本文作者包括 Vishnu Kumarasamy, Jianxin Wang, Michelle Roti, Yin Wan 等学者，分别来自 Roswell Park Comprehensive Cancer Center、University of California Santa Cruz 和 Incyclix Bio 等研究机构。文章发表于《Nature Communications》，2025年第16卷第1476篇，DOI为：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56674-4。
这项研究聚焦于细胞周期调控的核心元件之一——Cyclin Dependent Kinase 2（CDK2），一种在肿瘤细胞增殖中发挥重要作用的激酶。近年来，CDK2作为抗癌治疗的靶点受到广泛关注。然而，对CDK2抑制剂的细胞学响应仍然存在很大的异质性，仅有少数肿瘤模型表现出对CDK2的高度依赖性。这种依赖性与细胞周期调控基因如 p16ink4a 和 Cyclin E1 的表达紧密相关。已有研究表明，CDK2的失活能够通过G1期或G2/M期的阻滞影响癌细胞的增殖。本研究的目的在于系统地探索肿瘤背景如何调控对CDK2抑制剂的响应机制，并通过生物标志物和药物联合策略优化治疗手段。
这项研究分为多个阶段，采用了细胞系依赖性分析、药理学测试、基因编辑筛选和动物实验等方法。以下是研究的具体步骤：
1. 肿瘤模型的细胞周期依赖性分析
研究团队利用依赖图谱（DepMap）数据库，基于基因删除后细胞适应性评分 (Chronos Score) 对1100种癌细胞系的CDK和Cyclin依赖性作了聚类分析。数据划分出六个亚群，其中Cluster 3的肿瘤细胞系（如卵巢癌和子宫内膜癌）表现出对CDK2和Cyclin E1的高度依赖性，而其他亚群对其他CDK（如CDK4/6）或忽略CDK具有不同依赖关系。
2. CDK2抑制剂INX-315的药理学研究
研究选用了选定的CDK2依赖性细胞系（如MB157和Kuramochi）研究INX-315的影响。进一步的试验通过流式细胞术、实时成像工具（如PIP-FUCCI荧光报告系统）测量了抑制剂作用下的细胞增殖活性和细胞周期变化。在药物浓度梯度下，研究记录了从G1/S期阻滞到4N DNA集聚（G2/M阻滞）的剂量依赖性行为。
3. CRISPR筛选与基因依赖性验证
研究采用全基因组CRISPR筛选法鉴定对INX-315响应显著的基因。结果显示，CDK2缺失是驱动对INX-315耐药的主要事件，进一步实验通过基因敲除和RNA干扰（RNAi）验证了这种依赖关系。此外，研究也发现诸如FoxM1和Cyclin B1等G2/M调节因子对CDK2抑制剂具有协同作用。
4. 联合药物筛选与体内实验
为探索药物联合使用的治疗前景，研究团队在多个CDK2非依赖性细胞系中筛选了多种药物，结果表明CDK4/6抑制剂Palbociclib能与INX-315共同发挥协同作用。进一步的动物模型试验验证了联合用药在抑制肿瘤生长中的显著效果。
以下是研究中获得的主要结果及其数据支持：
1. CDK2依赖与细胞周期调控的多样性
DepMap数据揭示，尽管CDK2在细胞周期中有广泛作用，仅有Cluster 3对CDK2表现出高度依赖。即便是广泛参与细胞周期调控的Cyclin A2，其失活对几乎所有细胞系的增殖都产生影响。
2. INX-315对CDK2依赖模型的显著响应
在CDK2高度依赖的MB157等细胞系中，低浓度INX-315阻断G1/S转换，而高浓度药物引导细胞至G2/M阻滞，这种效应伴随着RB去磷酸化和Cyclin B1表达下调。体内实验同样显示INX-315可有效抑制MB157移植瘤的生长。
3. INX-315在非依赖模型中的G2/M阻滞作用
较高浓度的INX-315在CDK2非依赖细胞系（如MCF7）中亦可发挥作用，但主要表现为G2/M阻滞，其分子特征包括CDK1 Tyr15抑制性磷酸化的增强及Cyclin B1的累积。
4. p16ink4a与Cyclin E1的协同作用
研究发现，p16ink4a和Cyclin E1的共表达是对CDK2抑制剂INX-315高度敏感的重要标志物。这种协同作用在RB活化和E2F靶基因抑制中发挥核心作用。
5. 联合用药的治疗潜力
在多个模型中，CDK4/6抑制剂Palbociclib和INX-315的联合使用显著增强了抗增殖效应。这种协作通过全周期性抑制实现，并导致DNA复制崩溃。
本文研究厘清了CDK2抑制剂作用的异质性调控机制：对高度依赖CDK2的肿瘤模型，INX-315通过RB依赖型G1阻滞发挥显著治疗效应；而在非依赖模型中，该抑制剂通过G2/M阻滞有限地抑制细胞扩散。研究提出，p16ink4a和Cyclin E1共表达为INX-315治疗敏感性的重要生物标志物。此外，联合CDK4/6和CDK2抑制剂的组合策略为扩大CDK2抑制剂的适应症范围提供了新的方向。
本文提供了明确的证据基础以优化CDK2抑制剂的临床开发，尤其是针对p16ink4a和Cyclin E1高表达患者。此外，联合药物策略对于提高治疗非CDK2依赖性肿瘤的疗效具有实际价值。作为癌症治疗领域的重要进展，这项研究或将促进下一代小分子抗癌药物的研发与应用。