肺鳞状细胞癌（LUSC）作为非小细胞肺癌的主要亚型，占肺癌总发病率的30%以上，其高侵袭性、低早期诊断率和有限的靶向治疗选择，导致患者5年生存率长期徘徊在15%以下。在遗传突变靶点有限的情况下，表观遗传调控逐渐成为肿瘤研究的新焦点。香港城市大学、中国医学科学院北京协和医学院、西安交通大学第一附属医院和西北大学的联合团队通过多组学整合分析，首次揭示增强子重编程驱动PTPRZ1异常激活的致癌机制，为肺鳞癌提供了全新治疗靶点。海星生物（HySigen）提供的NCI-H520细胞hPTPRZ1基因敲除株（CGKO-M2278），凭借稳定的基因编辑效果和贴合临床的细胞背景，成为该研究中功能验证的核心工具，加速了关键致癌基因的机制解析。
一、核心研究方法
本研究采用“表观遗传筛选-候选基因鉴定-功能验证-机制解析”的层层递进策略，整合多组学技术与分子生物学实验，全面揭示增强子重编程调控PTPRZ1的致癌网络：
1.多组学测序
收集59对LUSC患者的肿瘤与癌旁正常组织进行染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）和转录组测序（RNA-seq），通过差异分析鉴定出3447个肿瘤特异性增强子（SOEs），并发现其富集核心转录因子（SOX2/TP63/KLF5/GRHL2）结合。随后，利用染色质可及性测序（scATAC-seq）证明SOEs仅特异性地在肿瘤样鳞状细胞簇中活跃。通过整合SOEs、细胞特异性开放区域及共表达分析，层层筛选出关键癌基因PTPRZ1。最后，通过空间转录组分析发现其配体MDK在小鼠肿瘤区域共表达，并利用CellPhoneDB验证互作。
2.功能验证
基因敲除细胞模型：采用海星生物NCI-H520细胞hPTPRZ1基因敲除株（KO组）及对应的野生型NCI-H520细胞（WT组）作为核心实验模型。NCI-H520细胞源于人肺鳞癌患者原发性肿瘤，具有p53突变、EGFR通路异常等典型分子特征，是肺鳞癌机制研究的理想模型。
细胞功能实验：增殖实验、迁移与侵袭实验、克隆形成实验。
体内成瘤实验：将WT组、KO组及OE组NCI-H520细胞分别接种于裸鼠背部皮下，每隔3天测量肿瘤体积，4周后处死小鼠并剥离肿瘤组织，称重并进行病理分析。
二、核心研究结论
结论一：PTPRZ1是LUSC细胞增殖、迁移所必需的癌基因
临床样本IHC和RNA-seq分析均显示，PTPRZ1在LUSC肿瘤中特异性高表达（图4A, B），且在多种LUSC细胞系中高表达，而在正常上皮细胞中不表达（图4C）。为了验证其功能，研究团队使用了海星生物提供的H520 PTPRZ1-KO细胞（CGKO-M2278）进行功能缺失实验，CCK-8和克隆形成实验均表明，敲除PTPRZ1能显著抑制LUSC细胞的增殖能力（图4D-F）。相反，在低表达PTPRZ1的H226细胞中过表达该基因，则能促进细胞增殖和迁移（图4G-H）。这些数据在细胞水平明确证实了PTPRZ1的致癌作用。
结论二：体内实验强力证实PTPRZ1是LUSC肿瘤生长的关键驱动因子
将PTPRZ1敲除的HCC95细胞（使用CRISPR-Cas9构建）接种于免疫缺陷小鼠皮下。与对照组相比，PTPRZ1-KO组的肿瘤生长被显著抑制，体积减少约70%，重量下降近3倍（图5A-C）。肿瘤组织切片Ki-67染色显示，KO组肿瘤细胞增殖活性明显降低（图5D）。使用海星生物现货KO细胞株（H520 PTPRZ1-KO） 进行的体内实验也观察到一致的肿瘤生长抑制趋势（图S11）。这些强有力的体内数据，将PTPRZ1推向了LUSC关键驱动基因和潜在治疗靶点的位置。
结论三：MDK是PTPRZ1的特异性配体，二者在肿瘤微环境中空间共定位
PTPRZ1作为膜受体，其功能依赖于配体激活。利用高分辨率空间转录组技术，研究者绘制了LUSC肿瘤微细胞图，并观察到PTPRZ1特异性表达于肿瘤细胞富集的区域（图6A）。通过CellPhoneDB软件分析细胞间互作，发现Midkine（MDK）是PTPRZ1最显著的配体，两者在肿瘤区域共定位（图6A, B）。机制上，外源添加重组MDK可诱导PI3K磷酸化，而这一效应在PTPRZ1敲除细胞中被完全消除（图6C），证明MDK-PTPRZ1-PI3K是一条完整的致癌信号轴。临床数据分析显示，MDK高表达与LUSC患者不良预后相关（图6D）。使用MDK抑制剂处理LUSC细胞，能有效抑制其增殖（图6E），为靶向该轴提供了临床前依据。
三、研究意义与转化价值
本研究通过多组学整合分析，首次揭示了增强子重编程在肺鳞癌中的关键作用，鉴定出PTPRZ1作为肿瘤特异性增强子驱动的核心致癌基因，阐明了MDK-PTPRZ1-PI3K/AKT的完整致癌通路。这一发现不仅丰富了肺鳞癌表观遗传调控的分子机制，更为临床治疗提供了全新的靶向方向——针对PTPRZ1的抑制剂、MDK-PTPRZ1相互作用阻断剂或PI3K/AKT通路抑制剂，均可能成为治疗肺鳞癌的有效策略。
海星生物（HySigen）的NCI-H520细胞hPTPRZ1基因敲除株，凭借精准的基因编辑效率、稳定的细胞生物学特性和贴合临床的肿瘤模型背景，为该研究的功能验证提供了关键支撑。这类现货KO细胞可直接应用于肿瘤机制研究、药物筛选等场景，大幅缩短实验周期，降低研究成本。未来，基于本研究的发现，可进一步开发PTPRZ1靶向药物，并利用NCI-H520细胞模型进行临床前药物活性验证，加速肺鳞癌精准治疗的转化进程。同时，本研究建立的“增强子重编程-致癌基因鉴定-通路解析”的研究范式，也为其他实体瘤的表观遗传机制研究提供了重要参考。
