盤狀結(jié)構(gòu)域受體1在消化系統(tǒng)腫瘤中的表達(dá)及其意義

楊佳純　孟燕旎　徐雷鳴

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院消化內(nèi)科(200092)

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盤狀結(jié)構(gòu)域受體1在消化系統(tǒng)腫瘤中的表達(dá)及其意義

楊佳純孟燕旎徐雷鳴*

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院消化內(nèi)科(200092)

摘要盤狀結(jié)構(gòu)域受體1(DDR1)作為一種受體酪氨酸激酶(RTKs)在諸多腫瘤中表達(dá)異常，參與腫瘤的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移等過程，有望成為腫瘤治療的潛在目標(biāo)。本文就DDR1在消化系統(tǒng)腫瘤中的表達(dá)及其意義作一綜述。

關(guān)鍵詞盤狀結(jié)構(gòu)域受體1；消化系統(tǒng)腫瘤；腫瘤侵襲；腫瘤轉(zhuǎn)移；受體蛋白質(zhì)酪氨酸激酶類；治療

Neoplasm Metastasis;Receptor Protein-Tyrosine Kinases;Therapy

受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinases, RTKs)屬于單次跨膜蛋白，與相應(yīng)配體結(jié)合后激活磷酸化，通過一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，調(diào)控細(xì)胞的綜合性應(yīng)答。諸多研究表明，盤狀結(jié)構(gòu)域受體1(DDR1)作為一種新型RTKs家族成員，對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，有望成為腫瘤治療的潛在目標(biāo)[1]。本文就DDR1在消化系統(tǒng)腫瘤中的表達(dá)及其意義作一綜述。

一、DDR1的結(jié)構(gòu)和亞型

DDR1由3個(gè)部分組成，即含有配體結(jié)合位點(diǎn)的胞外區(qū)、跨膜區(qū)以及可發(fā)生酪氨酸磷酸化的胞內(nèi)激酶區(qū)。與其他RTKs家族成員相比，DDR1不僅在胞外結(jié)構(gòu)域上存在1個(gè)含有160個(gè)氨基酸殘基的盤狀結(jié)構(gòu)域(DR區(qū))，亦在DR區(qū)與跨膜區(qū)間存在一個(gè)鄰跨膜區(qū)(JM區(qū))[2]。研究發(fā)現(xiàn)，DR區(qū)可與不同類型的膠原蛋白特異性結(jié)合，促進(jìn)腫瘤的遷移和侵襲[3]。JM區(qū)則可能具有協(xié)同限制的功能，有利于激酶區(qū)與底物發(fā)生反應(yīng)[4]。

DDR1主要表達(dá)于上皮細(xì)胞，可與纖維和基底膠原蛋白相互作用[5-6]。DDR1 基因包含17 個(gè)外顯子，后者經(jīng)選擇性剪接后產(chǎn)生5種不同亞型，分別為DDR1a、DDR1b、DDR1c、DDR1d以及DDR1e。選擇性剪切外顯子10～12可產(chǎn)生a亞型和b亞型，其中a亞型缺失外顯子11；相對(duì)于b亞型，c亞型在外顯子14的內(nèi)含子/外顯子邊緣插入了1個(gè)18 bp的開放閱讀框(ORF)[7]；d亞型因缺失外顯子11和12導(dǎo)致移碼突變和翻譯提前中止；e亞型除缺失外顯子10的前半部分，亦缺失外顯子11和12[8]。目前研究顯示，DDR1b主要在胚胎發(fā)育過程中表達(dá)，DDR1a則異常表達(dá)于某些腫瘤細(xì)胞。DDR1d和DDR1e因ATP結(jié)合位點(diǎn)缺失而失活，尚無(wú)明確生物學(xué)功能[2]。

二、DDR1的作用機(jī)制

1. DDR1對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡的調(diào)節(jié)：研究[9]發(fā)現(xiàn)DDR1作為p53作用靶點(diǎn)參與DNA修復(fù)。當(dāng)DNA損傷時(shí)，p53激活DDR1磷酸化，通過Ras-Raf-MAPK和AKT信號(hào)通路參與調(diào)節(jié)細(xì)胞存活和凋亡。DDR1亦可與Notch1直接作用，使Notch1產(chǎn)生構(gòu)象變化，利用γ-分泌酶進(jìn)行一系列溶蛋白性裂解反應(yīng)，釋放Notch1受體胞內(nèi)區(qū)，從而調(diào)控細(xì)胞增殖[10]。對(duì)核因子(NF)-κB信號(hào)通路研究[11]發(fā)現(xiàn)，DDR1可通過IκB激酶β(IKKβ)和IKKγ介導(dǎo)環(huán)氧合酶(COX)-2表達(dá)，延長(zhǎng)細(xì)胞存活時(shí)間。對(duì)人胰腺癌BxPC-3細(xì)胞研究[12]顯示，DDR1可通過與下游信號(hào)分子轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β誘導(dǎo)蛋白(TGFβI)相互作用，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)。

2. DDR1對(duì)腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移的調(diào)節(jié)：DDR1與腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移關(guān)系密切，可通過蛋白水解酶抑制肌動(dòng)球蛋白收縮，改變細(xì)胞間的連接方式，從而促進(jìn)細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移[13]。DDR1可與Ⅰ型膠原蛋白相互作用，通過活化細(xì)胞分裂周期蛋白Cdc42，招募侵襲偽足形成相關(guān)分子，如神經(jīng)元Wiskott-Aldrich綜合征蛋白(N-WASP)、皮層蛋白、支架蛋白Tks5等，形成線性侵襲體，誘導(dǎo)膜型1-基質(zhì)金屬蛋白酶(MT1-MMP)和MMP-2分泌，降解細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)侵襲發(fā)生[14]。DDR1亦可通過調(diào)控上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過程，使癌細(xì)胞失去極性，獲得較高的轉(zhuǎn)移和侵襲能力，脫離原發(fā)部位，向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[15-16]。然而，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，DDR1并非在所有腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移過程中均發(fā)揮促進(jìn)作用。Koh等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，在三陰性乳腺癌中，抑制E-鈣黏蛋白(E-cad)和DDR1表達(dá)可介導(dǎo)EMT發(fā)生。因此，DDR1在不同腫瘤細(xì)胞中的作用有所差異，可能由涉及的信號(hào)通路不同所致。

三、DDR1在消化系統(tǒng)腫瘤中的表達(dá)

1. DDR1與肝癌：對(duì)肝癌細(xì)胞株HLE、Huh-7、HepG2的研究[18]顯示，DDR1在三種細(xì)胞株中均有表達(dá)，Ⅰ 型膠原蛋白可通過誘導(dǎo)酪氨酸磷酸化激活DDR1，調(diào)控MMP-2和MMP-9表達(dá)，從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。下調(diào)miR-199a-5p表達(dá)可降低由DDR1誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞遷移和侵襲能力[19]。對(duì)臨床資料的研究[20]發(fā)現(xiàn)，在不同復(fù)發(fā)傾向的肝癌組織中，DDR1陽(yáng)性表達(dá)率在早期復(fù)發(fā)的肝癌組織中顯著升高，與患者性別、年齡、腫瘤大小、Edmonson分級(jí)無(wú)關(guān)，僅與早期復(fù)發(fā)存在密切相關(guān)，提示DDR1表達(dá)與肝癌進(jìn)展和預(yù)后具有一定聯(lián)系。

2. DDR1與胰腺癌：Couvelard 等[21]的研究顯示，DDR1異常表達(dá)于惡性胰腺內(nèi)分泌腫瘤。Shintani等[22]對(duì)胰腺癌細(xì)胞株BxPC-3研究發(fā)現(xiàn)，DDR1和整合素α2β1可通過獨(dú)立的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑上調(diào)N-cad，作用于Ⅰ型膠原蛋白，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。此外，Clementz等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，在胰腺癌細(xì)胞EMT過程中，ⅩⅤ型膠原蛋白通過直接作用于DDR1抑制其通路，穩(wěn)定E-cad表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞保持上皮細(xì)胞表型，下調(diào)N-cad，抑制Ⅰ型膠原蛋白誘導(dǎo)EMT發(fā)生，從而阻止腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散。由此可見，DDR1在胰腺癌中的作用與膠原蛋白密切相關(guān)，兩者通過多種信號(hào)途徑相互作用，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞遷移和轉(zhuǎn)移。

3. DDR1與結(jié)腸癌：何苗等[23]的研究顯示，DDR1a高表達(dá)于結(jié)腸癌細(xì)胞株，且與MMP-2和MMP-9活性呈正相關(guān)。進(jìn)一步研究[24]發(fā)現(xiàn)，DDR1各亞型在不同結(jié)腸癌細(xì)胞株中的表達(dá)不同。DDR1a和DDR1b在結(jié)腸癌細(xì)胞株Colo678、Colo320、SW48和HCT116中相對(duì)高表達(dá)，在WiDr、Colo205和Caco2中相對(duì)低表達(dá)，在Colo206F細(xì)胞中甚至不表達(dá)DDR1a和DDR1b，僅表達(dá)DDR1d和DDR1e。推測(cè)在不同微環(huán)境中，不同腫瘤的發(fā)生、發(fā)展可能受DDR1不同亞型調(diào)控。

4. DDR1與其他消化系統(tǒng)腫瘤：Nemoto等[25]的研究顯示，DDR1在食管癌尤其在浸潤(rùn)性病灶和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組織中表達(dá)增高。李超等[26]通過多因素分析表明，DDR1陽(yáng)性表達(dá)率和TNM分期均為食管鱗癌預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。余建杰等[27]的研究表明，DDR1a在胃癌組織中的陽(yáng)性表達(dá)率顯著高于癌旁正常組織，尤其在Ⅲ～Ⅳ期、直徑大于5 cm、伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的胃癌組織中，DDR1a表達(dá)顯著增高。Gu等[28]的研究顯示，與癌旁組織相比，膽管細(xì)胞癌組織中DDR1表達(dá)高磷酸化水平，可能與誘導(dǎo)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化相關(guān)。上述研究雖已表明DDR1在多種惡性腫瘤中異常表達(dá)，但具體作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

四、DDR1在腫瘤中的治療

Kim等[29]發(fā)現(xiàn)了一種選擇性DDR1抑制劑DDR1-IN-1，其可與“DFG-out”(DFG，Asp-Phe-Gly)構(gòu)象結(jié)合，抑制DDR1自身磷酸化。該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/mTOR雙抑制劑GSK2126458可明顯增強(qiáng)DDR1-IN-1對(duì)癌細(xì)胞的抗增殖能力。因此認(rèn)為DDR1-IN-1可針對(duì)性地作用于DDR1，有望成為DDR1過表達(dá)或突變的腫瘤治療探針。Elkamhawy等[30]的研究發(fā)現(xiàn)，含有喹唑啉的KST9046能通過構(gòu)象改變，選擇性地抑制DDR1激酶，從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖，該研究提出KST9046有望成為安全有效的抗癌藥物用于腫瘤治療。

五、結(jié)語(yǔ)

DDR1作為一種RTKs在諸多消化系統(tǒng)腫瘤中表達(dá)異常，通過多種信號(hào)途徑與膠原蛋白相互作用，參與腫瘤的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移等過程。目前已發(fā)現(xiàn)針對(duì)DDR1作用的選擇性抑制劑，但治療效果尚未明確，有待進(jìn)一步行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)證實(shí)，明確其在腫瘤治療方面的作用機(jī)制和臨床效果，為抗腫瘤藥物和腫瘤聯(lián)合治療的研究提供新方向。此外，由于DDR1分為5種亞型，應(yīng)明確不同消化道腫瘤的DDR1亞型，了解各種亞型在不同腫瘤中的致癌機(jī)制，從而有助于腫瘤抑制劑的研制，并為腫瘤的基因治療、靶向治療提供新線索。

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(2015-07-07收稿；2015-07-28修回)

DOI:10.3969/j.issn.1008-7125.2016.06.011

Expression and Significance of Discoidin Domain Receptor 1 in Tumors of Digestive System

YANGJiachun,MENGYanni,XULeiming.

DepartmentofGastroenterology,XinHuaHospitalAffiliatedtoShanghaiJiaoTongUniversitySchoolofMedicine,Shanghai(200092)

Correspondence to: XU Leiming, Email: leiming.xu@aliyun.com

AbstractDiscoidin domain receptor 1(DDR1)is a kind of receptor tyrosine kinases (RTKs), which is expressed abnormally in many tumors. It is involved in the development, invasion and metastasis process of tumors and may become a potential target of tumor therapy. This article reviewed the expression and significance of DDR1 in tumors of digestive system.

Key wordsDiscoidin Domain Receptor 1;Digestive System Neoplasms;Neoplasm Invasiveness;

*本文通信作者，Email: leiming.xu@aliyun.com