產(chǎn)生重要影響，這一過程與腫瘤的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。PLK1主要通過調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架蛋白、黏附分子和基質(zhì)金屬蛋白酶等，來增強結(jié)腸上皮細(xì)胞的遷移和侵襲能力，促進腫瘤的轉(zhuǎn)移。細(xì)胞骨架是細(xì)胞形態(tài)維持和運動的重要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，主要由微絲、微管和中間絲組成。PLK1可以通過磷酸化細(xì)胞骨架蛋白，調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的重組和動態(tài)變化，從而影響細(xì)胞的遷移能力。研究表明，PLK1能夠磷酸化肌動蛋白結(jié)合蛋白，如絲切蛋白（Cofilin）。磷酸化的Cofilin失去對肌動蛋白的解聚能力，導(dǎo)致肌動蛋白微絲的穩(wěn)定性增加，細(xì)胞前端的絲狀偽足和片狀偽足形成增多，從而增強細(xì)胞的遷移能力。在結(jié)腸癌細(xì)胞系中，過表達PLK1可導(dǎo)致Cofilin磷酸化水平升高，細(xì)胞遷移速度加快。相反，使用PLK1抑制劑處理細(xì)胞后，Cofilin磷酸化水平下降，肌動蛋白微絲解聚增加，細(xì)胞遷移能力明顯減弱。PLK1還可以調(diào)節(jié)微管的動態(tài)變化，通過磷酸化微管相關(guān)蛋白，影響微管的組裝和解聚，為細(xì)胞遷移提供結(jié)構(gòu)支持。細(xì)胞黏附分子在細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的黏附過程中發(fā)揮重要作用，其表達和功能的改變與細(xì)胞的遷移和侵襲能力密切相關(guān)。PLK1可以調(diào)節(jié)多種細(xì)胞黏附分子的表達和活性，促進結(jié)腸上皮細(xì)胞的遷移和侵襲。上皮鈣黏蛋白（E-cadherin）是一種重要的細(xì)胞間黏附分子，它能夠維持上皮細(xì)胞的極性和完整性，抑制細(xì)胞的遷移和侵襲。研究發(fā)現(xiàn)，PLK1可以通過激活Snail、Slug等轉(zhuǎn)錄因子，抑制E-cadherin的表達。在結(jié)腸癌細(xì)胞中，PLK1表達上調(diào)，激活的PLK1通過磷酸化激活下游的信號通路，促進Snail和Slug的表達和核轉(zhuǎn)位。Snail和Slug與E-cadherin基因啟動子區(qū)域的E-box序列結(jié)合，抑制E-cadherin的轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致E-cadherin表達水平下降。E-cadherin表達降低使得細(xì)胞間黏附力減弱，細(xì)胞更容易脫離上皮層，從而增強細(xì)胞的遷移和侵襲能力。在SW620結(jié)腸癌細(xì)胞中，過表達PLK1可導(dǎo)致E-cadherin表達明顯降低，細(xì)胞的遷移和侵襲能力顯著增強。而敲低PLK1的表達后，E-cadherin表達上調(diào)，細(xì)胞間黏附力增強，細(xì)胞的遷移和侵襲能力受到抑制?；|(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）是一類能夠降解細(xì)胞外基質(zhì)成分的鋅離子依賴性內(nèi)肽酶，在腫瘤細(xì)胞的遷移、侵襲和血管生成等過程中發(fā)揮重要作用。PLK1可以通過調(diào)節(jié)MMPs的表達和活性，促進結(jié)腸上皮細(xì)胞對細(xì)胞外基質(zhì)的降解，從而增強細(xì)胞的遷移和侵襲能力。研究表明，PLK1可以激活NF-κB、AP-1等轉(zhuǎn)錄因子，這些轉(zhuǎn)錄因子與MMPs基因啟動子區(qū)域的相應(yīng)結(jié)合位點結(jié)合，促進MMP-2、MMP-9等MMPs的表達。在結(jié)腸癌細(xì)胞中，PLK1表達升高，激活的PLK1通過激活NF-κB信號通路，使NF-κB的p65亞基進入細(xì)胞核，與MMP-9基因啟動子區(qū)域的κB位點結(jié)合，啟動MMP-9的轉(zhuǎn)錄。MMP-9表達增加后，能夠降解細(xì)胞外基質(zhì)中的膠原蛋白、明膠等成分，為腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲開辟通道。在HT-116結(jié)腸癌細(xì)胞中，使用PLK1抑制劑處理后，NF-κB的激活受到抑制，MMP-9的表達水平降低，細(xì)胞對細(xì)胞外基質(zhì)的降解能力減弱，細(xì)胞的遷移和侵襲能力明顯下降。3.3PLK1在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌發(fā)生中的遺傳學(xué)與表觀遺傳學(xué)調(diào)控3.3.1PLK1基因的遺傳變異與結(jié)腸癌易感性遺傳學(xué)研究表明，PLK1基因的遺傳變異與結(jié)腸癌的易感性密切相關(guān)，其中單核苷酸多態(tài)性（SNP）是一種常見的遺傳變異形式。SNP是指在基因組水平上由單個核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性，這些變異可能發(fā)生在基因的編碼區(qū)、非編碼區(qū)或調(diào)控區(qū)域，進而影響基因的表達和功能。研究人員對PLK1基因的多個SNP位點進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)某些特定的SNP位點與結(jié)腸癌的發(fā)病風(fēng)險顯著相關(guān)。以rs1052576位點為例，該位點位于PLK1基因的啟動子區(qū)域，其堿基的變異可能會影響轉(zhuǎn)錄因子與啟動子的結(jié)合能力，從而調(diào)控PLK1基因的轉(zhuǎn)錄水平。一項針對亞洲人群的大規(guī)模病例對照研究顯示，攜帶rs1052576位點TT基因型的個體相較于CC基因型的個體，患結(jié)腸癌的風(fēng)險顯著增加。進一步的功能研究表明，TT基因型可能會改變啟動子區(qū)域的DNA甲基化模式，增強轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合親和力，導(dǎo)致PLK1基因的表達上調(diào)。高水平表達的PLK1會促進結(jié)腸上皮細(xì)胞的增殖和存活，抑制細(xì)胞凋亡，從而增加了結(jié)腸癌的發(fā)生風(fēng)險。除了rs1052576位點，其他SNP位點，如rs2232917、rs3764602等，也被報道與結(jié)腸癌的易感性相關(guān)。rs2232917位點位于PLK1基因的編碼區(qū)，其堿基的改變可能會導(dǎo)致PLK1蛋白氨基酸序列的改變，進而影響蛋白的結(jié)構(gòu)和功能。研究發(fā)現(xiàn)，攜帶該位點特定等位基因的個體，其體內(nèi)PLK1蛋白的激酶活性可能發(fā)生改變，對下游底物的磷酸化能力也會受到影響，從而干擾細(xì)胞周期調(diào)控和有絲分裂進程，增加細(xì)胞癌變的可能性。而rs3764602位點則位于PLK1基因的3'非翻譯區(qū)（3'UTR），該區(qū)域的SNP可能會影響mRNA的穩(wěn)定性和翻譯效率。某些等位基因可能會與微小RNA（miRNA）結(jié)合位點重疊，影響miRNA對PLK1mRNA的調(diào)控作用，導(dǎo)致PLK1表達異常，最終影響結(jié)腸癌的發(fā)病風(fēng)險。3.3.2表觀遺傳修飾對PLK1表達的調(diào)控表觀遺傳修飾是指在不改變DNA序列的情況下，對基因表達進行調(diào)控的一種機制，主要包括DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA調(diào)控等。這些修飾方式可以在細(xì)胞分化、發(fā)育以及疾病發(fā)生發(fā)展過程中，動態(tài)地調(diào)控基因的表達水平，對維持細(xì)胞正常生理功能和疾病的發(fā)生發(fā)展起著重要作用。DNA甲基化是一種常見的表觀遺傳修飾，主要發(fā)生在DNA的CpG島區(qū)域。在正常細(xì)胞中，PLK1基因啟動子區(qū)域的CpG島通常處于低甲基化狀態(tài)，有利于轉(zhuǎn)錄因子與啟動子結(jié)合，促進基因的轉(zhuǎn)錄表達。然而，在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌發(fā)生過程中，PLK1基因啟動子區(qū)域的甲基化狀態(tài)會發(fā)生改變。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織中PLK1基因啟動子區(qū)域的甲基化水平明顯低于正常結(jié)腸組織，這種低甲基化狀態(tài)會增強轉(zhuǎn)錄因子與啟動子的結(jié)合活性，導(dǎo)致PLK1基因的轉(zhuǎn)錄激活，從而使PLK1蛋白表達上調(diào)。通過使用DNA甲基化抑制劑處理結(jié)腸癌細(xì)胞系，可以使PLK1基因啟動子區(qū)域重新甲基化，抑制PLK1基因的表達，進而抑制細(xì)胞的增殖和遷移能力，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。這表明DNA甲基化在調(diào)控PLK1表達以及結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。組蛋白修飾也是調(diào)控基因表達的重要表觀遺傳機制，常見的組蛋白修飾包括甲基化、乙?；?、磷酸化等。這些修飾可以改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，影響轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合，從而調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。在PLK1基因的調(diào)控中，組蛋白修飾發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，組蛋白H3賴氨酸9（H3K9）的甲基化通常與基因的沉默相關(guān)，而H3K9的乙?；瘎t與基因的激活相關(guān)。研究表明，在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌組織中，PLK1基因啟動子區(qū)域的組蛋白H3K9乙?；缴?，促進了染色質(zhì)的開放，增加了轉(zhuǎn)錄因子與啟動子的可及性，從而上調(diào)PLK1基因的表達。相反，抑制組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶的活性，降低H3K9的乙?；?，可以抑制PLK1基因的表達，減少結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力。非編碼RNA，如微小RNA（miRNA）和長鏈非編碼RNA（lncRNA），也參與了PLK1表達的調(diào)控。miRNA是一類長度約為22個核苷酸的小分子非編碼RNA，通過與靶mRNA的3'UTR互補配對，抑制mRNA的翻譯過程或促進其降解，從而調(diào)控基因表達。研究發(fā)現(xiàn)，多種miRNA可以靶向PLK1，調(diào)節(jié)其表達水平。以miR-593為例，它可以與PLK1mRNA的3'UTR特異性結(jié)合，抑制PLK1的翻譯過程，降低PLK1蛋白的表達水平。在結(jié)腸癌細(xì)胞中，miR-593的表達水平較低，導(dǎo)致對PLK1的抑制作用減弱，使得PLK1表達上調(diào)，促進細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。通過轉(zhuǎn)染miR-593模擬物，提高結(jié)腸癌細(xì)胞中miR-593的表達水平，可以顯著降低PLK1的表達，抑制細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為。lncRNA則是一類長度大于200個核苷酸的非編碼RNA，它們可以通過多種機制調(diào)控基因表達，如與DNA、RNA或蛋白質(zhì)相互作用，影響染色質(zhì)狀態(tài)、轉(zhuǎn)錄起始、轉(zhuǎn)錄后加工等過程。目前，已有研究報道了一些與PLK1相關(guān)的lncRNA，它們在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。3.3.3PLK1與其他基因或蛋白在結(jié)腸癌發(fā)生中的協(xié)同作用在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展過程中，PLK1并非孤立地發(fā)揮作用，而是與其他基因或蛋白相互協(xié)作，共同參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移過程。這些基因或蛋白與PLK1之間通過復(fù)雜的信號通路和分子機制相互影響，形成一個龐大的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。腺瘤性結(jié)腸息肉病基因（APC）是一種重要的抑癌基因，其突變在結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展中是一個早期且關(guān)鍵的事件。研究表明，PLK1與APC之間存在密切的相互作用。在攜帶APC基因突變的小鼠模型中，腸道腺瘤組織中PLK1的表達顯著升高。進一步研究發(fā)現(xiàn)，APC突變能夠上調(diào)PLK1的mRNA及蛋白表達。機制研究表明，APC突變可能通過激活SPl等轉(zhuǎn)錄因子，進而上調(diào)PLK1的表達。在正常結(jié)腸上皮細(xì)胞中，低表達的PLK1維持細(xì)胞的正常增殖和分化；而在APC突變的細(xì)胞中，PLK1表達上調(diào)，通過增強腸道上皮細(xì)胞的增殖能力，促進APC突變相關(guān)結(jié)直腸癌的發(fā)生。PLK1可能通過磷酸化APC蛋白，影響其功能，從而促進腫瘤細(xì)胞的增殖和存活。這種PLK1與APC之間的協(xié)同作用，揭示了結(jié)腸癌發(fā)生過程中的一個重要分子機制。KRAS是一種原癌基因，其突變在結(jié)腸癌中也較為常見。KRAS突變后會持續(xù)激活下游的絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）等信號通路，促進細(xì)胞的增殖、存活和遷移。研究發(fā)現(xiàn)，PLK1與KRAS突變在結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展中具有協(xié)同作用。在KRAS突變的結(jié)腸癌細(xì)胞中，PLK1的表達水平也顯著升高。PLK1可以通過激活MAPK和PI3K/Akt信號通路，進一步增強KRAS突變所介導(dǎo)的促癌效應(yīng)。具體來說，PLK1可以磷酸化Raf蛋白，激活MAPK信號通路，促進細(xì)胞增殖和存活；同時，PLK1還可以通過激活PI3K/Akt信號通路，抑制細(xì)胞凋亡，增強細(xì)胞的遷移和侵襲能力。在KRAS突變的結(jié)腸癌細(xì)胞系中，抑制PLK1的表達或活性，可以顯著抑制細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，表明PLK1與KRAS在結(jié)腸癌發(fā)生中存在協(xié)同致癌作用。除了APC和KRAS，PLK1還與其他多種基因或蛋白存在協(xié)同作用，如p53、Bcl-2等。p53是一種重要的抑癌基因，在細(xì)胞周期調(diào)控、DNA損傷修復(fù)和細(xì)胞凋亡等過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在正常情況下，p53可以抑制PLK1的表達，維持細(xì)胞的正常生理功能。然而，在結(jié)腸癌發(fā)生過程中，p53基因常常發(fā)生突變或失活，導(dǎo)致其對PLK1的抑制作用減弱，使得PLK1表達上調(diào)，促進腫瘤細(xì)胞的增殖和存活。Bcl-2是一種抗凋亡蛋白，PLK1可以通過調(diào)節(jié)Bcl-2家族蛋白的活性，與Bcl-2協(xié)同作用，抑制結(jié)腸上皮細(xì)胞的凋亡，促進腫瘤的發(fā)展。PLK1還可以通過與其他信號通路中的關(guān)鍵蛋白相互作用，如細(xì)胞周期蛋白、細(xì)胞骨架蛋白等，共同調(diào)節(jié)結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖、凋亡、遷移和侵襲等生物學(xué)行為，促進結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展。四、基于PLK1的結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌防治策略4.1PLK1作為治療靶點的研究進展4.1.1PLK1抑制劑的研發(fā)與作用機制由于PLK1在腫瘤細(xì)胞增殖、存活和轉(zhuǎn)移等過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，并且在多種腫瘤組織中呈現(xiàn)異常高表達，因此成為極具潛力的腫瘤治療靶點，針對PLK1的抑制劑研發(fā)也成為研究熱點。BI2536是較早研發(fā)的一種高選擇性PLK1小分子抑制劑，其研發(fā)歷程始于對大量化合物庫的篩選和優(yōu)化。研究人員通過高通量篩選技術(shù)，從眾多化合物中篩選出對PLK1具有抑制活性的先導(dǎo)化合物，然后對其結(jié)構(gòu)進行修飾和優(yōu)化，最終得到了BI2536。它能夠與PLK1的ATP結(jié)合位點緊密結(jié)合，抑制PLK1的激酶活性，從而阻斷PLK1對下游底物的磷酸化作用。在細(xì)胞有絲分裂過程中，BI2536通過抑制PLK1，阻止中心體成熟和紡錘體組裝，使細(xì)胞周期阻滯在G2/M期，進而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。在對多種腫瘤細(xì)胞系的研究中發(fā)現(xiàn)，BI2536能夠顯著降低細(xì)胞的增殖能力，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并且在動物模型中也表現(xiàn)出良好的抑瘤效果。Volasertib也是一種重要的PLK1小分子抑制劑，其研發(fā)過程同樣經(jīng)過了嚴(yán)格的篩選和優(yōu)化。它與PLK1的結(jié)合具有高度特異性，通過占據(jù)PLK1的ATP結(jié)合口袋，阻止ATP與PLK1結(jié)合，從而抑制PLK1的激酶活性。與BI2536類似，Volasertib作用于細(xì)胞后，可使細(xì)胞周期停滯在G2/M期，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Volasertib還能夠抑制腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力，這可能與其影響細(xì)胞骨架的重組和細(xì)胞黏附分子的表達有關(guān)。在急性髓系白血?。ˋML）的研究中，Volasertib聯(lián)合低劑量阿糖胞苷（LDAC）治療復(fù)發(fā)/難治性成年AML患者，顯示出良好的療效。除了上述兩種抑制劑外，還有許多其他類型的PLK1抑制劑處于研發(fā)階段。一些新型抑制劑在結(jié)構(gòu)設(shè)計上更加新穎，試圖克服傳統(tǒng)抑制劑的一些局限性，如提高選擇性、降低毒副作用等。一些抑制劑通過與PLK1的非ATP結(jié)合位點結(jié)合，實現(xiàn)對PLK1活性的抑制，這種別構(gòu)調(diào)節(jié)方式可能為PLK1抑制劑的研發(fā)提供新的思路。還有一些抑制劑采用了多靶點抑制策略，不僅抑制PLK1，還同時作用于其他與腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的靶點，以增強抗腫瘤效果。這些新型PLK1抑制劑的研發(fā)，為結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌等腫瘤的治療帶來了新的希望。4.1.2PLK1抑制劑在臨床前研究中的療效與安全性評估在臨床前研究中，PLK1抑制劑在細(xì)胞實驗和動物模型中展現(xiàn)出了一定的療效，為其臨床應(yīng)用提供了重要的理論支持和實驗依據(jù)，但同時也暴露出一些安全性問題，需要進一步深入研究和解決。在細(xì)胞實驗方面，眾多研究表明PLK1抑制劑對多種結(jié)腸癌細(xì)胞系具有顯著的抑制作用。以BI2536為例，在HT-29、HCT-116等結(jié)腸癌細(xì)胞系中，BI2536能夠有效抑制細(xì)胞的增殖，使細(xì)胞周期阻滯在G2/M期。通過CCK-8實驗檢測細(xì)胞活力，發(fā)現(xiàn)隨著BI2536濃度的增加，細(xì)胞活力逐漸降低，呈現(xiàn)明顯的劑量依賴性。在細(xì)胞凋亡實驗中，采用AnnexinV-FITC/PI雙染法檢測發(fā)現(xiàn)，BI2536處理后的結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡率顯著增加，表明其能夠誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。Transwell實驗和劃痕實驗則顯示，BI2536能夠顯著抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力，使穿過Transwell小室的細(xì)胞數(shù)量明顯減少，劃痕愈合速度減慢。這些結(jié)果表明，PLK1抑制劑在細(xì)胞水平上能夠有效抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為。動物模型實驗進一步驗證了PLK1抑制劑的療效。構(gòu)建結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌小鼠模型，如采用氧化偶氮甲烷（AOM）聯(lián)合葡聚糖硫酸鈉（DSS）處理小鼠，然后給予PLK1抑制劑治療。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與未治療組相比，PLK1抑制劑治療組小鼠的結(jié)腸腫瘤數(shù)量明顯減少，腫瘤體積也顯著縮小。對小鼠結(jié)腸組織進行病理分析，HE染色顯示治療組腫瘤組織的細(xì)胞增殖程度降低，凋亡細(xì)胞增多。免疫組織化學(xué)染色檢測Ki-67（一種細(xì)胞增殖標(biāo)志物）和CleavedCaspase-3（一種凋亡標(biāo)志物）的表達，結(jié)果顯示Ki-67的表達明顯降低，CleavedCaspase-3的表達顯著增加，進一步證實了PLK1抑制劑能夠抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。然而，PLK1抑制劑在臨床前研究中也顯示出一些安全性和毒副作用問題。在動物實驗中，高劑量的PLK1抑制劑可能導(dǎo)致動物體重下降、腹瀉、貧血等不良反應(yīng)。這些不良反應(yīng)可能與PLK1抑制劑對正常組織細(xì)胞的影響有關(guān)，因為PLK1在正常細(xì)胞的有絲分裂過程中也發(fā)揮著重要作用，抑制PLK1可能會干擾正常細(xì)胞的增殖和功能。一些PLK1抑制劑還可能對心臟、肝臟等重要器官產(chǎn)生一定的毒性，表現(xiàn)為心肌酶譜異常、肝功能指標(biāo)升高等。在評估PLK1抑制劑的安全性時，還需要考慮其與其他藥物的相互作用，因為在臨床治療中，患者往往需要同時使用多種藥物，藥物之間的相互作用可能會影響PLK1抑制劑的療效和安全性。4.1.3臨床研究現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)目前，針對PLK1抑制劑的臨床試驗正在積極開展，旨在評估其在腫瘤治療中的安全性和有效性，但在臨床研究過程中也面臨著諸多挑戰(zhàn)。在臨床試驗方面，一些PLK1抑制劑已經(jīng)進入不同階段的研究。Volasertib在急性髓系白血?。ˋML）的治療中進行了多項臨床試驗。一項1/2期研究評估了Volasertib聯(lián)合低劑量阿糖胞苷（LDAC）治療不適合接受強化治療的成年復(fù)發(fā)/難治AML患者的療效和安全性，結(jié)果顯示該聯(lián)合治療方案具有一定的療效，患者的生存期有所延長。但在后續(xù)的臨床試驗中，Volasertib單獨使用或與其他藥物聯(lián)合使用在一些腫瘤治療中并未取得預(yù)期的顯著療效，這可能與腫瘤的異質(zhì)性、患者個體差異以及腫瘤微環(huán)境等多種因素有關(guān)。Onvansertib是一種口服、高選擇性PLK1抑制劑，已在轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌（mCRC）的治療中開展臨床試驗。在評估Onvansertib聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)護理（SOC）FOLFIRI/貝伐單抗二線治療KRAS突變mCRC患者的研究中，發(fā)現(xiàn)Onvansertib聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)護理比單一SOC方案具有更好的抗腫瘤活性和耐受性。然而，該研究樣本量相對較小，還需要更大規(guī)模的臨床試驗進一步驗證其療效和安全性。PLK1抑制劑在臨床研究中面臨著耐藥性問題的挑戰(zhàn)。隨著治療時間的延長，部分腫瘤細(xì)胞可能對PLK1抑制劑產(chǎn)生耐藥性，導(dǎo)致治療效果逐漸降低。腫瘤細(xì)胞可能通過激活其他補償性信號通路來繞過PLK1的調(diào)控，繼續(xù)維持細(xì)胞的增殖和存活。一些腫瘤細(xì)胞可能通過上調(diào)抗凋亡蛋白的表達，抵抗PLK1抑制劑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。耐藥性的產(chǎn)生嚴(yán)重影響了PLK1抑制劑的臨床療效，需要深入研究其耐藥機制，尋找有效的克服方法。藥物毒性也是PLK1抑制劑臨床應(yīng)用面臨的重要挑戰(zhàn)之一。在臨床試驗中，部分患者在使用PLK1抑制劑后出現(xiàn)了不同程度的毒副作用，如骨髓抑制、胃腸道反應(yīng)、肝腎功能損害等。這些毒副作用不僅影響患者的生活質(zhì)量，還可能導(dǎo)致治療中斷或劑量調(diào)整，從而影響治療效果。如何在保證藥物療效的同時，降低藥物毒性，提高患者的耐受性，是PLK1抑制劑臨床研究需要解決的關(guān)鍵問題之一。聯(lián)合治療方案的優(yōu)化也是當(dāng)前研究的重點和難點。為了提高PLK1抑制劑的療效，臨床上通常將其與化療、放療或其他靶向治療藥物聯(lián)合使用。然而，不同藥物之間的聯(lián)合方案需要進一步優(yōu)化，以確定最佳的藥物組合、劑量和給藥順序。藥物之間可能存在相互作用，導(dǎo)致療效降低或毒副作用增加。因此，需要深入研究聯(lián)合治療的機制和效果，通過大規(guī)模的臨床試驗篩選出最有效的聯(lián)合治療方案，為患者提供更優(yōu)的治療選擇。4.2聯(lián)合治療策略4.2.1PLK1抑制劑與化療藥物的聯(lián)合應(yīng)用在結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的治療中，將PLK1抑制劑與化療藥物聯(lián)合使用，展現(xiàn)出了協(xié)同增效的顯著效果，為臨床治療提供了新的思路和方案。奧沙利鉑是一種常用于結(jié)直腸癌治療的鉑類化療藥物，其作用機制主要是通過與DNA結(jié)合，形成鉑-DNA加合物，從而抑制DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。然而，腫瘤細(xì)胞對奧沙利鉑的耐藥性是限制其療效的重要因素之一。研究表明，PLK1抑制劑與奧沙利鉑聯(lián)合使用具有協(xié)同增效作用。在結(jié)直腸癌細(xì)胞系的實驗中，單獨使用奧沙利鉑或PLK1抑制劑時，對細(xì)胞增殖的抑制作用相對較弱，而兩者聯(lián)合使用后，細(xì)胞增殖受到顯著抑制，細(xì)胞凋亡率明顯增加。進一步的機制研究發(fā)現(xiàn)，PLK1抑制劑可以通過抑制PLK1的活性，使細(xì)胞周期阻滯在G2/M期，增加處于該時期的細(xì)胞比例。而G2/M期的細(xì)胞對奧沙利鉑更為敏感，這是因為在該時期細(xì)胞的DNA復(fù)制和修復(fù)過程較為活躍，奧沙利鉑更容易與DNA結(jié)合，發(fā)揮其細(xì)胞毒性作用。PLK1抑制劑還可以通過調(diào)節(jié)相關(guān)信號通路，增強腫瘤細(xì)胞對奧沙利鉑的敏感性。PLK1抑制劑可以抑制PI3K/Akt信號通路的激活，減少抗凋亡蛋白Bcl-2的表達，從而增強奧沙利鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。在一項針對結(jié)直腸癌小鼠模型的研究中，聯(lián)合使用PLK1抑制劑和奧沙利鉑，小鼠的腫瘤體積明顯小于單獨使用奧沙利鉑組，且腫瘤組織中的細(xì)胞增殖標(biāo)志物Ki-67表達降低，凋亡標(biāo)志物CleavedCaspase-3表達增加。伊立替康是另一種常用的結(jié)直腸癌化療藥物，它是一種拓?fù)洚悩?gòu)酶I抑制劑，能夠抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶I的活性，導(dǎo)致DNA單鏈斷裂，阻礙DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。PLK1抑制劑與伊立替康聯(lián)合應(yīng)用也顯示出良好的協(xié)同效應(yīng)。在體外細(xì)胞實驗中，聯(lián)合使用PLK1抑制劑和伊立替康對結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖抑制作用明顯強于單藥使用。研究發(fā)現(xiàn)，PLK1抑制劑可以增強伊立替康對腫瘤細(xì)胞的DNA損傷作用。PLK1參與了DNA損傷修復(fù)過程，抑制PLK1的活性可以干擾腫瘤細(xì)胞對伊立替康誘導(dǎo)的DNA損傷的修復(fù)能力，使DNA損傷持續(xù)積累，最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。PLK1抑制劑還可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，使更多的細(xì)胞進入對伊立替康敏感的時期，從而提高伊立替康的療效。在動物實驗中，聯(lián)合使用PLK1抑制劑和伊立替康的小鼠，其腫瘤生長受到明顯抑制，生存期顯著延長。在臨床研究方面，一些小規(guī)模的臨床試驗已經(jīng)開始探索PLK1抑制劑與化療藥物聯(lián)合治療結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的療效和安全性。初步結(jié)果顯示，這種聯(lián)合治療方案在部分患者中取得了較好的療效，患者的腫瘤緩解率有所提高，生存期也有一定程度的延長。然而，由于樣本量較小，這些結(jié)果還需要進一步的大規(guī)模臨床試驗來驗證。聯(lián)合治療過程中也可能出現(xiàn)一些毒副作用，如骨髓抑制、胃腸道反應(yīng)等，需要密切監(jiān)測和合理處理。未來的研究需要進一步優(yōu)化聯(lián)合治療方案，確定最佳的藥物劑量和給藥順序，以提高治療效果，降低毒副作用，為結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌患者帶來更好的治療選擇。4.2.2PLK1抑制劑與靶向治療藥物的聯(lián)合策略將PLK1抑制劑與靶向治療藥物聯(lián)合使用，為結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌的治療開辟了新的途徑，這種聯(lián)合策略能夠針對腫瘤細(xì)胞的多個關(guān)鍵靶點，發(fā)揮協(xié)同作用，提高治療效果?？贡砥どL因子受體（EGFR）靶向治療藥物，如西妥昔單抗和帕尼單抗，在結(jié)直腸癌治療中具有重要地位。EGFR在許多結(jié)直腸癌細(xì)胞表面過度表達，它通過與配體結(jié)合，激活下游的RAS-RAF-MEK-ERK和PI3K-Akt等信號通路，促進腫瘤細(xì)胞的增殖、存活、遷移和侵襲