诱骗受体3诱导的免疫逃避在肿瘤诊断与治疗中的价值
【摘要】 诱骗受体3是人胚胎中分离出的一段互补全长脱氧核糖核酸, 相对分子质量约35000, 由271个氨基酸所组成的分泌蛋白质构成了成熟的诱骗受体3。诱骗受体3能够与Fas配体(fas ligand, FasL)、LIGHT和TLIA三个配体竞争性结合, 阻断其介导的细胞信号转导通路, 从而调节细胞增殖、抑制细胞凋亡、逃避免疫监视、形成肿瘤血管。除此之外, 诱骗受体3还有负性调节人体免疫攻击和杀伤作用, 有助于肿瘤的发生、发展。
【关键词】 诱骗受体;Decoy Receptor;肿瘤坏死因子
1 诱骗受体3 概述
1. 1 诱骗受体3的编码基因及基本结构 Pitti等[1]于1998年在人胚胎肺中分离出一段新的全长互补的脱氧核糖核酸, 命名为诱骗受体3。诱骗受体3编码基因M68定位于人类染色体20q13.3, 诱骗受体3编码序列区共有3个外显子, 它和其他基因共同构成一个基因簇, 调控人体细胞生长发育过程。全长cDNA编码一条300个氨基酸所的多肽, 在N端前29个氨基酸构成信号肽序列, 随后连接4个半胱氨酸富集区序列, 此特点与肿瘤坏死因子受体家族其他成员相似, 而且在第173位天冬酰胺处可发现 1个N-糖基化位点, 无跨膜序列。成熟诱骗受体3是一种由271个氨基酸组成的分泌蛋白。诱骗受体3与Fas, 肿瘤坏死因子受体2及骨保护素的相同序列分别为17%、29%和31%, 经丙烯酰胺凝胶电泳检测结果可见一个相对分子质量为35000的诱骗受体3蛋白条带。
1. 2 诱骗受体3的调控机制 有研究发现HGHT和FasL介导的细胞增殖和凋亡, 在组织重构、胚胎发育、免疫调节与肿瘤发生发展等过程中起重要作用。两者均具有显著序列同源性的C末端受体结合区, 说明两者可能有与诱骗受体3结合的相同的抗原决定簇。具体调控机制:①诱骗受体3通过与Fas竞争性结合FasL, 形成稳定的复合物诱骗受体3-FasL, 从而阻断Fas-FasL介导的凋亡, 由此参与肿瘤细胞的免疫逃避行为[2]。②诱骗受体3作为一种效应因子, 使Th1/Th2平衡向Th2型偏离, 从而诱导了保护性免疫应答[3-5]。③诱骗受体3可通过各种信号通路使CD14+单核细胞转化为巨噬细胞, 有文献发现经过诱骗受体3处理后的巨噬细胞的特异性表面抗原表达下调, 同时其凋亡小体和吞噬免疫复合物的活性也显著降低、释放炎症介质的能力受损, 从而下调了宿主的免疫应答能力[6-9]。④诱骗受体3 能抑制趋化因子受体/配体CXCL12/SDF-1对T细胞的趋化作用, 从而减少局部组织中CD4+T细胞和CD8+T细胞的浸润[10]。⑤诱骗受体3还可诱导树突状细胞的凋亡, 用诱骗受体3处理的树突状细胞可抑制混合淋巴细胞反应中CD4+T细胞增殖, 并促进Th2型细胞因子的分泌[11-14], 最终也是下调了宿主的免疫应答能力。
1. 2. 1 诱骗受体3与FasL/Fas信号通路 Pitti等[1]研究还发现, FasL是诱骗受体3-Fc的一个配体。诱骗受体3的Fc能与可溶性FasL结合成稳定的复合物诱骗受体3-FasL, 由此抑制Fas-FasL诱导的细胞凋亡和FasL依赖性NK细胞的活性。有研究建立了鼠肝炎模型, 发现在Fas+MRL/lpr鼠内不会引起肝细胞病变, 在Fas+鼠体内静脉注射人FasL 2 h, 会引起急性肝细胞凋亡;然而经过诱骗受体3预处理的Fas+鼠, 即使静脉注射了FasL, 肝细胞凋亡也会显著减轻。有研究采用BIA-core分析诱骗受体3、诱骗受体3-Fc、Fas-Fc与FasL的亲合力, 证明诱骗受体3与FasL的亲和力最强, 其Kd值为17.2 nmol/L, 这说明FasL和所有纯化的受体均有相对高的亲合力。当对常见的肿瘤细胞HT29和Jurkat T白血病细胞的生存能力进行分析时发现, 诱骗受体3亦可以抑制FasL介导的细胞毒性作用。FasL诱导的HT29细胞毒性与其浓度密切相关, 呈剂量依赖性, 其最大效应浓度为1~10 μg/L, 而在诱骗受体3-Fc浓度达到100 μg/L时, 也不能诱导细胞死亡。但是, 诱骗受体3在Jurkat T白血病细胞中的有效性却较弱。同时有组织学实验也证实, HT29细胞和Jurkat T细胞对FasL细胞毒性作用更为敏感, 文章推测这种差异与Fas在靶细胞的表达水平有关, 而且可能涉及细胞内凋亡先相介导物出现异常。
1. 2. 2 诱骗受体3与 LIGHT信号通路 LIGHT又称HVEM-L, 是与单纯疱疹病毒糖蛋白D竞争结合HVEM的淋巴毒素类似物, 在T细胞上可诱导表达, 其在淋巴结、脾、巨噬细胞和激活的T淋巴细胞中为高表达。LIGHT作为一种共刺激分子, 可通过CD28非依赖信号传递途径刺激T细胞的生长和IFN-7、GM-CSF的分泌, 同时阻抑HVEM依赖性HSV-1的感染, 诱导肿瘤细胞凋亡, 在树突状细胞分化成熟等多方面均具有显著的生物学作用。
LIGHT有3种不同的作用途径发挥生物学作用:疱疹病毒侵入介体(HVEM, 又称TR2)、淋巴毒素8受体以及诱骗受体3。HVEM 是HSV-1进入人T淋巴母细胞的特殊受体, 以人造血细胞系中表达最为明显, HVEM或其配体可在T细胞增殖过程中发挥作用;淋巴毒素8受体主要表达于多种肿瘤细胞表面, 但在T、B淋巴细胞无表达, 它主要诱导肿瘤细胞凋亡。
1. 2. 3 诱骗受体3与肿瘤坏死因子样配体1A/死亡受体3信号通路 肿瘤坏死因子样配体1A为肿瘤坏死因子超家族成员, 是死亡受体3和诱骗受体3的配体, 可与死亡受体3特异性结合启动细胞凋亡信号传递, 最终诱导细胞凋亡。诱骗受体3能与死亡受体3竞争性结合肿瘤坏死因子样配体1A, 从而拮抗凋亡、抑制炎症细胞因子分泌和降低IL-12反应性。诱骗受体3竞争性的结合肿瘤坏死因子样配体1A, 在免疫应答过程中抑制T细胞增殖, 拮抗肿瘤坏死因子样配体1A在死亡受体3阳性细胞株中激活NF-κB, 还能抑制细胞凋亡。另外, 有研究发现肿瘤坏死因子样配体1A与诱骗受体3相互结合还可以促进人脐静脉内皮细胞增殖和迁移, 同时上调基质金属蛋白酶2的活性, 文章推测诱骗受体3可能刺激肿瘤血管的生成, 协助肿瘤免疫细胞逃避。
1. 2. 4 诱骗受体3的其他作用 诱骗受体3除了与上述3个受体的相互作用之外, 还参与人体的免疫应答、炎症反应以及疾病的进展。有研究证明诱骗受体3-Fc能下调体外细胞毒性T细胞的效应和功能, 同时减轻移植物抗宿主的反应, 另外可调节抗原刺激T细胞相关淋巴因子(如IL-6、IL-10)的分泌, 从而减轻鼠心脏同种异体移植物的排斥反应[15]。还有研究认为妊娠免疫耐受的维持可能与肿瘤坏死因子及FasL、TRAIL等的免疫调节有关, LIGHT系统可能参与了维持孕期子宫对胎儿的免疫逃避和胎盘的生长调节过程[16]。研究同时发现诱骗受体3在羊膜上高度表达, 可能被分泌到羊水中, 以发挥调节FasL和LIGHT的功能, 从而进一步诱导母胎免疫耐受。
2 诱骗受体3与肿瘤的诊断、治疗及预后的相关性
2. 1 诱骗受体3在胃肠道肿瘤和肝癌诊治过程中的作用 国内外研究发现诱骗受体3与消化系统某些肿瘤密切相关。Pitti等[1]观察了17例结肠肿瘤患者外周血白细胞的诱骗受体3基因表达, 结果发现9例结肠肿瘤中诱骗受体3基因扩增2~18倍, 而正常患者外周血中并不存在诱骗受体3的异常表达。有研究发现采用RNA干扰技术使诱骗受体3的表达降低后, 胃癌细胞的凋亡率明显增高, 并且下调的诱骗受体3可促进胃癌对5-FU的敏感性及Fas, FasL的表达增强。Yang等[17]研究发现随着早期胃癌向晚期胃癌的过渡, 外周血清中诱骗受体3的表达水平逐渐增高, 另外胃癌肿瘤组织中的诱骗受体3也存在高表达, 其通过调节MAPK/MEK/联合信号通路影响肿瘤的发生发展, 推测诱骗受体3有可能成为新的胃癌标记物, 并有望成为评估治疗效果的参考指标。Yang等[18]通过酶联免疫吸附试验(ELISA)在67例肝细胞癌患者血清浓度测定, 同时免疫组化检测肝癌组织中诱骗受体3的表达, 结果发现诱骗受体3在肝癌患者或肝硬化患者血清中的表达均显著高于健康人, 此外, 诱骗受体3的血清浓度与肝癌患者TNM阶段性相关, 对应肝硬化, 包膜浸润、转移或复发的疾病, 提示高血清浓度的诱骗受体3可能在肝癌发病机制中起到了一定作用, 此外, 诱骗受体3可能作为一种有价值的分子指标有助于预测肝细胞癌。
2. 2 诱骗受体3与胰腺癌 Zhou等[19]研究探讨了诱骗受体3表达在胰癌(PC) 临床意义, 诱骗受体3蛋白表达的检测是通过免疫组织化学和ELISA, 有21例胰腺癌患者显示诱骗受体3 mRNA表达与临床分期、肿瘤大小、淋巴结转移及组织学分期显著相关, 评估血清水平的诱骗受体3可能有利于胰腺癌的早期诊断和预后判断。
2. 3 诱骗受体3与病毒相关淋巴瘤 有研究分析了诱骗受体3在病毒相关淋巴瘤的扩增与表达, 结果发现, 诱骗受体3在反应性淋巴结病中无明显的扩增与表达, 其在非EB病毒相关B细胞淋巴瘤低表达, 霍奇金病发病过程中只有霍奇金细胞表达诱骗受体3[20]。然而国内外学者发现诱骗受体3在EB病毒有关的淋巴瘤、自然杀伤细胞淋巴瘤和成人T细胞白血病淋巴瘤则存在明显的扩增和高表达, 且高表达的现象仅限于瘤细胞, 肿瘤周围正常免疫细胞的数量和活性均减少。提示在诱骗受体3在淋巴瘤形成过程中可能参与了人类T细胞白血病病毒和EB病毒的免疫逃避行为, 诱骗受体3在病毒感染的淋巴细胞中的高表达是多阶段肿瘤发生过程中的环节之一。
2. 4 诱骗受体3与卵巢上皮癌 有研究报道采用免疫测定法检测血清中诱骗受体3、CA125、spondin、mesothelin、B7-H4以及人类附睾上皮分泌蛋白4等标志物表达异常情况, 他们认为新的标志物与传统的标志物联合有助于卵巢癌患者的早期诊断。Anderson等[21]等研究34名卵巢癌(其中15名系高级别浆液性上皮性卵巢癌)检测诱骗受体3并绘制特性曲线, 发现诱骗受体3可能是继CA125之后潜在的卵巢癌生物标记物。 Connor等[22]的研究发现治疗卵巢上皮癌的主要矛盾是对铂类的耐药性, 通过诱骗受体3与细胞的培养并暴露于铂类药物中, 结果显示当卵巢癌患者腹腔内高表达诱骗受体3时, 即使采用铂类药物治疗, 其复发时间提前, 此类患者总体的无进展生存率和生存率均较低, 提示诱骗受体3可能参与了卵巢癌对铂类药物的耐药性, 并且导致了生存率的降低。
2. 5 诱骗受体3与宫颈癌 课题组前期研究应用流式细胞仪检测了外周血中诱骗受体3的表达[23], 发现宫颈癌组及CIN组患者外周血中诱骗受体3表达率明显增高, 且随着CIN向宫颈癌的进展, 诱骗受体3的表达率逐渐增高;课题组同时采用免疫组化方法检测宫颈局部组织中诱骗受体3的原位表达, 发现诱骗受体3染色信号局限于宫颈癌细胞, 癌旁组织无染色信号, 推测诱骗受体3的表达呈肿瘤特异性。
3 诱骗受体3与肿瘤诊疗的应用前景
诱骗受体3因具有抑制FasL、LIGHT及肿瘤坏死因子样配体1A的抗肿瘤效应而使过度表达诱骗受体3的肿瘤细胞获得相对的生存和生长优势的能力, 国内外研究发现诸多恶性肿瘤中均存在诱骗受体3的过度表达, 因此我们推测利用诱骗受体3的免疫逃避机理可能为相关肿瘤的诊疗及预后提供一种新的思路, 诱骗受体3可能成为一种全新的肿瘤标志物。
诱骗受体3的抗凋亡特性以及通过各种途径下调人体免疫应答的能力使其在肿瘤免疫中发挥着重要的作用, 是近几年研究者较为关注的一个焦点, 但有关诱骗受体3通过主要的3条途径参与肿瘤细胞的免疫逃避的机制大多数仍限动物实验, 对淋巴细胞的分化和活性起关键作用的诱骗受体3是否全面调控着系统和局部的抗肿瘤免疫?它们与外周血和局部组织免疫活性细胞的关系如何?应用各种生物学手段降低血清中诱骗受体3的表达, 是否可以逆转诱骗受体3的免疫逃避现象, 从而诱导人体的正常免疫反应, 发挥清除异常细胞的能力, 而最终达到治疗肿瘤的目的?诱骗受体3的免疫逃避机制将是未来肿瘤生物学治疗领域值得探索的问题。
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