TAM受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與腫瘤發(fā)生發(fā)展關(guān)系研究進展①

陳秋莉 綜述 徐元宏 李 濤 審校

(安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗科，合肥230022)

TAM受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與腫瘤發(fā)生發(fā)展關(guān)系研究進展①

陳秋莉 綜述 徐元宏 李 濤 審校

(安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗科，合肥230022)

TAM最初是由LOREN C.SKOW發(fā)現(xiàn)，其定位于小鼠7號性染色體上，與哺乳動物的性功能有關(guān)。在1991年發(fā)現(xiàn)了TAM受體亞家族的第一個成員AXL，隨后在1994年先后發(fā)現(xiàn)了Tyro3和Mer有相同的結(jié)構(gòu)域。TAM受體廣泛表達于多種血液系統(tǒng)及上皮細胞中，是RTKs家族中唯一一個需要跨膜脂蛋白復(fù)合物激活的亞家族，通過GAS6與凋亡細胞膜表面的PtdSer結(jié)合來激活巨噬細胞上的MERTK。在腫瘤中，自分泌和旁分泌的配體和凋亡細胞為腫瘤細胞提供了一個增殖信號及抗炎癥反應(yīng)和免疫抑制的微環(huán)境，因此，TAM 受體具有促進腫瘤細胞的增殖、化學(xué)抵抗和遷移的潛力。

1 TAM 受體分子結(jié)構(gòu)與配體識別

TAM受體均為單次跨膜受體，胞內(nèi)具有酪氨酸激酶活性的催化區(qū)，胞外是配體結(jié)合區(qū)域，主要包括3個成員：TYRO3、AXL和MERTK，他們具有相同的配體：GAS6和PROS1。TAM RTKs結(jié)構(gòu)相似，從細胞外的N末端到細胞質(zhì)內(nèi)的C末端，這些受體都有2個Ig樣區(qū)域，2個FNIII區(qū)域，疏水的跨膜區(qū)和1個酪氨酸激酶區(qū)域。Ig樣結(jié)構(gòu)由7～9個反向平行的β鏈構(gòu)成，而FNIII區(qū)域的所有β鏈結(jié)構(gòu)有相似的Ig折疊。2個Ig樣區(qū)域與TAM配體相互作用，GAS6的層連蛋白G分別與Axl的2個Ig樣區(qū)域結(jié)合，形成了兩種GAS6-Axl受體配體偶聯(lián)方式，其中最主要的是GAS6的第一個層連蛋白G與Axl的第一個Ig樣區(qū)域結(jié)合，同時GAS6的第一個層連蛋白G也可以與Axl的第二個Ig樣區(qū)域結(jié)合。GAS6與磷酯酰絲氨酸(PtdSer) 結(jié)合，激活巨噬細胞表面的MERTK，改變凋亡細胞凋亡時的表面結(jié)構(gòu)。GAS6可以與TAM亞家族的3個成員結(jié)合，與AXL和Tyro3的親和力要比MERTK強[1]。PROS1可以激活Tyro3和MERTK，但是不能激活A(yù)XL[2]。見圖1。

1.1 TAM受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 根據(jù)TAM受體和配體結(jié)合的不同，主要有3條TAM受體信號通路。

1.1.1 GAS6/AXL 信號通路 GAS6與AXL的細胞外區(qū)域結(jié)合形成Gas6/Axl二聚體復(fù)合物，導(dǎo)致AXL細胞內(nèi)酪氨酸酶區(qū)域的酪氨酸殘基自身磷酸化，增強了AXL復(fù)合物的酪氨酸結(jié)合位點的磷酸化活性。AXL在細胞內(nèi)共有3個自身磷酸化位點：Y779、Y821、Y866，AXL的第821位的酪氨酸(Y821)是多底物結(jié)合位點，可與PI3K 的p85亞單位、PLC-γ、Grb2、c-Src和Lck相互作用，AXL的Y779也具備結(jié)合p85蛋白的能力，而Y866 則是PLC-γ的另一個結(jié)合位點[3]。PI3K及絲氨酸蛋白酶Akt的激活是AXL信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中的重要事件，可將AXL與下游信號通路聯(lián)系起來，Gas6/Axl/PI3K/Akt信號通路通過多種機制來防止細胞凋亡，尤其是AXL激活雷帕毒素(mTOR)信號通路的核糖體蛋白質(zhì)S6激酶(S6K)并且磷酸化介導(dǎo)細胞死亡或者壞死的BCL-2相關(guān)的激動劑(促凋亡蛋白)[4]。Akt抑制促凋亡蛋白caspase 3并且磷酸化NF-κB， 增加抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL的表達[5]。

圖1 TAM受體和配體的結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of TAM receptors and ligands

此外，Akt還可以通過Gas6/Axl信號通路使αIIbβ3整合素磷酸化[6]。

1.1.2 Tyro3 信號通路 Tyro3與AXL在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)上有很多相似性，首先，它們都可以在不與配體結(jié)合的情況下通過過量表達發(fā)生自身的二聚化及磷酸化。另外，Tyro3也可被Gas6激活，PI3K的p85亞單位可與Tyro3結(jié)合。近來，在與自體的B淋巴樣干細胞有關(guān)的多發(fā)性骨髓瘤基因表達微陣序列的研究中發(fā)現(xiàn)Tyro3的超表達[7]。在原發(fā)性惡性漿細胞性白血病和多發(fā)性骨髓瘤患者中也發(fā)現(xiàn)了Tyro-3 mRNA的轉(zhuǎn)錄[8]。

1.1.3 Mer信號通路 胞外域的人類集落刺激因子1(CSF-1)與MERTK胞內(nèi)域結(jié)合形成嵌合體，CSF-1可以誘導(dǎo)MERTK自身磷酸化，引起NIH 3T3結(jié)構(gòu)變化，并且激活PLC-γ、PI3K和p70S6激酶，募集Grb2和Shc向Raf-1趨化，促進Erk的活化作用。細胞外的CD8分子和細胞內(nèi)的MERTK形成一個持續(xù)激活的MERTK的嵌合體，MERTK嵌合體使Ba/F3促B淋巴細胞有了IL-3依賴型表型，同時Grb2、MEK1、Erk 和 PI3K信號通路也被激活。

2 TAM與腫瘤的關(guān)系

TAM受體和配體在多種實體腫瘤和血液系統(tǒng)惡性腫瘤中表達明顯增強，并且都與不良預(yù)后有關(guān)。在上皮細胞、成纖維細胞、浸潤性免疫細胞可溶的信號因子(趨化因子、細胞因子等)和細胞外基質(zhì)等腫瘤微環(huán)境中，都可以促進腫瘤的轉(zhuǎn)化、增殖、浸潤和免疫耐受。近年來，腫瘤浸潤性免疫細胞成為腫瘤生物學(xué)研究的熱點，TAM可以促進腫瘤的轉(zhuǎn)化、增殖和遷移，CD8+淋巴細胞浸潤可以抑制腫瘤細胞凋亡[9]，M2極化的TAM可以上調(diào)間充質(zhì)干細胞的標(biāo)記增強腫瘤細胞的增殖和遷移[10]。

2.1 TAM與卵巢癌 有研究發(fā)現(xiàn)，在卵巢癌SKOV3/TR細胞中，二甲雙胍可以降低Tyro3和Axl的mRNA和蛋白質(zhì)表達水平，同時也抑制了Axl啟動子的活性，進而抑制SKOV3/TR細胞的增殖能力，二甲雙胍還通過抑制Tyro3和Axl RTKs的表達，導(dǎo)致下游因子的失活，減少抗凋亡蛋白的分泌，促進腫瘤細胞的凋亡。這說明Tyro3和Axl可以作為二甲雙胍抗卵巢癌細胞增殖的治療靶點[11]，二甲雙胍療法也成為一種治療化學(xué)抵抗性卵巢癌潛在的治療方法。Lee[12]也發(fā)現(xiàn)在紫杉酚抵抗型SKOV3/TR細胞中，Tyro3的表達是增強的，而Axl和Mertk表達降低，用SiRNA敲低SKOV3/TR細胞中的Tyro3后可使其對紫杉酚敏感，因此，下調(diào)Tyro3及其下游信號通路蛋白的表達可以幫助卵巢癌患者克服化療中紫杉醇抵抗。

2.2 TAM與乳腺癌 有研究發(fā)現(xiàn)，Axl通過增加Ki-67的表達和提高有絲分裂頻率，增強腫瘤細胞的增殖能力，敲除Axl后抑制了乳腺癌和前列腺癌異種移植物模型腫瘤的增殖[13]。Axl通過促進血管生成來上調(diào)細胞增殖基因的表達，Axl的表達也與血管增生指數(shù)有關(guān)，這與微血管密度和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)在促血管生成方面的作用是相似的，所以Axl可能是一種促血管生成因子。在體內(nèi)，Axl的表達在血管生成中起著重要作用，在一些乳腺癌模型中，Axl抑制劑抑制腫瘤細胞血管生成。在HUVEC 細胞系中，下調(diào)Axl的表達可以抑制腫瘤血管的生成，此外，Axl的表達可能會激活PI3K/Akt信號通路來刺激腫瘤血管生成[14]。Al Saleh等[15]發(fā)現(xiàn)用siRNA沉默MCF7 乳腺癌細胞系中的ER可以上調(diào)Axl基因的表達，說明Axl的表達與ER基因的缺乏有關(guān)。所以，在乳腺癌中，Axl的表達與高組織分級、腫瘤細胞增殖、基礎(chǔ)樣表型(BLP)、腫瘤相關(guān)的血管生成有關(guān)[16]。有研究發(fā)現(xiàn)，在MDA-MB 231乳腺癌細胞株中敲低Mertk的表達可以降低吞噬細胞的吞噬作用，并證實短暫的或者持續(xù)的MERTK的表達可以激活凋亡細胞的清除能力，此外，凋亡細胞通過MERTK可以誘導(dǎo)PD-L1的表達，這表明腫瘤細胞可以通過MERTK介導(dǎo)的免疫抑制機制來調(diào)控細胞凋亡。MERTK是聯(lián)系腫瘤表達和胞葬作用的重要分子，當(dāng)超表達時便成為腫瘤的促進因子。

2.3 TAM與結(jié)直腸癌 結(jié)腸癌的危險因子不僅包括遺傳基因的突變?nèi)鏏PC、MHL1/MSH2，6/PMS2、LKB1和PTEN等，還與炎癥有關(guān)。炎癥的范圍擴大和持續(xù)時間長會增加患結(jié)直腸癌癥的風(fēng)險。比如，左半結(jié)腸炎或者全結(jié)腸炎的患者在20年后的結(jié)直腸癌的幾率是8%，30年后是18%[17]。TAM信號通路在結(jié)直腸炎癥中起著負向調(diào)節(jié)炎癥、去除凋亡細胞和潛在誘導(dǎo)組織修復(fù)的功能[18]。通過結(jié)腸鏡可以看到，Axl-/-Merk-/-的小鼠的結(jié)腸潰瘍、水腫等更嚴(yán)重，同時，Axl-/-Merk-/-的小鼠的Ly6G+中性粒細胞的凋亡、IFN-γ和TNF-α產(chǎn)生增加。然而，近期Bosurgi等[19]的研究發(fā)現(xiàn)，即使Axl和Merk是一些腫瘤的原癌基因，但是他們在結(jié)直腸癌相關(guān)腫瘤的發(fā)展中起到保護作用。他們發(fā)現(xiàn)在結(jié)腸壁上，Axl和Mertk通過凋亡中性粒細胞的吞噬作用及抑制因子的產(chǎn)生來阻止結(jié)腸炎的發(fā)生，而Axl和Mertk的在結(jié)直腸癌中的抑癌作用適合其在炎癥中的作用息息相關(guān)。所以Axl和Mertk在結(jié)直腸癌中的作用仍需要進一步的研究。

2.4 TAM與血液系統(tǒng)腫瘤 TAM受體在成熟的造血組織-骨髓中高表達，參與造血功能的調(diào)節(jié)。TAM受體在自然殺傷細胞(Nature killercell，NK)的分化、成熟與功能中起著重要作用。在慢性淋巴細胞白血病(Chronic lymphocytic leukemia,CLL)中，B細胞表達在分化水平上激活A(yù)xl，而Axl的表達與p53的功能狀態(tài)有關(guān)[20]。與正常B細胞相比，CLL中的B細胞超表達Tyro3而不是Mer，與Axl一樣，Tyro3在CLL的B細胞中構(gòu)成磷酸化的RTK[21]，這說明在CLL的B細胞轉(zhuǎn)導(dǎo)生存信號過程中，Tyro3和Axl的相互作用起著重要的作用，但是Tyro3的表達在CLL的B細胞中的確切功能仍需要進一步的研究。如，在人類淋巴細胞和骨髓白血病細胞中發(fā)現(xiàn)MERTK的異位表達，而成熟的淋巴細胞和淋巴樣骨髓前體細胞中缺乏MERTK[22，23]。在30%～50% 兒童BLL和TLL患者中發(fā)現(xiàn)MERTK大量表達，在70%～90%兒童和成人AML患者及一些多發(fā)性骨髓瘤患者中也發(fā)現(xiàn)了MERTK的大量表達[24]。相比之下，AXL在ALL中表達較少[25]，但是在AML、CLL[26]和CML中廣泛表達。此外，TYRO3 mRNA 和GAS6 在一些白血病患者中超表達[27]。

2.5 TAM與其他腫瘤 基因編碼的ATM RTK很少發(fā)生突變或者擴增，在一些膠質(zhì)細胞瘤和胃癌中染色體9q13.1 的擴增會增加AXL的表達[28]。但是也發(fā)現(xiàn)一部分點突變(比如黑色素瘤患者的MERTK-P802S[29])和染色體易位(比如肺腺癌患者中的AXL-MAP3K12)產(chǎn)生的融合基因，這些突變基因的功能目前還不是很清楚，但是在一些腫瘤中，單一的TAM RTKs的異位或者超表達就足以導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

3 展望

綜上所述，TAM 受體家族由于其表達廣泛而受到人們的廣泛關(guān)注，它的特點是對胚胎發(fā)育沒有影響，在幼年個體中的功能不明顯，只有成年基因敲除小鼠表現(xiàn)出多種疾病，因此，基因敲除小鼠為研究這些疾病的發(fā)病機理及探索治療途徑提供了理想模型。近年來，構(gòu)建TAM RTKs抑制劑小鼠模型用來治療癌癥等多種疾病成為熱點，這些信號通路中的酶是潛在的抗腫瘤治療的靶點，雖然長期持續(xù)抑制TAM RTKs家族受體有很大的副作用，但是針對癌癥疾病的短期的階段式的抑制治療的可行性仍值得我們進一步的探索。在人類腫瘤中，TAM RTK表達的腫瘤細胞和浸潤的天然免疫細胞都被自分泌或者旁分泌的配體激活并且與廣泛存在死亡細胞表面的PtdSer。治療型的TAM RTK抑制劑可能先會使腫瘤細胞敏感，然后通過化學(xué)療法、輻射或者靶點治療來殺死腫瘤細胞，這可能會產(chǎn)生更強的先天性免疫應(yīng)答，與免疫靶點抑制劑結(jié)合后會增強免疫治療的效果。如果這些聯(lián)合治療應(yīng)用于抗腫瘤轉(zhuǎn)移的臨床治療中，那么他們也會為早期腫瘤患者提供一種新的治療方法。

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[收稿2016-01-21 修回2016-03-16]

(編輯 張曉舟)

10.3969/j.issn.1000-484X.2016.12.034

①本文為國家自然科學(xué)基金(30801088，81201488，81571572)和衛(wèi)生部應(yīng)用研究項目(2012-50)。

陳秋莉(1990年-)，女，在讀碩士，主要從事抗感染免疫和腫瘤免疫方面的研究。

及指導(dǎo)教師：李 濤(1974年-)，男，副主任技師，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事抗感染免疫與腫瘤免疫研究，E-mail:1974medical@126.com。

R392.1 R73 R349.5

A

1000-484X(2016)12-1874-04