C型凝集素受體在腫瘤免疫作用中的研究進(jìn)展①

楊蕓寧 徐媛媛 龍 珊 李曉松

(中國人民解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心，北京100048)

C型凝集素受體(C-type lectin receptors，CLRs)主要在髓樣細(xì)胞上表達(dá)，為一類內(nèi)含至少一個(gè)C型凝集素樣結(jié)構(gòu)域(C-type lectin like domain，CTLD)的蛋白超家族。其最主要的功能是作為模式識(shí)別受體(Pattern recognition receptors，PRRs)通過識(shí)別來自于病原相關(guān)分子模式(Pathogen-associated molecular patterns，PAMPs)、損壞相關(guān)分子模式(Damage-associated molecular patterns，DAMPs)、腫瘤相關(guān)分子模式(Tumor-associated molecular patterns，TAMPs)上的配體激活并調(diào)節(jié)宿主體內(nèi)的免疫功能。根據(jù)蛋白在細(xì)胞膜上的定位，CLRs被分為跨膜型受體和游離型受體，這兩種受體都具有一個(gè)或多個(gè)碳水化合物識(shí)別中心，并依賴此中心識(shí)別病原體或自身蛋白上的葡聚糖、甘露糖等多種配體。經(jīng)典CLRs的特征是依賴協(xié)同Ca+識(shí)別配體，然而，也有很多CLRs在缺乏協(xié)同Ca+的情況下依然可辨認(rèn)出多種配體，這種CLRs又被稱為類C型凝集素樣受體[1]。

樹突狀細(xì)胞(Dendritic cell，DCs)作為目前所知功能最強(qiáng)的抗原呈遞細(xì)胞(Antigen-presenting cell，APC)，同腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及在此過程中涉及的相關(guān)免疫反應(yīng)有著密切聯(lián)系，其上的PRRs包含了CLRs[2]。

針對(duì)于CLRs在腫瘤免疫過程中所起到的作用，目前相關(guān)研究主要集中在樹突狀細(xì)胞相關(guān)的 C 型凝集素-1(DC-associated C-type lectin-1，Dectin-1) 受體、Dectin-2受體之上，而對(duì)其他的受體研究較少，所以本文選取以上兩種受體為典型對(duì)CLRs進(jìn)行探討。

1 Dectin-1受體的基本結(jié)構(gòu)及其在腫瘤免疫中的作用機(jī)制

1.1Dectin-1受體的結(jié)構(gòu)及其分布 Dectin-1受體作為CLRs超家族中的一員，具有Ⅱ型跨膜結(jié)構(gòu)[3]。由于其最早在DCs中被發(fā)現(xiàn)，故被命名為DC相關(guān)的C型凝聚素-1。

曾有報(bào)道認(rèn)為人類Dectin-1受體僅在髓樣細(xì)胞上表達(dá)[4]，后來隨著研究的逐步深入，研究人員發(fā)現(xiàn)Dectin-1受體同樣也在單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞上表達(dá)。近期，又有研究證明健康人體血液中的漿系DCs亞群也同樣存在Dectin-1受體[5]。

1.2Dectin-1受體通過非特異性免疫發(fā)揮腫瘤免疫作用 CLRs作為一種PRRs，其中Dectin-1受體高表達(dá)于DCs和巨噬細(xì)胞等APC上[6]。其中，DCs可通過細(xì)胞-細(xì)胞接觸上調(diào)NK細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子發(fā)揮抗癌作用，并通過細(xì)胞毒性作用阻止腫瘤生長[7，8]。此作用對(duì)于針對(duì)癌癥的非特異性免疫意義重大，因而在此過程中涉及的Dectin-1受體也備受關(guān)注。

APC在利用PRRs識(shí)別腫瘤相關(guān)抗原的過程中需要干擾素調(diào)節(jié)因子(Interferon regulatory factors，IRFs)參與相關(guān)信號(hào)通路并對(duì)腫瘤免疫進(jìn)行調(diào)節(jié)。已有研究證明在先天缺乏IRF5的小鼠體內(nèi)，黑色素瘤(B16F1)的肺轉(zhuǎn)移非常明顯。而Dectin-1受體在抗真菌的非特異性免疫過程中，其信號(hào)通路也涉及到IRF5[9]。因此，人們推測Dectin-1受體極有可能參與腫瘤免疫的非特異性免疫過程。

在腫瘤免疫過程中，激活I(lǐng)RF5即可引起相對(duì)應(yīng)的核內(nèi)易位。Chiba等[10]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)相對(duì)于野生型小鼠，在缺乏能編碼Dectin-1受體的Clec7a基因小鼠體內(nèi)，黑色素瘤細(xì)胞無法引起能代表IRF5活性的核內(nèi)易位，這說明Dectin-1受體在IRF5的激活中起到了不可或缺的作用，同時(shí)相對(duì)于野生型小鼠，先天缺乏Dectin-1受體的小鼠黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移數(shù)量更多、程度也更嚴(yán)重。此后，研究人員又對(duì)比觀察了野生型和Dectin-1受體缺陷型DCs暴露在黑色素瘤細(xì)胞中時(shí)的基因表達(dá)特性，發(fā)現(xiàn)其中干擾素調(diào)節(jié)因子3依賴性NK細(xì)胞激活分子(IFN regulatory factor 3-dependent NK-activating molecular，INAM)基因的表達(dá)存在差異。已知INAM可通過它的嗜同種受體反應(yīng)激活NK細(xì)胞[11],因此Dectin-1-IRF5-INAM信號(hào)通路至少部分參與了DCs激活NK細(xì)胞的過程。

1.3Dectin-1受體通過特異性免疫發(fā)揮腫瘤免疫作用 部分Th細(xì)胞可發(fā)揮針對(duì)腫瘤的特異性免疫，而DCs在這類Th細(xì)胞的生成過程中不可或缺[12]。有研究證明表達(dá)于DCs上的Dectin-1受體在抗真菌免疫過程中參與誘導(dǎo)幼稚CD4+T細(xì)胞分化為Th17和Th1的過程[13]，而這兩種Th細(xì)胞也同樣在抗癌過程中發(fā)揮其獨(dú)特作用[14，15]。同時(shí)，近年來不斷有報(bào)道證明在使用過繼轉(zhuǎn)移方法治療黑色素瘤的過程中，Th9細(xì)胞所發(fā)揮的免疫治療功能要優(yōu)于其他Th細(xì)胞[16，17]。因此人們推測該受體可能同樣參與誘導(dǎo)幼稚CD4+T細(xì)胞分化為Th9的過程，并與腫瘤免疫密切相關(guān)。

針對(duì)以上推測，Zhao等[18]使用Dectin-1受體的興奮劑凝膠多糖對(duì)小鼠骨髓來源的DCs進(jìn)行處理，隨后將其與幼稚CD4+T細(xì)胞共培養(yǎng)。結(jié)果顯示，Dectin-1受體升高后的DCs相對(duì)于未經(jīng)處理的DCs能夠顯著提高幼稚CD4+T細(xì)胞分化為Th9的數(shù)量。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在此過程中，Dectin-1受體通過脾酪氨酸激酶和Raf1下游信號(hào)分子通路激活經(jīng)典和非經(jīng)典NF-κB信號(hào)通路掌控Th細(xì)胞的分化[19]，除了參與相應(yīng)的信號(hào)通路，研究表明Dectin-1受體在接受凝膠多糖刺激后可促使DCs過表達(dá)Th細(xì)胞分化所需的腫瘤壞死因子超家族成員15和OX40L分子，并由此促進(jìn)CD4+T細(xì)胞分化為Th9細(xì)胞，其后Th9細(xì)胞分泌的IL-9可促使CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞發(fā)揮腫瘤免疫功能[20]。

然而，在最近的一項(xiàng)報(bào)道中，Daley等[21]發(fā)現(xiàn)表達(dá)于不同細(xì)胞上的Dectin-1受體功能存在差異。首先，研究人員通過Western blot檢測了胰腺導(dǎo)管腺癌小鼠和野生型小鼠中Dectin-1配體的含量，結(jié)果顯示Dectin-1配體在前者中的表達(dá)要顯著高于后者，同時(shí)接受了Dectin-1激動(dòng)劑處理的小鼠胰腺導(dǎo)管腺癌的惡化程度要比未經(jīng)處理的小鼠更加顯著，以上結(jié)果似乎說明Dectin-1受體能夠促進(jìn)腫瘤的生長，這顯然同之前的研究結(jié)果互相矛盾，然而，胰腺導(dǎo)管腺癌在被敲除Dectin-1受體基因的小鼠體內(nèi)生長情況與野生型小鼠相比并未產(chǎn)生任何顯著改變。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Dectin-1受體主要在腫瘤細(xì)胞的上皮外間質(zhì)中發(fā)揮促進(jìn)腫瘤生長的作用。與野生型小鼠不同，缺乏Dectin-1受體的小鼠僅能誘導(dǎo)CD4+T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生少量的IL-10，并不能減弱CD8+T淋巴細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用。

2 Dectin-2受體的基本結(jié)構(gòu)及其在腫瘤免疫中的作用機(jī)制

2.1Dectin-2受體的結(jié)構(gòu)及分布 Dectin-2的結(jié)構(gòu)同Dectin-1相似，都為Ⅱ型跨膜受體并具有一個(gè)保守糖類識(shí)別中心(Conserved carbohydrate-recognition domain， CRD)[22]。CRD位于Dectin-2受體的碳末端，同時(shí)它還擁有一個(gè)短小的氮末端細(xì)胞質(zhì)中心。

Dectin-2受體最初在單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞上被發(fā)現(xiàn)，此后又不斷有報(bào)道表明在Kupffer細(xì)胞、Langerhans細(xì)胞和一些DCs上也發(fā)現(xiàn)了它的存在[23]。

2.2Dectin-2受體通過Kupffer細(xì)胞發(fā)揮吞噬和清除腫瘤細(xì)胞的功能 通過上文我們已經(jīng)了解Dectin-1受體作為一種CLRs可通過激活NK細(xì)胞發(fā)揮抑制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的重要作用[10]，因此同為CLRs、與Dectin-1的序列同源性較高并同樣接受FcRγ調(diào)節(jié)的Dectin-2受體也開始備受關(guān)注[22，24]。

為驗(yàn)證Dectin-2受體是否也具有腫瘤免疫功能，Kimura等[25]將結(jié)腸癌細(xì)胞株(SL4)、肺癌細(xì)胞株(3LL)、黑色素瘤細(xì)胞(B16F1、B16F10)分別注入野生型小鼠和Dectin-2缺陷型小鼠，結(jié)果顯示注入SL4、B16F1、B16F10的Dectin-2缺陷型小鼠腫瘤肝轉(zhuǎn)移的機(jī)率都高于同樣注入這些細(xì)胞的野生型小鼠，然而，注入3LL的Dectin-2缺陷型小鼠卻沒有發(fā)生這種現(xiàn)象。

與Dectin-1受體不同的是，Dectin-2受體并非高表達(dá)于DCs,而于CD11b+F4/80+Kupffer細(xì)胞上。此后，經(jīng)細(xì)胞流式儀測定，NK細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和CD45-T細(xì)胞同樣不表達(dá)該受體。Dectin-2通過Kupffer細(xì)胞發(fā)揮吞噬和清除腫瘤細(xì)胞的功能，但此功能并不適用于全部的腫瘤細(xì)胞，例如它就不適用于3LL，而與此相反，Dectin-1卻可通過激活NK細(xì)胞抑制3LL轉(zhuǎn)移[10]。此外，有研究表明依賴Dectin-2受體激活的Nlrp3炎癥小體可通過增強(qiáng)NK細(xì)胞功能抑制腫瘤肝轉(zhuǎn)移[26]。這些都說明盡管Dectin-2受體和Dectin-1受體在基本結(jié)構(gòu)和信號(hào)通路上有部分相似之處，但是其功能作用卻不盡相同。

隨后為了探索Dectin-2抑制的腫瘤轉(zhuǎn)移階段，研究人員又將表達(dá)綠色熒光蛋白的SL4細(xì)胞注入小鼠體內(nèi)，并通過檢測不同時(shí)間段人GDNF家族受體mRNA的表達(dá)證明Dectin-2受體在腫瘤肝轉(zhuǎn)移早期發(fā)揮作用。

綜上，高表達(dá)于Kupffer細(xì)胞的Dectin-2受體可在早期抑制部分腫瘤細(xì)胞的肝轉(zhuǎn)移。但是Dectin-2在腫瘤免疫過程中涉及到的信號(hào)通路依然尚未明確。

除了備受關(guān)注的Dectin-1和Dectin-2受體，人們也對(duì)其他CLRs在腫瘤免疫方面產(chǎn)生的作用做了初步研究[27]，例如骨髓抑制性C型凝集素樣受體和樹突狀細(xì)胞NK凝集素受體-1等。

其中，MICL也被稱為CLEC12A，在人體所有的DCs亞群中都廣泛表達(dá)[28]。此前已有研究證明在小鼠模型中同雞卵白蛋白結(jié)合的αCLEC12A抗體可誘導(dǎo)雞卵白蛋白特異性的CD4+和CD8+T細(xì)胞反應(yīng)[29]，同時(shí)，近幾年又發(fā)現(xiàn)CLEC12A可通過NDCA-1+mDCs和pDCs高效介導(dǎo)組織相容性抗原-1長肽的提呈以及交叉呈遞，繼而引發(fā)接受造血干細(xì)胞移植后的患者體內(nèi)大量CD8+T細(xì)胞被激活[30]，這些都側(cè)面驗(yàn)證了CLEC12A能在腫瘤免疫過程中發(fā)揮一定作用。

人類DNGR-1是一種僅在血液DCs亞群中表達(dá)的CLRs，同時(shí)它還具有胞吞作用，這都說明它可能具有幫助DCs遞呈抗原的能力。在體外,DNGR-1的特異性抗體可同抗原決定簇共價(jià)結(jié)合，最終被CD8α+DCs交叉遞呈，在此過程中若給予相應(yīng)佐劑，可誘發(fā)大量的細(xì)胞毒性反應(yīng)。同時(shí)也有研究證明在體內(nèi)使用DNGR-1相關(guān)抗體和相應(yīng)佐劑可抑制黑色素瘤的肺轉(zhuǎn)移[31]。

3 總結(jié)與展望

CLRs的抗原提呈和免疫自穩(wěn)功能使其在腫瘤免疫方面擁有巨大潛力[32]。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，Dectin-1受體激動(dòng)劑β-葡聚糖可以激發(fā)強(qiáng)烈的腫瘤免疫反應(yīng)，應(yīng)用于多種癌癥的治療[33]。同時(shí)，應(yīng)用DNGR-1特異性抗體和佐劑結(jié)合則可抑制黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移[31]。

但是通過整理近幾年的文獻(xiàn)我們發(fā)現(xiàn)，針對(duì)CLRs的研究主要集中在Dectin-1受體之上，而對(duì)其他受體缺乏更加深入的研究，且關(guān)于CLRs在腫瘤免疫過程中涉及到的信號(hào)通路的研究也缺乏整體性和系統(tǒng)性。

需要引起注意的是，不同細(xì)胞上表達(dá)的CLRs在免疫功能中的作用可能并不統(tǒng)一，甚至是互相矛盾的[34]。因此若想利用CLRs的腫瘤抗原遞呈功能增強(qiáng)人體的腫瘤免疫能力，不能單純地通過注射佐劑激發(fā)宿主體內(nèi)所有CLRs活性，而需精確至不同類型的細(xì)胞。例如，我們可使用激動(dòng)劑在體外處理DCs疫苗，增強(qiáng)其對(duì)于腫瘤抗原的遞呈能力。

綜上，CLRs在腫瘤抗原遞呈方面的巨大潛力給腫瘤免疫治療提供了新思路，但是其具體作用原理及作用過程中所涉及到的相關(guān)信號(hào)通路仍需我們進(jìn)一步探索。