死亡受體DR3與腫瘤關(guān)系的研究進展

張琳+趙琳+張顯嵐

[摘要] 死亡受體3（Death receptors 3，DR3）屬于腫瘤壞死因子受體超家族，除了表達于淋巴系統(tǒng)外，近年來還發(fā)現(xiàn)其在結(jié)腸癌、肝癌、肺癌、宮頸癌等腫瘤中表達。DR3分子具有多個亞型，在腫瘤中也存在不同的DR3亞型分子。因此，DR3是一個與腫瘤密切相關(guān)的重要死亡受體。該文綜述了DR3在腫瘤的激活表達及對腫瘤細(xì)胞凋亡、轉(zhuǎn)移、耐藥的調(diào)控及相關(guān)機制；此外，對腫瘤中DR3變異分子及功能變化做一總結(jié)。

[關(guān)鍵詞] 腫瘤；死亡受體3；分子亞型

[中圖分類號] R730.231 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-0742（2017）06（b）-0195-04

[Abstract] Death receptors 3 belongs to the tumor necrosis factor receptor superfamily， besides expressed in lymphatic system， it is also expressed in colon cancer， liver cancer， lung cancer and cervical cancer， and DR3 molecules have many subtypes， and different DR3 subtype molecules also exist in tumor， therefore， DR3 is an important death receptor closely related to tumors， and the paper elaborates the activated expression of DR3 in tumors and adjustment and related mechanism of aoptosis， metastasis and drug resistance of tumor cells， in addition， the paper summarizes the DR3 variation moleculars in tumor and function changes.

[Key words] Tumor； Death receptors 3； Molecular subtype

死亡受體3（Death receptors 3，DR3），屬于腫瘤壞死因子受體超家族成員。它是一分子量約為47 kDa的轉(zhuǎn)膜蛋白，具有富含半胱氨酸的腫瘤壞死因子受體樣胞外結(jié)構(gòu)域，以及與TNFR1相似的胞內(nèi)死亡域結(jié)構(gòu)。當(dāng)其激活后，通過死亡區(qū)與TNFR-1相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白（TRADD）結(jié)合，然后相繼與Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白（FADD）等蛋白分子結(jié)合，啟動活化級連反應(yīng)，使細(xì)胞發(fā)生凋亡。DR3最初發(fā)現(xiàn)表達于脾臟、胸腺等淋巴細(xì)胞富集器官，參與調(diào)控淋巴細(xì)胞的生長、分化和增殖[1]。此外，DR3還介入炎性和自身免疫性疾病的調(diào)控等過程[2-5]。DR3至少有11～12種mRNA剪接變異體，近年來，在卵巢癌、宮頸癌、乳腺癌、肺癌、結(jié)腸癌、肝癌、胰腺癌等腫瘤中均發(fā)現(xiàn)有DR3及其亞型分子的表達。研究顯示，DR3及其亞型分子對腫瘤的發(fā)生起著重要的調(diào)控作用。該文對DR3與腫瘤的關(guān)系做一綜述。

1 DR3與腫瘤

1.1 DR3在腫瘤細(xì)胞的激活表達

近年來，在卵巢癌、宮頸癌、乳腺癌、肺癌、結(jié)腸癌、肝癌、胰腺癌等腫瘤中均發(fā)現(xiàn)有DR3及其亞型分子的表達。某些生物毒素如蛇毒[6]及蜂毒[7]均可直接刺激卵巢癌、宮頸癌等腫瘤細(xì)胞使之DR3表達，使細(xì)胞發(fā)生凋亡。除了這些生物毒素外的直接激活外，DR3配體、NK細(xì)胞及其分泌的白介素-32等因子，可直接或間接使DR3激活或表達升高。Kollipara等[6]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)肺癌細(xì)胞株和蛇毒素處理過的NK-92MI細(xì)胞共同孵育，較之蛇毒素直接作用或者與單純NK-92MI細(xì)胞孵育，DR3表達繼續(xù)升高，其存活率也下降約2倍之多。這說明生物毒素孵育的NK-92MI細(xì)胞通過某種因子激活腫瘤DR3表達，進而誘導(dǎo)其凋亡。他們[7]在進一步的研究中觀察到經(jīng)蜂毒素處理后的NK-92MI細(xì)胞DR3配體表達增加。而Park等[8]發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌細(xì)胞SW620和NK92細(xì)胞共孵育過程中，NK92細(xì)胞上的DR3配體APO3L不但表達升高，更是通過其分泌的白介素-32激活SW620結(jié)腸癌細(xì)胞DR3表達并使其凋亡，從而發(fā)揮細(xì)胞毒作用。

1.2 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的相關(guān)機制

DR3激活后，通過多種機制使腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡。Choi等[9]觀察到，小劑量蛇毒毒素使肺癌細(xì)胞株A549和NCI-H460 DR3表達上調(diào)，NF-κB活性抑制，細(xì)胞凋亡；而多西他賽和順鉑可使DR3表達進一步上調(diào)，NF-κB活性進一步受到抑制。 Lee等[10-11]的實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蛇毒毒素或蜂毒素在誘導(dǎo)人宮頸癌細(xì)胞株凋亡的過程中，DR3表達增強，NF-κB活性受到抑制，而DR3 siRNA（Small interfering RNA，siRNA）能明顯逆轉(zhuǎn)此過程。也就是說，腫瘤細(xì)胞DR3激活后可使核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB活性下降，從而發(fā)生凋亡。

信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducers and activators of transcription 3，STAT3）在細(xì)胞凋亡中起著非常重要的作用[12-13]。Jo等[14]觀察到，小劑量蜂毒素和蜂毒肽誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞株SKOV3和PA-1凋亡的過程中，DR3和死亡受體6（Death receptors6，DR6）表達上調(diào)，STAT3活性下降，其下游分子caspase-3， 8， 和Bax等相關(guān)凋亡蛋白表達增加。有人在[15]萜類化合物Tectochrysin誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞株A549和NCI-H460凋亡過程中，觀察到了DR3表達升高，STAT3磷酸化水平下降的現(xiàn)象。DR3小干擾RNA預(yù)處理均可以逆轉(zhuǎn)卵巢癌細(xì)胞株和肺癌細(xì)胞株的凋亡及STAT3磷酸化水平的下降[14-15]。說明，DR3激活后可下調(diào)磷酸化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducers and activators of transcription 3，STAT3）的表達，使腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡。endprint

DR3還可能參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞的生長周期。有人觀察到，蛹蟲草菌素（cordycepin）誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞株HT-29凋亡過程中，DR3及下游凋亡相關(guān)蛋白和聚ADP核糖聚合酶表達均增高；這些凋亡細(xì)胞主要處于亞G1和G2/M期[16]。Han等[17]的一項研究中，肝癌細(xì)胞株Huh7經(jīng)L. casei提取物處理后，DR3 mRNA表達增加，活力下降，大多延滯于G2/M期而發(fā)生凋亡。

1.3 DR3上調(diào)使細(xì)胞生長抑制或化療敏感性增加

DR3表達上調(diào)和NF-κB抑制不僅參與腫瘤細(xì)胞的凋亡，還與腫瘤細(xì)胞對化療的耐受性有關(guān)。Lee等[10]發(fā)現(xiàn)，TNF相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體抵抗的乳腺癌細(xì)胞株MCF-7經(jīng)蛇毒毒素處理后，除凋亡增加外，還對化療的敏感性增加；進一步檢測發(fā)現(xiàn)，其與DR3表達上調(diào)，NF-κB活性抑制有關(guān)。

1.4 DR3對腫瘤細(xì)胞侵襲及轉(zhuǎn)移能力的影響

DR3與腫瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移相關(guān)，NF-κB可能參與其中，但具體機制不詳。Gout等[18]發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌細(xì)胞株HT29和LoVo DR3基因被敲除時，細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力下降。Murtaza等[19]發(fā)現(xiàn)，天然萜類化合物Fisetin能夠誘導(dǎo)人胰腺癌耐藥株AsPC-1的凋亡和抑制其浸潤轉(zhuǎn)移，當(dāng)AsPC-1經(jīng)Fisetin處理后，DR3表達明顯降低，NF-κB的抑制因子IκBα表達明顯增高，活性pNF-κB/p65及基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP9）水平表達下降；DR3 siRNA基因沉默或DR3抗體作用均可出現(xiàn)類似作用效果。Zhang等[20]也得到類似的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)肝癌細(xì)胞株Bel-7402的DR3基因被敲除后，NF-κB表達降低，P53水平下降，生長和侵襲受到抑制。Ge等人[21]發(fā)現(xiàn)，在體外試驗中，用核酶基因敲除乳腺癌細(xì)胞株MCF7和MDA-MB-231的DR3基因后，對這兩乳腺癌細(xì)胞株的生長和粘附、侵襲能力沒有影響，但是其遷移能力明顯下降。

DR3還參與抑制腫瘤血管的生成。血管內(nèi)皮細(xì)胞生長抑制因子VEGI已被證明是DR3的配體。Fang Tian等人[22]發(fā)現(xiàn)，由內(nèi)皮祖細(xì)胞分化形成的血管內(nèi)皮細(xì)胞上有DR3表達，VEGI對此分化的血管內(nèi)皮具有凋亡誘導(dǎo)作用，從而抑制血管的生成；而DR3抗體或者可溶性DR3可抑制VEGI的凋亡誘導(dǎo)作用。說明VEGI對血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡誘導(dǎo)作用是DR3介導(dǎo)的。

2 DR3其它亞型分子與腫瘤

2.1 DR3mRNA剪接變異體和亞型分子及其在腫瘤中的分布

DR3基因位于染色體1p36.3， 其基本結(jié)構(gòu)框架有10個外顯子，其中6個是前導(dǎo)序列和胞外區(qū)，1個跨膜區(qū)，3個是胞內(nèi)區(qū)。而DR3mRNA變異體的形成，大多是外顯子3～8的跳躍性缺失，形成部分轉(zhuǎn)錄，使跨膜區(qū)或死亡區(qū)缺失，因此大多數(shù)沒有跨膜結(jié)構(gòu)域。有些DR3mRNA變異體的形成則是由于堿基的插入，或點突變。目前已發(fā)現(xiàn)至少有11～12種DR3mRNA剪接變異體。在淋巴瘤[23]、神經(jīng)母細(xì)胞瘤[24]、骨肉瘤[25]、結(jié)腸癌[18]、肝癌[26]中均發(fā)現(xiàn)有DR3mRNA剪接變異體或DR3亞型分子的存在。DR3mRNA變異體在腫瘤中的分布和正常組織細(xì)胞有所不同。Utkin等[27]研究了4種DR3mRNA變異體在結(jié)直腸癌病人血液和腫瘤組織及細(xì)胞株中的分布。發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌患者血液、腫瘤組織、細(xì)胞株中，DR3mRNA變異體分布方式減少，主要是可溶性DR3βmRNA分布頻率減少。DR3亞型分子在腫瘤表達也不同于正常組織或細(xì)胞。Gout等[18]觀察到結(jié)腸癌細(xì)胞株HT29和LoVo中DR3有多個亞型分子，相對于正常組織，某些大分子量的亞型分子僅在腫瘤表達。

2.2 DR3亞型分子結(jié)構(gòu)和功能

通常情況下，DR3表達的升高或激活，會引起下游凋亡分子激活，從而使細(xì)胞凋亡。然而DR3亞型分子由于結(jié)構(gòu)的變異，其功能也發(fā)生變化。

Gout等[18]及Porquet發(fā)現(xiàn)HT29和LoVo，SW620結(jié)腸癌細(xì)胞株表達高水平的DR3變異分子，當(dāng)DR3基因被敲除時，細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力下降。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，這種DR3變異體分子缺乏轉(zhuǎn)膜區(qū)和死亡區(qū)，因此各種凋亡信號不能傳遞到細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞也就不發(fā)生凋亡。Borysenko等在骨肉瘤部分細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)死亡區(qū)缺乏的可溶性DR3亞型分子，這些細(xì)胞在凋亡信號誘導(dǎo)下不發(fā)生凋亡，或者這些細(xì)胞核內(nèi)的NF-kB在凋亡信號發(fā)出后不發(fā)生轉(zhuǎn)位。Grenet等[23]在神經(jīng)母細(xì)胞瘤腫瘤細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)變異的沒有胞內(nèi)死亡區(qū)的DR3。其原因是由于1p36.2–p36.3染色體的DR3基因和MYCN基因串聯(lián)復(fù)制或轉(zhuǎn)位，導(dǎo)致DR3基因僅僅是胞外部分轉(zhuǎn)膜區(qū)復(fù)制，而使胞內(nèi)區(qū)缺失。該DR3變異分子功能上相當(dāng)于誘騙性受體，因此影響了腫瘤細(xì)胞的抗凋亡及化療藥物耐受能力。

有些變異體的形成，是由于堿基的插入或刪除。Warzocha等[22]在濾泡性非霍奇金淋巴瘤病人腫瘤組織和人細(xì)胞株中，分離出DR3分子的新變種DR3β，與DR3相比，其mRNA胞外區(qū)分別插入20和7個堿基對，此分子嚴(yán)格限制于淋巴樣T細(xì)胞，未成熟B細(xì)胞以及某些濾泡性淋巴瘤。Borysenko等[24]在骨肉瘤細(xì)胞中，除檢測到可溶性DR3亞型分子外，還發(fā)現(xiàn)有點突變的DR3亞型分子，與DR3相比，由于一個點突變而造成氨基酸的刪除。此外，抗體的交聯(lián)使MG63細(xì)胞基質(zhì)金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinases2，MMP2）產(chǎn)生減少，基質(zhì)合成減少；然而在低濃度的抗體作用下不明顯。他們認(rèn)為，DR3的激活能夠介導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞的凋亡及分化，然而，其活性受到變異的可溶性受體以及某些生存信號的高度限制。

3 結(jié)語

DR3是一個重要的死亡受體，它有多個亞型分子，其mRNA有多個變異體。它們在多種腫瘤中存在表達，由于結(jié)構(gòu)差異，它們功能也有所不同。它們單獨或共同參與了腫瘤的發(fā)生、生長、轉(zhuǎn)移、耐藥，它們的平衡可能共同參與腫瘤的調(diào)控，然而具體機制需要進一步的探索，DR3亞型分子及mRNA變異體在腫瘤中的生物學(xué)功能也待進一步的研究。endprint

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（收稿日期：2017-03-20）endprint