TGR5 在消化系統(tǒng)惡性腫瘤中的作用及機(jī)制研究進(jìn)展

謝 川，楊 熊，程 龍，代 鑫，王 強(qiáng)，余前軍，陳思平，汪 濤

作者單位：637199 四川 南充，川北醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系（謝 川，楊 熊，代 鑫，王 強(qiáng)）；西部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院全軍普外中心（謝 川，楊 熊，程 龍，代 鑫，王 強(qiáng)，余前軍，汪 濤）；西南交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院（陳思平）

消化系統(tǒng)惡性腫瘤具有較高發(fā)病率及病死率，給全球帶來了沉重的醫(yī)療負(fù)擔(dān)。 因此，尋求新的預(yù)防與治療模式及策略具有重要意義。 新近發(fā)現(xiàn)的膽汁酸膜受體TGR5（gprotein-coupled bile acid receptor 1，GPBAR1） 在人體內(nèi)廣泛表達(dá)，其在調(diào)節(jié)膽汁酸代謝、糖脂代謝、炎癥反應(yīng)和細(xì)胞增殖等方面發(fā)揮重要作用。 此外，TGR5 在多種腫瘤中異常表達(dá)，與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，有望成為預(yù)防和治療消化道腫瘤的新靶點(diǎn)。筆者就TGR5 的分子生物學(xué)特性及其在消化系統(tǒng)惡性腫瘤中的作用及機(jī)制研究展開綜述，并簡要闡述其對消化道腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響及臨床治療潛力。

1 TGR5 的分子生物學(xué)特征

TGR5 是一種 G 蛋白耦聯(lián)受體，又稱 M-BAR、BG37 或GPR131，于2002 年首次報道。 TGR5 由單一外顯子編碼，定位于人染色體2q35 上[1]。 人TGR5 開放閱讀框包含993個堿基對，可編碼330 個氨基酸[2]。 TGR5 廣泛表達(dá)于人體組織和器官中，其在脾臟和胎盤中水平最高，其他部位包括肺、肝臟、胃、腸道等也有表達(dá)[1]。 膽汁酸（BA）不僅參與脂質(zhì)代謝，也是TGR5 的內(nèi)源性天然激動劑，且游離及結(jié)合型BA 均能激活TGR5， 其中石膽酸是其親和力最強(qiáng)的激動劑，其次為脫氧膽酸（DCA）＞鵝脫氧膽酸＞膽酸[3]。

2 TGR5 在腫瘤發(fā)生及發(fā)展中的作用

近年來隨著對TGR5 研究的深入，發(fā)現(xiàn)其參與多種消化系統(tǒng)腫瘤的凋亡與增殖的過程， 從而導(dǎo)致腫瘤的進(jìn)展。敲除TGR5 顯著降低了食管癌（ECA）細(xì)胞系 FLO 中 BA誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖[4]。 此外，敲除胃癌（GC）AGS 細(xì)胞中的TGR5， 顯著降低了?；敲撗跄懰嶂委熀蠛突A(chǔ)條件下胸腺嘧啶的摻入[5]。 這進(jìn)一步支持了TGR5 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖的作用。

表皮生長因子受體 （EGFR） 與多種癌癥信號通路相關(guān)。 TGR5 參與了 BA 介導(dǎo)的 EGFR-ERK 1/2 途徑，發(fā)揮促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖及凋亡抑制作用[6]。 TGR5 通過ROS-cSrc-EGFR-Erk1/2 通路的激活促進(jìn)膽管癌（CCA）細(xì)胞增殖[7]。 在結(jié)直腸癌（CRC）細(xì)胞系中，DCA 可通過 TGR5-Src-ADAM-17-AREG-EGFR 激活起作用，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖[8]。此外，TGR5 還參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞的侵襲及遷移等生物學(xué)過程。 TGR5 的激活可誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞遷移表型的獲得，包括更大程度地侵襲基質(zhì)膠、遷移到劃痕創(chuàng)面、穿越穿透小室屏障及粘附到小鼠腹膜[9]。 CCA 組織學(xué)主要特征之一是嗜神經(jīng)性，其導(dǎo)致頻繁的神經(jīng)周圍浸潤(PNI)，并通過其進(jìn)行局部浸潤轉(zhuǎn)移。 研究發(fā)現(xiàn)，TGR5 在CCA 組織中上調(diào)并與神經(jīng)浸潤相關(guān)[10]。 此外，TGR5 的激活可觸發(fā) CCA 細(xì)胞的遷移和侵襲[11]。

有趣的是，目前也有研究認(rèn)為TGR5 抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展。 研究發(fā)現(xiàn)，激活TGR5 的激活可降低胃癌細(xì)胞的增殖和遷移，并增強(qiáng)其凋亡[12]。 因此，筆者認(rèn)為TGR5 在腫瘤增殖、凋亡、侵襲及轉(zhuǎn)移中的作用可能存在器官和組織的差異，也可能存在配體種類和濃度的差異，需要對不同腫瘤進(jìn)行個體化的研究，從而闡明TGR5 在不同腫瘤中的異質(zhì)性。

3 TGR5 在多種人類消化系統(tǒng)腫瘤中的作用

3.1 食管癌 EAC 的發(fā)生是一個從正常食管鱗狀上皮逐漸發(fā)展至反流性食管炎、Barrett 食管、 不典型增生及EAC 的多步驟過程。 BA、胃食管反流?。℅ERD）引起的反酸和炎癥會加速這些事件的發(fā)生和發(fā)展。

研究表明，TGR5 在EAC 和癌前病變組織中均呈高表達(dá)，且TGR5 高表達(dá)的患者總體生存率較低表達(dá)者更差[13]。然而另有研究表明，TGR5 的高表達(dá)與患者臨床、 病理分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)無關(guān)，但其表達(dá)水平在高度不典型增生和EAC 中明顯高于Barrett 食管或低度不典型增生[14]。因此，TGR5 與EAC 預(yù)后之間的關(guān)系還需要進(jìn)一步闡明。

既往研究發(fā)現(xiàn)，緊密連接蛋白（claudin）-2 的表達(dá)可能與炎癥性腸?。↖BD）相關(guān)腫瘤的早期轉(zhuǎn)化相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)[16]，從正常的鱗狀粘膜到柱狀細(xì)胞化生、Barrett 食管、 低度和高度不典型增生到EAC 整個樣本組織中，claudin-2 的表達(dá)顯著增加且與 TGR5 表達(dá)呈正相關(guān)[15]。 因此，TGR5 可能參與了IBD 相關(guān)腫瘤的早期轉(zhuǎn)化。

近期研究證實(shí)，在多種癌癥中可檢測到活性氧（ROS）的增加，其可以激活促腫瘤生成信號，并驅(qū)動DNA 損傷和遺傳不穩(wěn)定。 BA 可能通過激活TGR5 和環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白激活NOX5-S 并增加ROS 的產(chǎn)生，從而促進(jìn)從 Barrett 食管到 EAC 的發(fā)展[16]。 因此， TGR5 可能是 EAC發(fā)展過程中的促癌因子， 但其具體機(jī)制以及與EAC 預(yù)后的相關(guān)性仍需進(jìn)一步探索與驗(yàn)證。

3.2 胃癌 GC 特別是腸型GC 的發(fā)生被認(rèn)為是一個多步驟過程，包括慢性非萎縮性胃炎、萎縮性胃炎、腸上皮化生、異型增生、浸潤性癌。

BA 反流入胃可增加胃黏膜腸上皮化生的風(fēng)險。 研究發(fā)現(xiàn)， 正常胃上皮細(xì)胞中未發(fā)現(xiàn)TGR5 過表達(dá)， 而在約12%腸上皮化生患者中發(fā)現(xiàn)TGR5 過表達(dá)，并且TGR5 的表達(dá)增加與不良預(yù)后相關(guān)[5]。 因此，BA 可能通過激活TGR5參與GC 的發(fā)生、發(fā)展。

癌癥轉(zhuǎn)移是一個始于上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），與原發(fā)腫瘤的分離以及遠(yuǎn)端浸潤呈多步驟的級聯(lián)反應(yīng)，其特點(diǎn)是用N- 鈣黏蛋白（N-cadherin）替代 E- 鈣黏蛋白（E-cadherin）。研究發(fā)現(xiàn)，TGR5 的激活介導(dǎo)了GC 細(xì)胞系MKN45 的侵襲和遷移[9]。GC 中 TGR5 與 N-cadherin 的表達(dá)顯著相關(guān)，其高表達(dá)是晚期 GC 的特征[9]。 因此，TGR5 可能通過促進(jìn)EMT從而介導(dǎo)GC 的侵襲及轉(zhuǎn)移。

轉(zhuǎn)錄活化因子（STAT）3 參與增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的存活、促進(jìn)增殖和侵襲以及誘導(dǎo)抗腫瘤免疫抑制等多種生物學(xué)過程。 GC 細(xì)胞系中，TGR5 的激活可拮抗STAT3 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而抑制細(xì)胞的增殖和遷移并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[12]。 綜上，目前TGR5 在GC 中的作用仍有爭議，仍需更全面和詳細(xì)的研究。

3.3 肝癌 原發(fā)性肝癌多為肝細(xì)胞癌（HCC），慢性炎癥包括慢性病毒性肝炎及酒精性肝炎在HCC 的進(jìn)展中占據(jù)重要作用。 當(dāng)前研究認(rèn)為， TGR5 主要表達(dá)于肝竇內(nèi)皮細(xì)胞及庫普弗細(xì)胞。目前TGR5 與HCC 的研究較少，這可能與TGR5 并不表達(dá)于肝臟的實(shí)質(zhì)細(xì)胞有關(guān)，因此我們將主要從炎癥以及TGR5 DNA 異常甲基化來間接闡述TGR5與HCC 的關(guān)系。

在小鼠腹膜內(nèi)注射脂多糖后，TGR5 缺陷型小鼠較野生型小鼠更易發(fā)生肝損傷，同時肝臟病理組織學(xué)檢查也證實(shí)前者體內(nèi)炎癥浸潤及肝細(xì)胞凋亡增強(qiáng)[17]。 此外，在非酒精性肝病小鼠模型中，雙激動劑INT-767 激活FXR/TGR5可改善肝臟脂肪變性并抑制炎癥反應(yīng)[18]。 TGR5 的炎癥抑制作用表現(xiàn)出其在肝臟炎癥以及HCC 中的治療潛力。

疾病特異性異常DNA 甲基化是目前公認(rèn)的癌癥標(biāo)志。通過檢測體液中死去癌細(xì)胞的DNA 甲基化，可以為包括HCC 在內(nèi)的人類癌癥的早期診斷提供新的潛在生物標(biāo)記[19]。 Han 等[20]發(fā)現(xiàn)血清 TGR5 啟動子異常甲基化可作為乙型肝炎病毒相關(guān)HCC 的潛在生物標(biāo)志物， 其與甲胎蛋白（AFP）聯(lián)合應(yīng)用可提高單獨(dú)使用AFP 對HCC 患者的診斷價值。 綜上，TGR5 具有保護(hù)肝臟免于過度炎癥反應(yīng)以及潛在的抑制HCC 的作用， 并且通過檢測TGR5 啟動子異常甲基化有助于HCC 的早期診斷。

3.4 膽管癌 CCA 是全球第二常見的原發(fā)性肝臟惡性腫瘤，根據(jù)發(fā)生部位可分為肝內(nèi)膽管癌、肝門膽管癌、肝外膽管癌。

TGR5 的激活可促進(jìn)膽管上皮細(xì)胞中氯化物及碳酸氫鹽的分泌，并觸發(fā)細(xì)胞增殖及抑制細(xì)胞凋亡[21]。 這種碳酸氫鹽傘的保護(hù)機(jī)制可使膽管上皮細(xì)胞免受由BA 誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷， 并且這種促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制凋亡的作用可減輕膽汁淤積情況下的損傷。 這兩種機(jī)制有利于減少原發(fā)性膽汁性膽管炎和原發(fā)性硬化性膽管炎發(fā)展為CCA 的風(fēng)險[7,11]。

然而，TGR5 在CCA 組織中的表達(dá)較周圍正常組織上調(diào)[7,21]，并且與神經(jīng)浸潤相關(guān)[10]。 人 CCA 組織中 TGR5 的高表達(dá)意味著惡性程度的增高[7,22]。 此外，最新的研究表明，TGR5 可促進(jìn)CCA 細(xì)胞增殖、遷移和侵襲[11]，并通過刺激腺苷酸環(huán)化酶誘導(dǎo)CD95R 絲氨酸磷酸化， 從而抑制CCA細(xì)胞凋亡[7]。 綜上，TGR5 的激活可保護(hù)膽道上皮免受BA的毒性作用， 并具有促進(jìn)細(xì)胞增殖及抑制細(xì)胞凋亡的作用。眾所周知，腫瘤的發(fā)生是細(xì)胞凋亡與增殖失衡的結(jié)果。因此，筆者認(rèn)為TGR5 促進(jìn)CCA 細(xì)胞增殖、侵襲和遷移并抑制凋亡也有跡可循，但其具體機(jī)制還有待深入研究。

3.5 結(jié)直腸癌 CRC 是世界上最常見的消化道惡性腫瘤之一。 慢性炎癥性腸道疾病， 如IBD， 包括克羅恩病（CD）和潰瘍性結(jié)腸炎，被認(rèn)為是CRC 的危險因素。

腸道內(nèi)存在大量的組織巨噬細(xì)胞，分為1 型巨噬細(xì)胞（M1）和 2 型巨噬細(xì)胞（M2），前者具有促炎功能，后者具有抗炎和免疫抑制功能。 BA 激活TGR5 會誘導(dǎo)混合表型的巨噬細(xì)胞，并以 M2 表型為主[23]。 此外，腸道中的 CD14+巨噬細(xì)胞產(chǎn)生血清腫瘤壞死因子-α 是CD 發(fā)病核心機(jī)制，TGR5 激動劑可抑制該過程[24]。 這表明TGR5 具有作為腸道慢性炎癥性疾病中抗炎因子的潛力。 Cipriani 等[25]通過嚙齒類動物結(jié)腸炎模型進(jìn)一步證實(shí)了上述作用。 因此，TGR5 的表達(dá)有助于抑制腸道炎癥，進(jìn)而減少IBD 轉(zhuǎn)化為腫瘤的風(fēng)險。

另一方面， 腸道反復(fù)及長時間暴露于高水平的次級BA 可能會誘發(fā) CRC[28-30]。 CRC 細(xì)胞系中，TGR5 可通過調(diào)控DCA 誘導(dǎo)的EGFR 相關(guān)信號通路促進(jìn)細(xì)胞生長[8]。 綜上，TGR5 可作為腸道的抗炎因子， 而其在腫瘤中的作用還需進(jìn)一步闡明。

4 總結(jié)和展望

TGR5 廣泛表達(dá)于人體組織和器官，在體內(nèi)其天然配體BA，尤其是次級BA 的作用下，參與人體物質(zhì)能量代謝和炎癥反應(yīng)，同時在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。因此，有關(guān)TGR5 天然及合成的激活劑等靶向藥物的研究，有望在人類良惡性疾病診治中發(fā)揮重要作用，TGR5 作為潛在治療靶點(diǎn)具有良好的發(fā)展前景。 同時，盡管TGR5 在腫瘤中的作用研究報道不甚一致，但目前多數(shù)研究支持TGR5起著促進(jìn)腫瘤的作用。 筆者認(rèn)為，高濃度的次級BA 是消化系統(tǒng)尤其是肝膽管系統(tǒng)中獨(dú)有的微環(huán)境，TGR5 可能在消化系統(tǒng)腫瘤尤其是肝膽系統(tǒng)腫瘤進(jìn)展中起著重要作用。目前，TGR5 在消化系統(tǒng)腫瘤中作用及機(jī)制研究報道較少，未來需要對TGR5 在不同類型消化系統(tǒng)腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲及轉(zhuǎn)移方面進(jìn)行深入研究，同時對于不同BA 類型及濃度對不同腫瘤的作用異質(zhì)性也需要詳細(xì)探討，從而為TGR5 作為消化系統(tǒng)腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)提供重要的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。