蘇敏存,黃保婷
(福建師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,福建福州 350117)
目前癌癥治療已從放化療發(fā)展到免疫治療,其作為一種新的腫瘤治療方法已受到全世界的廣泛關(guān)注,以程序性細胞死亡蛋白-1(Programmed Death-1,PD-1)及其配體(PD-L1)抗體治療為代表的免疫檢查點阻斷療法已經(jīng)在世界上掀起了一股新的研究浪潮。近年來的研究發(fā)現(xiàn),Siglec-15與PD-L1類似,其可以抑制T細胞的活性,這與腫瘤細胞的逃逸有關(guān),因此Siglec-15有望成為免疫檢查點阻斷療法的新靶點之一。早期研究表明,Siglec-15與多種疾病的發(fā)生有關(guān),如結(jié)核病和骨質(zhì)疏松癥等。本文對Siglec-15在多種疾病中的研究進行綜述,以期為Siglec-15的廣泛應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
ANGATA等[1]在2007年首次報道了Siglec-15并指出該分子屬于免疫球蛋白超家族。Siglecs家族基因為Ⅰ型跨膜蛋白,具有免疫球蛋白超家族結(jié)構(gòu)域,不同家族成員胞外部分有數(shù)量不等的C2-set免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域,C2-set結(jié)構(gòu)域與免疫球蛋白恒定區(qū)具有很高的序列及折疊相似性。胞外末端免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域與抗體可變區(qū)具有較高的相似性,稱為V-set結(jié)構(gòu)域。Siglecs家族分為兩類:一類是序列保守型,包括Siglec-1、Siglec-2、Siglec-15;另一類是含有免疫受體酪氨酸抑制性模體(ITIMs),包括Siglec-5、Siglec-6、Siglec-7和Siglec-8等。
Siglec-15是Ⅰ型跨膜蛋白,胞外區(qū)有兩個免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域,一個C2-set結(jié)構(gòu)域和V-set結(jié)構(gòu)域;中間是一個跨膜結(jié)構(gòu)域,該跨膜結(jié)構(gòu)域包含一個賴氨酸殘基與一個細胞質(zhì)尾。與其他大部分Siglecs家族成員不同,Siglec-15胞質(zhì)內(nèi)沒有信號抑制傳遞基序(如ITIMs和ITIMs樣基序),在發(fā)揮功能時不能單獨起作用,須與其他分子結(jié)合,向細胞內(nèi)傳遞信號。目前已有研究證實,DNAX激活蛋白-12(DAP-12)能與Siglec-15跨膜區(qū)Lys274位點結(jié)合。DAP-12有一個短的(<20個氨基酸)胞外結(jié)構(gòu)域與跨膜結(jié)構(gòu)域,包含一個天冬氨酸殘基(人DAP-12中的Asp50)與胞質(zhì)尾部,其中包含一個免疫受體酪氨酸激活基序,該基序招募酪氨酸激酶(SYK)使其磷酸化并向下游傳遞信號。
破骨細胞是由骨髓中的髓系祖細胞分化而成的單核巨噬細胞相互融合所形成的多核巨細胞,在骨重建過程中可以通過破骨細胞的吸收和成骨細胞的骨化來維持體內(nèi)平衡。有研究表明,Siglec-15是調(diào)節(jié)破骨細胞發(fā)育和骨吸收的免疫抑制受體,在破骨細胞表面特異性表達,通過調(diào)節(jié)RANKL信號并參與骨重建[2]。Siglec-15可增強某些關(guān)鍵信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子的磷酸化,如RANK-TRAF6通路下游的ERK和AKT以及PI3K激酶,但Siglec-15的缺失并不影響破骨細胞分化的兩個關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子(NFATC1和NF-kB),這表明體內(nèi)存在Siglec-15調(diào)控的其他未知的信號通路。以上這些研究說明了Siglec-15有可能作為新靶點,用于骨質(zhì)疏松癥治療藥物的開發(fā),但其調(diào)節(jié)破骨細胞的發(fā)育和骨吸收的作用機制還有待進一步研究。
結(jié)核病是由結(jié)核分枝桿菌(Mtb)感染引起的一種慢性傳染病,在青少年中感染率極高,潛伏期長,且較難治愈。2018年世界衛(wèi)生組織發(fā)布的結(jié)核病感染調(diào)查報告顯示:中國新發(fā)患者數(shù)約占全球患者的8.4%(約8.33×105),位居全球第3位,僅次于印度和印度尼西亞;中國的結(jié)核病死亡人數(shù)約為3.1×104,死亡率為2.2%。因此,越來越多的研究人員試圖從不同的研究方向揭示結(jié)核病的致病機制,從而為攻克結(jié)核病奠定理論基礎(chǔ)[3]。
研究表明,結(jié)核病的易感性和耐藥性由多種致病機制造成。在一項結(jié)核病患者及其無癥狀接觸者的全外顯子測序研究中發(fā)現(xiàn),Siglec-15的第5個外顯子與結(jié)核病的發(fā)病相關(guān)。利用生物信息學(xué)方法對全基因組表觀遺傳標(biāo)記的數(shù)據(jù)分析表明,在肺和血液中的Siglec-15下游存在一個增強子標(biāo)記,可能帶有候選SNP,該區(qū)域與鄰近基因EPG5的3’UTR區(qū)域重疊,有利于清除機體內(nèi)感染的病原體。該區(qū)域還包含DNAse I相關(guān)的敏感位點及潛在的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點。因此,對此處增強子區(qū)域的研究,將有助于進一步了解其在疾病中的作用。
癌癥治療一直是醫(yī)學(xué)界的難題,由于不同的癌癥患者存在個體差異性,不同類型或同一類型不同個體中的腫瘤微環(huán)境也會有所不同。目前,免疫治療作為一種新的腫瘤治療方法已受到全世界的廣泛關(guān)注,以PD-1/PD-L1抗體治療為代表的免疫治療法在世界上掀起了一股新的研究浪潮。然而PD-1/PD-L1抗體并不是對所有患者都是有效的,在治療的后期也會出現(xiàn)耐藥性,總體應(yīng)答率在20%~30%。對于不表達PD-L1的腫瘤細胞,使用PD-1/PD-L1抗體更沒有效果,因此發(fā)現(xiàn)新的免疫檢查點是治療PD-L1陰性腫瘤患者的關(guān)鍵。
最新研究表明,Siglec-15是T細胞免疫抑制分子,在正常情況下其表達量較低,但與其他類型的免疫細胞相比,巨噬細胞中Siglec-15的表達較高[4]。此外,在小鼠正常組織中也無法檢測到Siglec-15的表達,但骨源巨噬細胞(BMDMs)經(jīng)LPS刺激后可檢測到Siglec-15的表達。在Siglec-15基因敲除小鼠中植入黑色素瘤,未表現(xiàn)出明顯的異常,這說明阻斷Siglec-15治療的副作用非常小。Siglec-15基因敲除小鼠可增加T細胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫,延緩腫瘤生長。這些研究結(jié)果表明Siglec-15可成為腫瘤免疫治療的新靶點。
NC318是針對Siglec-15抗體藥物,可阻斷Siglec-15的免疫抑制作用。目前有多項NC318的人體相關(guān)臨床實驗正在進行中,包括肺癌、宮頸癌、頭頸癌等多種實體腫瘤[5]。其中,在非小細胞型肺癌(NSCLC)和卵巢癌中,NC318的藥效并不理想,這可能和它未知配體有很大關(guān)系。頭頸鱗癌(HNSCC)和三陰性乳腺癌(TNBC)的抗體藥還在繼續(xù)研制。因此,深入研究Siglec-15及其未知配體的作用機制對某些陰性腫瘤的治療具有重要意義。
盡管Siglec-15調(diào)節(jié)腫瘤免疫的機制尚不清楚,但現(xiàn)有研究表明Siglec-15可與T細胞上的某些蛋白質(zhì)“受體”結(jié)合來抑制T細胞的活性。未來利用生物化學(xué)方法[6]對Siglec-15在T細胞上的配體研究將進一步加深我們對Siglec-15的認識。作為免疫治療的靶點除了制備相關(guān)的抗體,尋找高親和力配體也至關(guān)重要,阻斷Siglec-15與配體的結(jié)合也會成為治療腫瘤的一種有效手段。
Siglec-15在腫瘤免疫治療中作為一個新的免疫檢查點與PD-L1類似,其含量在多種腫瘤細胞中明顯增加,這意味著以Siglec-15這一免疫檢查點來開發(fā)單克隆抗體藥物進行治療可以重新激活人體免疫系統(tǒng),同時減少腫瘤細胞逃逸,這可能為某些腫瘤治療帶來新的希望。