今天为大家解读一项发表于肿瘤领域顶级期刊Nature Cancer的研究，标题为“CDK10 suppresses nucleic acid sensors-mediated antitumor immunity”。该研究聚焦于肿瘤免疫逃逸机制，首次揭示了细胞周期蛋白依赖性激酶10（CDK10）作为肿瘤免疫监视的关键抑制因子，通过磷酸化DNMT1和RAP80，阻断细胞内双链RNA（dsRNA）和R-loop的积累，从而抑制MDA5和cGAS介导的天然免疫通路激活，最终促进肿瘤免疫逃逸。

该研究由武汉大学研究院张金方团队主导完成，谱度众合提供了关键的IP-MS蛋白互作组研究解决方案，从1280种候选蛋白中成功筛选并鉴定出CDK10的两个关键下游底物——DNMT1和RAP80，为解析“CDK10-DNMT1/RAP80-天然免疫通路”这一复杂的调控网络提供了核心分子证据。在此基础上，研究团队还筛选出NVP-AST487和ponatinib两款高选择性的CDK10抑制剂，证实其可重塑免疫活性肿瘤微环境，显著增强PD-1抑制剂的治疗效果。该发现极大地拓展了人们对CDK10在肿瘤中生物学功能的认识，不仅为免疫治疗耐药肿瘤提供了新的治疗靶点和联合治疗策略，也提示CDK10具备作为免疫治疗响应预测生物标志物的潜力。

本研究采用“体内CRISPR筛选-多组学互作验证-分子机制解析-药物开发转化”的系统性研究策略：

❶ 体内筛选：利用小鼠激酶组CRISPR文库，分别在免疫正常及免疫缺陷小鼠体内进行筛选，锁定CDK10为关键的免疫逃逸驱动因子。

❷ 免疫微环境分析：结合单细胞转录组测序（scRNA-seq）和流式细胞术，发现CDK10缺失可显著增加肿瘤内CD8+T细胞浸润并重塑髓系细胞表型。

❸ 互作蛋白与底物筛选：利用谱度众合提供的IP-MS蛋白互作组研究解决方案，在全蛋白组层面筛选CDK10的结合蛋白及磷酸化底物，精准锁定DNMT1和RAP80。

❹ 机制验证：通过点突变、体外激酶实验及功能挽救实验，阐明CDK10通过磷酸化DNMT1（S954位点）和RAP80（S379位点）抑制dsRNA及R-loop积累的具体机理。

❺ 药物转化：筛选并鉴定CDK10抑制剂（如Ponatinib等），在多种小鼠模型中评估其与PD-1抗体的联用效果。

研究团队利用小鼠激酶组CRISPR-Cas9文库进行体内筛选，通过对比免疫功能正常（BALB/c WT）与免疫缺陷（BALB/c nude）小鼠的肿瘤生长情况，首次发现并鉴定了CDK10是肿瘤免疫逃逸的关键驱动因子。体内实验证实，在免疫功能正常的小鼠中，敲除Cdk10显著抑制了CT26结肠癌和B16F10黑色素瘤的生长，而在免疫缺陷小鼠中则无此抑制效果，表明CDK10的促肿瘤功能依赖于完整的免疫系统。

进一步的scRNA-seq与流式细胞术分析显示，CDK10缺失重塑了肿瘤微环境，显著增加了肿瘤浸润CD8+细胞毒性T细胞和NK细胞的丰度及功能活性（IFNγ、TNF和GZMB表达上调），将“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤。

（2）CDK10抑制核酸传感器介导的先天免疫反应

通过整合RNA-seq与定量蛋白质组学数据，研究发现CDK10缺失的肿瘤细胞在基因转录水平和蛋白质表达水平上，均呈现出高度一致的变化趋势：与先天免疫反应及病毒防御相关的基因表达显著上调。机制研究发现，CDK10的缺失导致TBK1和IRF3的磷酸化水平显著升高，进而激活下游干扰素刺激基因（ISGs）。

对关键核酸感应通路组件进行敲除筛选后发现，cGAS-STING和MDA5通路是CDK10缺失引发免疫激活的必经之路。同时敲除cGAS和MDA5可完全逆转CDK10缺失带来的抗肿瘤效应，证实CDK10通过抑制这两条核酸感应通路维持肿瘤的免疫逃逸状态。

为深入解析CDK10抑制先天免疫的下游分子机制，研究团队利用谱度众合提供的IP-MS蛋白互作组研究解决方案，成功捕获到CDK10的首个关键底物DNMT1。体外激酶实验与点突变验证证实，CDK10可直接磷酸化DNMT1的S954位点，该修饰是维持DNMT1蛋白稳定性的关键。CDK10缺失导致DNMT1降解，引发内源性逆转录病毒（ERVs）的表观遗传去抑制，促使胞质内长链dsRNA积累，进而激活MDA5介导的先天免疫通路。

但进一步研究发现，仅敲除DNMT1只能部分逆转CDK10缺失带来的免疫激活效应，无法解释CDK10对cGAS-STING通路的抑制作用——此前机制验证已明确，CDK10缺失可同时激活MDA5和cGAS两条通路，而DNMT1仅对应dsRNA-MDA5轴，cGAS通路的抑制靶点仍未明确，因此需要继续筛选CDK10的其他互作蛋白。

（4）CDK10通过在丝氨酸379位点上磷酸RAP80限制R-loop积累

基于DNMT1机制的局限性，研究团队进一步通过IP-MS蛋白互作组研究解决方案扩大筛选范围，从1280种候选蛋白中鉴定出另一关键底物RAP80，其与DNMT1共同构成CDK10的双重抑制网络。

体外激酶实验与互作验证证实，CDK10可磷酸化RAP80的S379位点，增强其与BRCA1的结合能力，进而强化RAP80对R-loop（DNA-RNA杂合链）积累的抑制作用。CDK10缺失导致RAP80功能受损，核内R-loop水平显著升高并溢出至胞质形成RNA-DNA杂合链。这些杂合链正是cGAS的特异性激活配体，可直接触发cGAS-STING通路激活，上调TBK1-IRF3磷酸化及ISGs表达。

功能挽救实验进一步表明，仅野生型RAP80或磷酸化模拟突变体（S379D）能逆转CDK10缺失引发的R-loop积累和cGAS-STING激活，而磷酸化缺陷突变体（S379A）无此效果，明确了RAP80是CDK10调控cGAS-STING通路的关键介质。

（5）高通量筛选发现CDK10特异性抑制剂

为推进机制向临床转化，研究团队基于1420种小分子化合物文库及110种已获批激酶抑制剂文库进行筛选，最终确定NVP-AST487和ponatinib为高选择性CDK10抑制剂。它们可剂量依赖性抑制CDK10活性，降低DNMT1稳定性，增加dsRNA/R-loop积累，激活TBK1-IRF3通路，且对其他CDK家族成员（如CDK2、CDK4/6）抑制活性较弱。安全性评估显示，在有效剂量下对小鼠体重、血常规及肝脾肺结肠组织无明显毒性。

（6）CDK10抑制剂增强免疫检查点阻断治疗效果

为验证CDK10抑制剂的临床应用价值，需评估其与免疫检查点阻断治疗的协同效果。在小鼠模型中，ponatinib或NVP-AST487与抗PD-1抗体联合治疗的肿瘤生长抑制效果显著优于单药治疗，可大幅提升生存率，联合治疗组肿瘤中CD8+T细胞浸润及细胞毒性亚群比例进一步升高，IFNγ、TNF、GZMB等细胞因子分泌增加。在AOM/DSS诱导的结直肠癌模型中，CDK10条件敲除小鼠对PD-1抑制剂的响应率也显著提高，证实该策略在自发肿瘤模型中具备治疗潜力。

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研究结论

本研究首次揭示了“CDK10-DNMT1/RAP80-核酸感应器”介导的肿瘤免疫逃逸机制：在肿瘤细胞内，CDK10作为关键的上游激酶，通过磷酸化修饰DNMT1和RAP80来维持其蛋白稳定性或功能，进而抑制内源性逆转录病毒（ERVs）来源的双链RNA（dsRNA）以及基因组R-loop的异常积累；这一作用有效阻断了MDA5和cGAS-STING这两大胞内核酸感应通路的激活，限制了I型干扰素及趋化因子的释放，从而导致CD8+T细胞浸润匮乏的免疫抑制微环境。

研究打破了既往对于CDK激酶家族主要调控细胞周期的传统认知，明确了CDK10在抑制先天免疫及肿瘤免疫监视中的核心地位，证实了通过遗传学或药理学手段（如使用Ponatinib）抑制CDK10，可成功将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”并协同增强抗PD-1疗法的效果，为克服临床免疫检查点阻断治疗（ICB）耐药性提供了全新理论依据，同时也为癌症免疫治疗提供了新的分子靶点和联合治疗策略。