癌症研究领域长期面临的关键挑战是如何在恶性转化早期识别特异性靶点，既能有效阻断癌变进程，又避免对正常组织的毒性。传统二维培养模型与体内微环境的差异，使得许多在平板培养中发现的靶点难以转化应用。膀胱癌(BLCA)作为全球发病率持续上升的恶性肿瘤，其独特的"场癌变"现象和频繁复发特性，使其成为研究癌症早期干预的理想模型。

美国Cedars Sinai医学中心Dan Theodorescu团队在《Cell Death and Disease》发表的研究，创新性地利用永生化非致瘤性膀胱上皮细胞HBLAK的三维(3D)培养体系，通过CRISPR-Cas9全基因组筛选技术，发现丝裂原活化蛋白激酶MAPK1是调控3D特异性生长的核心枢纽。该研究不仅揭示了MAPK1在膀胱癌发生中的关键作用，还证实口服ERK1/2抑制剂Ulixertinib能显著抑制肿瘤生长，为癌症精准预防提供了新策略。

研究采用Bassik实验室开发的DTKP（Drug targets, kinase and phosphatases）CRISPR文库（靶向2,333个基因），在HBLAK细胞的2D和3D培养体系中平行筛选。通过TCGA-BLCA队列、GSE3167微阵列数据集和人类蛋白图谱进行临床相关性验证，并利用UMUC3/UMUC6膀胱癌细胞系构建shRNA敲降模型和裸鼠异种移植模型。关键实验还包括组织微阵列免疫组化、MetMap 500转移潜能分析，以及Ulixertinib的药物敏感性测试。

3D CRISPR筛选揭示生长模式特异性基因
研究团队首先证实HBLAK细胞虽能形成3D球体，但缺乏软琼脂克隆形成能力和体内致瘤性，是研究早期转化事件的理想模型。通过比较2D与3D培养条件下的基因缺失表型，鉴定出85个3D生长特异性依赖基因，这些基因富集于激酶活性（如MAPK1、MAP2K2）和跨膜转运等通路。

MAPK1的临床转化价值验证
在24个核心基因中，MAPK1展现出最强的临床相关性：在GSE3167队列中，其表达从正常尿路上皮到原位癌(CIS)和肌层浸润性膀胱癌(MIBC)逐步升高；TCGA数据显示其表达与肿瘤分期正相关。人类蛋白图谱证实MAPK1蛋白在膀胱癌组织显著高表达，且与患者不良预后相关。

机制研究与治疗验证
研究发现3D培养的癌细胞MAPK1 mRNA和蛋白水平均显著高于2D条件。shRNA敲降MAPK1选择性抑制3D生长，竞争性生长实验显示敲降细胞在14天内被野生型细胞完全取代。更重要的是，口服Ulixertinib（100 mg/kg）治疗5天即可持久抑制异种移植瘤生长至38天，且对HBLAK细胞的3D生长同样有效，证实其预防潜力。

这项研究开创性地将3D培养筛选与癌症预防研究相结合，证实MAPK1是连接细胞永生化和恶性转化的关键节点。Ulixertinib的治疗效果为临床转化提供直接证据，其独特的长效抑制作用提示间歇给药可能实现癌症预防。该策略可扩展至其他MAPK1高表达肿瘤（如肝细胞癌和黑色素瘤），为精准预防医学树立了新范式。研究还凸显了3D模型在模拟肿瘤微环境和发现特异性靶点方面的不可替代价值，为抗肿瘤药物开发提供了新思路。