DDR1在消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進展

魏麗娜 程龍 張德奎

通信作者簡介：張德奎，蘭州大學第二醫(yī)院消化內(nèi)科主任醫(yī)師、博士研究生導師，美國加州大學洛杉磯分校訪問學者，甘肅省衛(wèi)生廳領軍人才，甘肅省消化委員會副主任委員，甘肅省細胞生物學會副主任委員，甘肅省消化醫(yī)師協(xié)會副會長，甘肅省醫(yī)學會幽門螺桿菌學組組長，中華醫(yī)學會吳階平基金會炎癥性腸病聯(lián)盟常委，Plos One、WJG、《中華臨床醫(yī)師雜志》《中國全科醫(yī)學雜志》《中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志》及《蘭州大學學報（醫(yī)學版）》等雜志編委或?qū)徃鍖＜摇?011年恩德斯消化內(nèi)鏡杰出青年獎獲得者。主要研究方向為炎癥性腸病與消化道腫瘤。從事消化內(nèi)科臨床工作近20年?，F(xiàn)主持國家自然科學基金項目2項，省衛(wèi)生廳行業(yè)計劃項目1項，省自然科學基金2項，其他科研項目5項，在國內(nèi)外雜志發(fā)表文章50余篇，其中SCI文章10篇。獲得省級科技進步二等獎1項，廳級醫(yī)學科技獎2項。

【摘要】隨著生活方式、飲食習慣的改變，消化系統(tǒng)腫瘤已經(jīng)成為造成癌癥相關死亡的重要原因，由于臨床癥狀的非特異性，多數(shù)患者在發(fā)現(xiàn)病灶時已伴有遠處轉(zhuǎn)移，亟待尋找腫瘤早期轉(zhuǎn)移的機制。盤狀結構域受體1（DDR1）是一種新型受體酪氨酸激酶，在許多腫瘤中表達異常，并且通過細胞增殖、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、遷移和侵襲等多種機制參與到腫瘤的進展過程。該文就DDR1在消化系統(tǒng)腫瘤中的作用和機制作一綜述，以期為其診治研究提供新的思路。

【關鍵詞】盤狀結構域受體1;受體酪氨酸激酶;消化系統(tǒng)腫瘤

Research progress on DDR1 in digestive system tumors Wei Lina， Cheng Long， Zhang Dekui. Department of Gastroenterology， Lanzhou University Second Hospital， Lanzhou 730030， China

Corresponding author， Zhang Dekui， E-mail： sczdk1972@163.com

【Abstract】Along with the changes in lifestyle and eating habits， digestive system tumors have become a major cause of cancer-related deaths. Due to the non-specific clinical symptoms， most patients have been complicated with distant metastases when the lesions are detected. It is urgent to unravel the mechanism underlying early tumor metastasis. Discoidin domain receptor 1 （DDR1） is a novel type of receptor tyrosine kinase， which is abnormally expressed in multiple types of tumors. It is involved in tumor progression through multiple mechanisms， such as cell proliferation， epithelial mesenchymal transformation， migration and invasion， etc. This article reviewed the role and mechanism of DDR1 in digestive system tumors， aiming to provide novel ideas for the diagnosis and treatment of this disease.

【Key words】Discoidin domain receptor 1; Receptor tyrosine kinase; Digestive system neoplasm

常見的消化系統(tǒng)腫瘤有胃癌、結直腸癌、肝癌及胰腺癌等，其病死率在各個國家和地區(qū)之間存在差異，但隨著我國人口老齡化，其病死率也將逐漸上升[1-4]。其中，肝癌是繼肺癌之后，在2005 ～ 2015年全球范圍內(nèi)癌癥致死的第二大原因[2]。而胰腺癌則是發(fā)達國家癌癥死亡的主要原因，也是全世界最致命的惡性腫瘤之一，其5年生存率不足5%，由于其發(fā)現(xiàn)時往往已經(jīng)伴隨遠處轉(zhuǎn)移，所以早期診斷至關重要[5]。有研究者關注到DNA的甲基化可以出現(xiàn)在胰腺癌的癌前病變期，并且可能成為胰腺癌診斷的早期標志物[6]。除了早期診斷外，腫瘤早期轉(zhuǎn)移的機制也亟待研究，盤狀結構域受體1（DDR1）是一種新型受體酪氨酸激酶（RTK），其激活后可以調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），在腫瘤細胞的遷移中起到重要作用[7]。因此，了解DDR1在消化系統(tǒng)腫瘤中的作用機制，對于其轉(zhuǎn)移機制及治療具有重要意義。

一、DDR1簡介

盤狀結構域受體（DDR）是20世紀90年代早期發(fā)現(xiàn)的跨膜RTK超家族的成員。它們在結構上與其他RTK的區(qū)別在于胞外結構域中存在盤狀結構。已經(jīng)鑒定出了2種類型的DDR，即DDR1和DDR2，它們具有不同的表達譜和配體特異性。DDR1有5個剪接變異體，DDR1a、DDR1b、DDR1c、DDR1d和DDR1e，由外顯子的選擇性剪接或缺失產(chǎn)生，而DDR2只有一個同工型。DDR1a、DDR1b和DDR1c編碼全長的酶活性受體，但DDR1d和DDR1e是激酶缺陷型受體，因為它們的胞質(zhì)片段被截短或存在激酶缺陷。DDR1和DDR2的胞外盤狀結構域包括一個膠原結合位點、一個有助于膠原誘導受體活化的盤狀結構域以及一個包含N-和O-糖基化位點及 MMP切割位點的胞外近膜區(qū)。此外，DDR還有一個單一的跨膜螺旋和一個胞內(nèi)近膜調(diào)節(jié)區(qū)域，即胞質(zhì)酪氨酸激酶結構域的上游。典型的RTK的配體是肽樣生長因子，但DDR是被各種類型的三重螺旋膠原激活的，這些膠原是細胞外基質(zhì)中最豐富的成分。具體來說，DDR1可以與迄今為止鑒定的幾乎所有類型的膠原結合，而DDR2則只能與Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型纖維膠原以及非纖維型的X型膠原結合，并且只有當膠原蛋白處于天然的三重螺旋形式時，DDR才會被激活，因為缺乏三重螺旋結構的熱變性膠原蛋白，如明膠，是無法誘導出激酶活性的。DDR1和DDR2除了與它們結合的配體不同之外，還表現(xiàn)出不同的表達譜。DDR1在肺、腎、結腸和腦的上皮細胞中廣泛表達，而DDR2主要在腎、皮膚、肺、心臟和結締組織中的間充質(zhì)細胞（包括成纖維細胞、肌成纖維細胞、平滑肌細胞和軟骨細胞）上表達。

二、DDR1在腫瘤中的作用機制

DDR1已經(jīng)被證實與肺癌、乳腺癌及結直腸癌等多種惡性腫瘤有密切關系。DDR1主要通過影響癌細胞的增殖、遷移、侵襲、分化和EMT等多種方式對癌癥起到促進作用。Zhong等[8]發(fā)現(xiàn)DDR1在乳腺癌組織中的表達水平較鄰近正常組織高，當敲除DDR1后腫瘤組織生長受到抑制，并且腫瘤組織中早期出現(xiàn)活化和增殖的CD8+T淋巴細胞，提示DDR1可以通過調(diào)節(jié)腫瘤浸潤性T淋巴細胞調(diào)節(jié)腫瘤生長。Azizi等[9]在另一項研究中抑制DDR1表達后，前列腺癌細胞上N-鈣黏蛋白和波形蛋白的表達降低，而E-鈣黏蛋白的表達增加，并且DDR1被抑制后可以通過抑制Pyk2和MKK7信號通路阻止EMT，并誘導前列腺癌細胞的細胞周期停滯和細胞凋亡。而在甲狀腺癌中，DDR1沉默或下調(diào)后可以通過阻斷IGF-2/IR-A自分泌環(huán)路，誘導低分化甲狀腺癌細胞的分化[10]。甚至抑制DDR1的表達可以誘導自噬，改善膠質(zhì)母細胞瘤對放射治療和化學治療的敏感性[11]。此外，DDR1還可以調(diào)節(jié)由基質(zhì)受體（整合素）、細胞因子（轉(zhuǎn)化生長因子-β）和跨膜受體（Notch1）啟動的信號通路[12]。DDR1與各種受體的相互作用對于調(diào)節(jié)生理和病理狀況下細胞的存活、遷移和分化是重要的。

三、DDR1與消化系統(tǒng)腫瘤

1.DDR1與胃癌

對160例胃癌患者的病理標本分析顯示，DDR1在胃癌組織中表達，并且在分化差、浸潤深并伴有淋巴結和遠處轉(zhuǎn)移的TNM分期較高的胃癌標本中表達顯著增高。而在對MKN45、SGC7901和BGC823（3種胃癌細胞系）和GES1（正常胃上皮細胞系）的實驗中也證實，DDR1在胃癌細胞上表達，而在正常的胃上皮細胞則不表達，并且DDR1高表達的胃癌細胞具有更強的侵襲和遷移能力。成瘤實驗也證實高表達DDR1促進了瘤體的生長[13]。在另一項研究中，Hur等（2017年）收集了202例胃癌患者標本，其中50.5%的標本表達DDR1，并且這些患者明顯預后不良。細胞實驗證實膠原刺激后引起DDR1高表達，并且可以促進其發(fā)生EMT，活化后的胃癌細胞增殖能力和遷移能力都得到增強。在隨后的動物實驗中，當給予DDR1抑制劑苯甲酰胺7RH后，可以觀察到接種胃癌細胞MKN28的小鼠體內(nèi)腫瘤生長減緩，同時磷酸化的DDR1表達也是降低的[14]。在研究DDR1與胃癌轉(zhuǎn)移的關系時發(fā)現(xiàn)，DDR1的表達與腫瘤的轉(zhuǎn)移甚至早期復發(fā)相關，表達DDR1的胃癌患者比DDR1陰性的患者無復發(fā)存活時間縮短了6倍，并常伴有腹膜轉(zhuǎn)移。其中，在腫瘤相關成纖維細胞（CAF）的作用下引起DDR1的表達上調(diào)是誘導腫瘤發(fā)生的關鍵因素，其可能是因為CAF誘導的細胞因子如IL-6激活了胃癌細胞中的JAK/STAT3通路，引起DDR1的上調(diào)[15]。

2.DDR1與結直腸癌

Hu等[16]通過分析臨床樣本和結腸腫瘤細胞系（LOVE1、LOVO），發(fā)現(xiàn)DDR1在mRNA水平和蛋白水平都明顯增高，并且高于癌旁組織和正常人結腸上皮細胞系。隨后的實驗證明DDR1表達增強可以促進N-鈣黏蛋白和波形蛋白表達，并降低E-鈣黏蛋白表達，從而有利于癌細胞的侵襲和遷移，而通過敲除2種細胞系中的DDR1基因，細胞的侵襲性和遷移性明顯降低，結果表明DDR1的上調(diào)有助于結直腸癌的轉(zhuǎn)移和進展，并且是通過增加腫瘤細胞的侵襲性和促進EMT來實現(xiàn)的。Jeitany等[17]也通過細胞和動物實驗證實，DDR1高表達促進了結腸癌的侵襲和轉(zhuǎn)移，DDR1被證實在多種結直腸腫瘤細胞系中均有較高的表達活性，并且沉默DDR1后，在裸鼠脾內(nèi)接種了HCT116（人結腸癌細胞系）細胞，可以觀察到癌細胞在體內(nèi)的轉(zhuǎn)移能力顯著下降。其中的機制可能是抑制DDR1后，降低了結直腸癌細胞中核連環(huán)蛋白和β-連環(huán)蛋白的水平，同時，對143例Ⅳ期結直腸癌患者的標本分析得到，高表達水平的DDR1是預后不良的獨立危險因素[18]。

3.DDR1與肝癌

DDR1在肝癌細胞系和肝細胞癌患者中都是過表達的，并且其過表達與晚期腫瘤的分期相關。目前已知持續(xù)的DDR1激活可以調(diào)節(jié)MMP，而由于其降解細胞外基質(zhì)成分的能力，所以MMP對癌細胞的侵襲和遷移起到重要作用。Lee等[19]的研究證實DDR1和MMP2、MMP9的上調(diào)是肝癌細胞轉(zhuǎn)移和侵襲的必要條件，這可能是由于DDR1顯著降低了E-鈣黏蛋白的表達，并增加了N-鈣黏蛋白和波形蛋白的表達（E-鈣黏蛋白、N-鈣黏蛋白和波形蛋白是EMT的標志），從而促進了EMT。Park等（2007年）的實驗再次佐證了上述結論，通過轉(zhuǎn)染HLE和Huh-7肝癌細胞系，使其高表達DDR1，最后發(fā)現(xiàn)DDR1a和DDR1b的過度表達導致MMP2和MMP9的表達增加，并且其侵襲性和遷移性也明顯增強。

4.DDR1與胰腺癌

Huo等（2015年）對205例胰腺癌患者做回顧性研究分析顯示，高表達DDR1與年齡、淋巴結轉(zhuǎn)移和遠處轉(zhuǎn)移一樣，都可以作為胰腺癌的獨立預后因素，生存分析也顯示高表達DDR1的患者其生存期更短。在對胰腺癌的臨床樣本分析時，發(fā)現(xiàn)DDR1的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平均明顯升高。對胰腺癌細胞系PANC-1和AsPC-1的分析顯示，DDR1高表達顯著增加了胰腺癌細胞形成侵入性偽足（Invadsome）和降解基質(zhì)的能力[20]。Zhu等（2019年）在一項動物實驗中，通過向C57BL/6小鼠原位植入BMF-A3和Pan02細胞來建立胰腺癌模型，并評估DDR1抑制劑

7 rh對胰腺癌的療效，實驗結果表明，動物口服7 rh[25或者50 mg/（kg·d），持續(xù)3周]后胰腺癌的進展顯著被抑制。同樣地，Aguilera等（2017年）用DDR1抑制劑7 rh聯(lián)合吉西他濱、紫杉醇治療胰腺癌小鼠時，其生存中位期延長，并且顯著降低了DDR1活化和下游信號傳導，也降低了原發(fā)性腫瘤負荷。病理學分析顯示治療后小鼠腫瘤組織中波形蛋白和細胞增殖減少，并且增加了癌細胞的凋亡，其具體機制可能是：膠原誘導DDR1的激活，并通過胰腺癌細胞中蛋白酪氨酸激酶2和富集于偽足的非典型激酶1刺激促腫瘤信號的傳導。為了解DDR1在胰腺導管腺癌（PDA）進展中的作用，Ruggeri等[21]首次在KPC小鼠中敲除了DDR1基因（KrasG12D/+;Trp53R172H/+;PtflaCre/+），這是一種廣泛用于PDA進展的研究基因工程小鼠模型，他們發(fā)現(xiàn)DDR1在PDA高度表達，并且與對照野生型KPC小鼠相比，DDR1缺失的KPC小鼠出現(xiàn)了分化良好、增殖較少和轉(zhuǎn)移性差的腫瘤。盡管DDR1促進胰腺癌的進展可能是通過抑制腫瘤組織纖維化引起的，但是來自自發(fā)性腫瘤模型和胰腺炎相關腫瘤模型的數(shù)據(jù)表明，DDR1對胰腺腺泡細胞的穩(wěn)態(tài)、再生以及對膠原的沉積、聚合的調(diào)節(jié)是必需的，而長期使用DDR1抑制劑可能造成胰腺萎縮。

四、展 望

DDR1作為RTK家族的一員，在諸多消化系統(tǒng)腫瘤中都存在異常的表達，其被膠原蛋白激活后，通過多種下游信號途徑參與到腫瘤的浸潤、轉(zhuǎn)移和生長等過程中。目前應用的針對DDR1的抑制劑已經(jīng)在腫瘤治療中表現(xiàn)出初步的療效，但同時考慮到DDR1在正常生理過程中的作用，沉默DDR1或者長期使用DDR1抑制劑可能存在一些嚴重的不良反應，尚待進一步觀察和研究?？傊?，DDR1對于理解腫瘤的轉(zhuǎn)移和侵襲提供了一個新的思路及方向，未來對DDR1及其抑制劑的研究可能有助于在傳統(tǒng)化學治療藥物的基礎上提供新的輔助療法。

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（收稿日期：2021-04-05）

（本文編輯：楊江瑜）