Toll樣受體9在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的研究進展

龐米米 李雨佳 萬紹貴 鮑登克

Toll樣受體（toll-like receptors，TLRs）是一組重要的模式識別受體，參與識別病原體相關(guān)分子模式，介導(dǎo)免疫細胞的激活，在天然免疫中起重要作用［1]。作為TLRs家族的重要成員，TLR9在人類疾病發(fā)生發(fā)展中扮演著重要的角色。TLR9是一種I-型跨膜蛋白，具有與其他TLR家族成員共同的結(jié)構(gòu)特征，其分子結(jié)構(gòu)由胞膜外區(qū)、跨膜區(qū)和胞漿區(qū)組成。TLR9主要表達于漿細胞樣樹突細胞、記憶性B淋巴細胞、T細胞等免疫細胞，在多種腫瘤細胞中也有表達，如肺癌、乳腺癌、胃癌和前列腺癌等［2-5]。TLR9在腫瘤進展中的作用十分復(fù)雜，可通過對微環(huán)境中免疫細胞功能的調(diào)節(jié)，誘導(dǎo)較強的抗腫瘤效應(yīng)，同時在多種腫瘤組織中異常表達，其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的活化可能通過介導(dǎo)炎癥反應(yīng)、腫瘤微環(huán)境形成、促進腫瘤細胞增殖及免疫逃逸、影響腫瘤分期及預(yù)后等參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。本文就TLR9在腫瘤發(fā)生發(fā)展及治療中的研究進展進行綜述。

1 TLR9信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

TLRs的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑主要分為MyD88依賴性途徑和MyD88非依賴性途徑。其中，MyD88依賴性途徑是TLR9參與免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)的主要方式。CpG-DNA或人工合成的寡脫氧核糖核酸（oligodeoxynucleotides containing a CpG-motif，CpG-ODN）等配體與TLR9結(jié)合，可引起TLR9構(gòu)象發(fā)生改變，通過其死亡結(jié)構(gòu)域與MyD88結(jié)合，從而誘導(dǎo)下游信號分子IL-1受體相關(guān)激酶（IL-1receptorassociated kinase，IRAK）募集至TLR9。IRAKs與MyD88形成復(fù)合物之后發(fā)生磷酸化，從受體復(fù)合物中解離出腫瘤壞死受體相關(guān)因子 6（tumor necrosis factor receptor-associated factor 6，TRAF6），進一步活化核因子κB的抑制蛋白（inhibitor of NF-κB，IκB）激酶，使 IκB 發(fā)生磷酸化，導(dǎo)致 NF-κB 釋放，從而結(jié)合特定的啟動子，調(diào)控多種細胞因子表達，激活特異性免疫系統(tǒng)。TRAF6還可通過TAK1激酶進一步活化p38與JNK，激活相關(guān)免疫應(yīng)答分子的表達［6]?？傊?，TLR9被配體識別后，通過激活MyD88、TRAF6及下游的NF-κB及MAPK兩大通路，引起多種轉(zhuǎn)錄因子如NF-κB和激活蛋白-1（AP-1）等活化，以及誘導(dǎo)細胞因子如TNF-α、IL-6、IL-12等表達，從而參與機體的免疫調(diào)節(jié)。

2 TLR9與腫瘤發(fā)生發(fā)展

2.1 TLR9介導(dǎo)炎癥反應(yīng)

炎癥在多種惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。研究表明，TLR9在多種腫瘤細胞和腫瘤組織中表達異常，其信號通路的激活能促進炎性介質(zhì)的產(chǎn)生，觸發(fā)炎癥反應(yīng)，加速腫瘤的發(fā)生發(fā)展［7-8]。GARCIA-MARTINEZ 等［9]研究發(fā)現(xiàn)，在高脂飲食誘導(dǎo)的非酒精性脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis，NASH）小鼠模型中，野生型小鼠在高脂喂養(yǎng)12周后顯示出脂肪性肝炎癥狀，而TLR9基因敲除小鼠則受保護，血清中ALT水平降低，促炎細胞因子表達少，提示TLR9可能是脂肪性肝炎和肝纖維化所必需的關(guān)鍵因素。同時，TLR9在高脂飲食誘發(fā)NASH所需的溶菌酶細胞上高表達，而TLR9拮抗劑可阻斷NASH的發(fā)展，進一步驗證TLR9途徑的激活對肝癌的發(fā)生具有重要作用。TANAKA等［10]證實，肝硬化及肝癌組織中TLR9的表達顯著高于正常肝組織，且CpG-ODN可通過激活TLR9通路，促進細胞增殖，抑制凋亡因子表達，從而促進肝癌的發(fā)生發(fā)展。研究表明，正常卵巢表面上皮細胞和上皮性卵巢腫瘤細胞表面均表達TLR9，且慢性炎癥部位正常卵巢上皮細胞中TLRs/NF-κB炎癥信號通路異?；罨?，上皮細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化，并進一步演變?yōu)榘┘毎?，致上皮性卵巢腫瘤形成［11]。提示TLR9激活下游NF-κB通路在炎癥向癌癥轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2.2 TLR9參與腫瘤微環(huán)境調(diào)控

腫瘤微環(huán)境是指腫瘤細胞在生長過程中，由腫瘤細胞及細胞外間質(zhì)相互作用后形成的腫瘤細胞生長的特殊環(huán)境。通過靶向TLR9調(diào)控腫瘤微環(huán)境已成為腫瘤研究的熱點之一。腫瘤細胞快速生長引起的組織中心缺氧和壞死，可使大量細胞碎片和蛋白質(zhì)釋放并成為內(nèi)源性DAMPs。PAMPs或DAMPs激活TLR9及其下游信號通路，促進一系列炎性細胞因子的合成和釋放，導(dǎo)致腫瘤免疫微環(huán)境重塑，從而影響腫瘤發(fā)展和預(yù)后［12]。LIU等［13]研究發(fā)現(xiàn)在缺氧性HCC腫瘤環(huán)境中可產(chǎn)生大量壞死細胞，釋放出損傷相關(guān)的分子模式蛋白，例如高遷移率族蛋白 B1（HMGB1）和線粒體 DNA（mtDNA）。HMGB1與受損線粒體釋放的mtDNA結(jié)合形成復(fù)合物，該復(fù)合物可介導(dǎo)TLR9信號通路，引發(fā)炎癥及促進腫瘤發(fā)生，同時促使腫瘤細胞增殖。MOREIRA等［14]研究表明，在前列腺癌細胞中TLR9信號通路激活后可通過NF-κB活化和STAT3的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)促進致癌基因表達及腫瘤干細胞增殖分化，誘導(dǎo)COX-2、TGF-β1及IL-8等細胞因子表達上調(diào)，利于腫瘤微環(huán)境形成，從而促進腫瘤發(fā)生和發(fā)展。

2.3 TLR9對腫瘤增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移的影響

惡性增殖是影響腫瘤發(fā)生的重要因素，侵襲和轉(zhuǎn)移是腫瘤細胞的惡性行為，與腫瘤發(fā)展密切相關(guān)。GRIMMIG等［15]研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌中 TLR2、TLR4和 TLR9表達顯著異常，其相關(guān)信號通路激活可顯著影響腫瘤細胞生長。進一步研究表明，TLRs信號通路的活化可通過促進Bcl-xL表達，誘導(dǎo)胰腺癌細胞增殖。此外，TLR9信號通路的激活在腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移等過程中也起重要作用。采用siRNA技術(shù)沉默前列腺癌PC3細胞中TLR9的表達，可明顯抑制前列腺癌細胞的侵襲和遷移能力；微陣列分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TLR9沉默后可通過降低前列腺癌細胞IL-8、MMP13、纖維連接蛋-1（FN1）、細胞間黏附分子-1（ICAM1）和早期生長反應(yīng)因子-1（EGR1）的表達，調(diào)節(jié)前列腺癌侵襲和轉(zhuǎn)移［16]。研究發(fā)現(xiàn)，TLR9激動劑可通過激活TLR9信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，活化CXCR4/SDF-1途徑從而增強人源肺癌95D細胞的轉(zhuǎn)移潛能［17]。LEE等［18]報道在宮頸低級別上皮非典型增生組織發(fā)展為侵襲性宮頸癌組織中，TLR9的表達逐漸升高，同時TLR9激活后可促進轉(zhuǎn)化生長因子產(chǎn)生，進而抑制DCs活性，減少腫瘤特異性殺傷T細胞的免疫反應(yīng)等，從而逃避免疫監(jiān)視，增強腫瘤細胞的抗凋亡能力。

2.4 TLR9對腫瘤分期及預(yù)后的影響

TLRs激活后對腫瘤的影響主要取決于特定的腫瘤類型和對機體抗腫瘤免疫機制的影響。研究表明，乳腺癌、肝癌、結(jié)腸癌和前列腺癌等癌組織中TLR9的表達與其臨床分期、病理分級和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)［19-22]。陳戰(zhàn)等［23]對42例胃癌及其癌旁組織標(biāo)本進行研究，發(fā)現(xiàn)胃癌組織中TLR4和TLR9蛋白的表達高于癌旁組織，Ⅲ期+Ⅳ期胃癌組織中TLR4和TLR9蛋白的表達顯著高于Ⅰ期+Ⅱ期，且TLR4和TLR9高表達與胃癌分期、遠處轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，表明TLR4和TLR9可能參與胃癌的發(fā)生和發(fā)展，為胃癌治療提供一種潛在的靶點。MESEURE等［19]研究發(fā)現(xiàn)TLR9在乳腺癌的腫瘤上皮和基質(zhì)細胞呈過表達，尤其在三陰性乳腺癌（triple negative carcinomas subtype，TNCs）中表達最顯著，且TLR9過表達在乳腺癌早期發(fā)生過程中出現(xiàn)并與TNCs的良好預(yù)后相關(guān)，認為TLR9可能在TNCs癌變過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，可作為其預(yù)測的生物標(biāo)志物和治療靶點。HU等［24]報道隨著結(jié)直腸癌Dukes分期的進展，TLR4和TLR9蛋白表達明顯增高，認為TLR4和TLR9可作為評估結(jié)直腸癌預(yù)后的良好指標(biāo)。SORRENTINO等［25]研究結(jié)果表明，CpG-ODN可通過激活TLR9促進VEGF產(chǎn)生，促使血管生成，從而促進肺癌細胞增殖和遠處轉(zhuǎn)移，影響患者預(yù)后。

3 靶向TLR9在腫瘤治療中的應(yīng)用

靶向TLR9在變態(tài)反應(yīng)、感染性疾病和癌癥等疾病治療中的應(yīng)用是當(dāng)前研究的熱點之一，而多種合成的TLR9激動劑和拮抗劑已廣泛用于臨床研究。研究發(fā)現(xiàn)，CpG-ODN作為免疫佐劑可通過激活TLR9信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路誘導(dǎo)Th1型免疫應(yīng)答，從而提高非小細胞肺癌細胞的免疫治療效果。B型TLR9激動劑ODN1018 ISS和CpG7909在乙型病毒肝炎、流感及非小細胞肺癌等的臨床治療中取得了良好的效果［26-27]。SMITH等［28]研究發(fā)現(xiàn)，IMO-2055能顯著提高貝伐單抗和厄洛替尼對晚期非小細胞肺癌的治療效果。除了作為有效的單一藥劑外，CpG-ODN還可與化療、放療和靶向治療等協(xié)同作用。在CpG-ODN與化療藥物環(huán)磷酰胺（chemotherapy agent cyclophosphamide，CTX）的組合研究中發(fā)現(xiàn)，與單獨使用CpG-ODN或CTX相比，聯(lián)合組在淋巴瘤患者中取得更好的治療效果。該研究還發(fā)現(xiàn)CTX可直接抑制腫瘤生長，為CpG-ODN介導(dǎo)的CD8+T細胞活化提供時間，此外CTX可腫瘤浸潤性Treg細胞的數(shù)量，從而破壞免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)并進一步增強Th1應(yīng)答［29]。最新研究報道，TLR9激動劑SD-101、抗OX40抗體及放療聯(lián)合作為一種新型治療方式能夠治愈小鼠淋巴瘤，這種創(chuàng)新型癌癥疫苗不僅對淋巴瘤有效，對乳腺癌、結(jié)腸癌和黑色素瘤等多種腫瘤也有一定效果［30]。因此，進一步詳細闡明TLR9在腫瘤進展中的作用及其分子機制將有助于TLR9激動劑在腫瘤治療中的應(yīng)用。

4 小結(jié)

TLR9在腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用，已經(jīng)成為腫瘤免疫治療研究的熱點。TLR9一方面可通過識別配體產(chǎn)生固有免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答，另一方面又可通過激活信號途徑引發(fā)下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)促進腫瘤發(fā)生發(fā)展。因此，靶向激活TLR9信號誘導(dǎo)抗腫瘤的免疫反應(yīng)，或者阻斷TLR9激活的炎癥反應(yīng)將是腫瘤免疫治療的新方向。而靶向TLR9的免疫治療亦已成為腫瘤新型疫苗和免疫調(diào)節(jié)劑研究的熱點之一，有望為臨床腫瘤治療帶來新的希望。