表皮生长因子受体运输与肿瘤治疗的研究进展

陈路，谭超

综述

表皮生长因子受体运输与肿瘤治疗的研究进展

陈路，谭超△

表皮生长因子受体（EGFR）信号传导异常参与了肿瘤的发生发展，已经作为抗肿瘤治疗的靶点。本文在EGFR信号传导失调相关机制的基础上，对EGFR信号传导过程中产生的运输异常及其癌基因的相互作用、EGFR靶向药物在肿瘤治疗中的应用作一综述，以期为以EGFR为靶点的肿瘤治疗方法以及其参与肿瘤耐药相关的最新研究提供参考。

受体，表皮生长因子；信号传导；癌基因；肿瘤治疗方案；综述

表皮生长因子受体（EGFR）家族又称为EGFR酪氨酸激酶家族，由EGFR（HER-1/ErbB-1）、ErbB-2（HER2/neu）、ErbB-3（HER3）以及ErbB-4（HER4）4个不同受体酪氨酸激酶组成［1］。EGFR在多数肿瘤细胞中过表达和（或）突变，通过其介导的信号转导使细胞生长失控并恶性转化，其在肿瘤组织中的表达率往往与肿瘤的分化、恶性及浸润程度有关［1-2］。EGFR过表达的原因主要包括基因的异常扩增。翻译及翻译后的异常调节以及活化后降解减少，突变后的EGFR某些结构域缺失，导致其下调机制受损，从而异常信号通路被激活，同时也会导致具有配体非依赖性受体的细胞持续活化［2］。因此，很多研究将EGFR通路作为抗肿瘤治疗的一个靶点。本文在阐述EGFR信号传导失调相关机制的基础上，对以EGFR为靶点的肿瘤治疗方法及其参与肿瘤耐药的最新研究进展作一综述。

1 EGFR概述及其介导的信号转导

EGFR是由原癌基因C-erbB-1（HER-1）表达的产物，其广泛分布于除血管组织外的上皮细胞膜上，由621个氨基酸构成的胞外区（也称配体结合区）、螺旋状疏水结构的跨膜区以及胞内区构成，其中胞内区又分为PKC、Erk/MAPK负反馈区域的近膜亚区、酪氨酸激酶亚区以及尾部的碳端亚区3个亚区［3］。EGFR介导的信号通路由配体和受体结合后启动，受体与配体结合后形成同源或异源二聚体，继而发生交联磷酸化，激活胞内区，从而激活下一级信号传导［4］。目前，EGFR主要有表皮生长因子（EGF）、转化生长因子（TGF）-α、双调蛋白、β-细胞素BTC、肝素结合的表皮生长因子（HBEGF）以及表皮素（EPR）6种配体［5］。

1.1 EGFR的活化首先EGFR与其配体或其他家族成员结合后形成同源二聚体，促使EGFR胞内区6个特异的受体酪氨酸残基磷酸化，继而依次将外界各种信号传导至细胞内［6］。胞内活化信号主要通过Ras/Raf/MAPK、磷脂酰肌醇（PI3K）/丝苏氨酸蛋白激酶（Akt）两条通路，将信号传至细胞核。当信号传导至细胞核后，核内基因转录水平增加，促使细胞增殖、转化，同时EGFR的表达也增加。细胞主要通过EGFR的内吞作用以及泛素化依赖的降解途径来维持EGFR信号通路的平衡。EGFR自身的突变、过表达、内吞作用以及降解途径的减弱均会引起细胞的多种信号传导异常，导致多种疾病的发生［7］。近年来，肿瘤发生中EGFR的异常表达使其成为众多肿瘤治疗研究的靶点，而EGFR的异常表达引起信号传导异常的机制尚未完全清楚。

1.2 EGFR运输异常及其对信号传导的影响EGFR家族表达以及细胞内运输的异常在肿瘤的发生中起重要作用。EGFR发生突变已在多种肿瘤组织中被发现［8］。因此突变的EGFR也成为扩展抗癌症治疗方法的一个靶点［9］。突变的EGFR由于某些结构域缺失导致受体下调机制被破坏，引起异常信号通路的持续激活，从而促使了肿瘤的发生［10］。

1.2.1 EGFR致瘤性突变导致运输异常正常生理条件下，EGFR与其配体结合后才会被激活，而当EGFR过表达以及发生特殊的致瘤性突变时，其自身可通过二聚化被激活，同时这些突变体的生理功能也异于正常的EGFR［11］。肿瘤发生中EGFR的突变类型主要包括激酶结构域缺失或隐藏。非小细胞肺癌研究显示，一系列结构异常的致瘤性EGFR突变体运输至Endocy recycling compartment（ERC），这些突变体与Src具有较强的亲和力，Src是EGFR介导的癌症发生的一个关键伴侣［12］。Src激酶可以与磷酸化的受体酪氨酸蛋白激酶（receptor tyrosine kinases，RTKs；包括EGFR）相互作用，通过Erk/MAP激酶通路调节增殖；Src与EGFR两个激酶通常在一起运输，因此在信号传导上具有协同作用，同时二者共定位也促进了EGFR介导的信号通路的激活。在结肠癌、乳腺癌等一些癌症中也发现Src有过表达或者活性增强的现象，且这种现象常与EGFR高水平有关［6］。由此可见，EGFR突变后可能增强了与Src的相互作用，促进了细胞增殖。正常条件下，EGFR的内吞运输作用及泛素化降解途径共同维持了EGFR信号活化的平衡，而非小细胞肺癌相关的EGFR突变体与Cb1的相互作用受损，导致其泛素化降解障碍，使得信号通路处于持续激活状态［13］。胶质瘤中最常见的EGFR突变体为EGFRⅧ型，其细胞外区的267位氨基酸缺失，导致其不能与配体结合，但其可在Cb1介导的泛素化后下调［14］。

1.2.2 癌基因通过调节EGFR运输促使肿瘤发生多种癌基因可以通过影响EGFR运输发挥其致癌作用。癌基因鸟氨酸核苷酸交换因子（Vav2）主要是在对生长因子信号通路的反应中调节细胞黏附、能动性、蔓延及扩散，可以延缓EGFR内化、降解，并增强EGFR、ERK和Akt磷酸化［3］。另一个癌基因即活化的ACK1，是一个非酪氨酸激酶，其可以从Cdc42和EGFR等整合信号。ACK1可通过Arp2/3调节蛋白磷酸化和微丝结合蛋白皮层蛋白，促使EGFR降解。研究认为，ACK1单一体细胞突变后不能与泛素化EGFR结合，继而使EGFR稳定在浆膜上，从而延长EGF刺激后的有丝分裂信号，并使一些癌症对EGFR酪氨酸激酶抑制剂如吉非替尼产生抵抗作用［15］。

另一个通过对相关信号分子运输调节，促使肿瘤发生的例子是肿瘤抑制子PTEN（磷酸酶和张力蛋白同族体）和软脂酰化磷蛋白同族体2（SPRY2）。SPRY2表达降低通过PTEN依赖的方式引起PI3K/AKT信号超活化，导致细胞增殖以及前列腺癌入侵［16］。由此引起的负反馈调节导致EGFR内化作用增加，并通过PI3K活化诱导p38 MAPK表达，维持早期核内体信号的稳定，活化的p38促使了网格蛋白介导的EGFR内化以及降解逃逸，使早期核内体的信号得以稳定维持［17］。

综上所述，EGFR运输对信号传导具有双向作用，这可能与EGFR与其下游效应器之间复杂的相互作用有关。

2 EGFR靶向药物在肿瘤治疗中的应用

2.1 EGFR直接靶向药物与放化疗联合治疗研究认为，当X射线或者化疗与低毒性EGFR靶向药物联合治疗时可加强局部放射的致死效果并逆转肿瘤的耐药性［18］。针对EGFR的具有抗癌活性的药物主要有单抗（如西妥昔单抗）和低分子量酪氨酸激酶抑制剂（TKIs，如吉非替尼），它们分别针对受体的胞外和胞内区域［19］。已有研究表明，西妥昔单抗作为EGFR抗体被内化后，可阻止EGFR被内源性配体激活，导致EGFR整体表达下调，从而抑制EGFR信号通路的激活；而吉非替尼则是在细胞内与EGFR结构域中高度保守的ATP结合位点竞争性结合EGFR，选择性地抑制EGFR酪氨酸激酶活性，继而阻断EGFR信号传导系统［20］。但针对细胞内运输及受体活性的EGFR直接抗肿瘤药物治疗的效果仍尚未明确，需要进一步研究。

2.2 靶向EGFR运输及活化的药物在肿瘤治疗中的辅助效果EGFR运输的调节在肿瘤的进展中起重要的作用，因此针对EGFR运输的肿瘤治疗方法的效果往往与患者的预后有关。传统的X射线和化学治疗均会产生活性氧物质，从而导致对放射线敏感及含半胱氨酸的蛋白酪氨酸磷酸酶失活，细胞激酶和磷酸酶活性间的平衡被打破，EGFR磷酸化并以配体非依赖的方式激活受体激酶，同时EGFR也可以通过对其自身活性位点半胱氨酸残基的修饰而直接活化，这种活化方式通常是伴随着受体的内化以及内吞作用产生的信号传导，但是否依赖于p38或Src、网格蛋白和AP2适配器尚不明确［21］。

有研究显示，p38依赖的EGFR内化缺陷有效地减少了化疗引起的细胞死亡，EGFR介导的持续信号传导可能来源于浆膜［22］，因此配体非依赖的EGFR内化将增强化疗药物如顺铂的细胞毒性。但是，另有研究显示，减少p38依赖的EGFR内化和EGFR依赖的PKB/Akt活化会导致顺铂抵抗［23］。EGFR的内化在肿瘤放化疗中的生物效应有待进一步研究。

2.3 放化疗后EGFR的非典型运输电离辐射治疗后，EGFR被认为是直接进入了细胞核，并促进了DNA-PK依赖的非同源末端连接双链断裂的DNA的修复，但这种易位的机制尚存争议。假设的分子机制有：（1）PIKfyve（蛋白激酶B，PKB的一个底物）参与了核转运。在PIKfyve功能受损的人膀胱癌细胞中，配体刺激后EGFR不能正常运输至核［24］。（2）外被蛋白1（COP1）复合体介导了从高尔基体到内质网的转运。COP1的缺失抑制了EGF刺激的EGFR转运至细胞核［25］。（3）EGF刺激EGFR逆转运至高尔基体及部分核易位。该机制依赖于SNARE蛋白突触融合蛋白6介导的膜融合以及动力蛋白［26］。（4）EGF刺激EGFR的核易位被Sec61β缺失所抑制，Sec61易位子、Sec61β参与了EGFR从内质网易位至细胞核的过程，但Sec61β是否也参与了配体非依赖刺激的EGFR的核易位尚未明确［27］。内质网EGFR的膜提取表明，在核输入之前EGFR必须穿过胞浆，EGFR的疏水区显示有分子伴侣的参与，但EGFR逆向转运是如何逃脱蛋白酶体的降解的机制尚不清楚，可能与Sec61以及存在于核内膜的EGFR有关［25］。

此外，有研究表明，EGFR可以在不进入细胞核的情况下通过早期核内体发现的信号平台发挥对DNA的修复作用，但其对DNA修复的作用是直接还是间接仍待确定［28］。另外，同时行RTK抑制剂处理时，EGFR线粒体易位在化疗引起的细胞死亡过程中产生抗凋亡作用，从而利于药物抵抗的产生［29］。由此可见，EGFR运输异常参与了肿瘤对放化疗的抵抗，对其机制的研究对肿瘤治疗措施的发展显得尤为重要。

3 展望

EGFR在肿瘤的治疗中已成为一个新的靶点，其介导的信号通路在肿瘤的发生发展中发挥重要作用，目前已有许多研究将EGFR靶向药物与传统的放化疗结合起来。多项研究表明EGFR信号参与了化学治疗后细胞存活以及DNA修复的作用［30-31］，但对内化作用以及EGFR内吞后的运输在这些反应中的调节作用仍然了解较少。对这一领域分子机制的研究将为控制EGFR运输、加强对已对常规放化疗产生抵抗的肿瘤的治疗效果提供基础，相关治疗策略在肿瘤治疗中将有良好的发展前景。

［1］Huang ZF，Yao X，Yang YS，et al.Possible association between poly⁃morphisms of VEGFR2 rs2071559 and glioma risk in Chinese popu⁃lation［J］.Chin J Contemp Neurol Neurosurg，2014，14（11）：1007-1012.［黄志发，姚鑫，杨玉山，等.中国人群VEGFR2 rs2071559与胶质瘤风险的潜在关联性研究［J］.中国现代神经疾病杂志，2014，14（11）：1007-1012］.doi：10.3969/j.issn.1672-6731.2014.11.016.

［2］Arkhipov A，Shan Y，Kim ET，et al.Membrane interaction of bound ligands contributes to the negative binding cooperativity of the EGF receptor［J］.PLoS Comput Biol，2014，10（7）：e1003742.

［3］Goh LK，Huang F，Kim W，et al.Multiple mechanisms collectively regulate clathrin-mediated endocytosis of the epidermal growth fac⁃tor receptor［J］.J Cell Biol，2010，189（5）：871-883.

［4］Brankatschk B，Wichert SP，Johnson SD，et al.Regulation of the EGF transcriptional response by endocytic sorting［J］.Sci Signal，2012，5（215）：ra21.

［5］Sousa LP，Lax I，Shen H，et al.Suppression of EGFR endocytosis by dynamin depletion reveals that EGFR signaling occurs primarily at the plasma membrane［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2012，109（12）：4419-4424.

［6］Tomas A，Futter CE，Eden ER.EGF receptor trafficking：consequences for signaling and cancer［J］.Trends Cell Biol，2014，24（1）：26-34.

［7］Paez JG，Janne PA，Lee JC，et al.EGFR mutations in lung cancer：correlation with clinical response to gefitinib therapy［J］.Science，2014，304（5676）：1497-1500.

［8］Yarden Y，Pines G.The ERBB network：at last，cancer therapy meets systems biology［J］.Nat Rev Cancer，2012，12（8）：553-563.

［9］Meng CC，Luo ZB.Effect of celecoxib combined with tegafur，gimer⁃ acil and oteracil potassium on growth and lymphangiogenesis of the xenograft tumor of gastric cancer in nude mice［J］.Med J Chin PLA，2013，38（12）：967-971.［孟翠翠，罗治彬.塞来昔布联合替吉奥对胃癌裸鼠移植瘤生长及淋巴管生成的影响［J］.解放军医学杂志，2013，38（12）：967-971］.

［10］Sorkin A，von Zastrow M.Endocytosis and signaling：intertwining molecular networks［J］.Nat Rev Mol Cell Biol，2009，10（9）：609-622.

［11］Shan Y，Eastwood MP，Zhang X，et al.Oncogenic mutations counter⁃act intrinsic disorder in the EGFR kinase and promoter receptor di⁃merization［J］.Cell，2012，149（4）：860-870.

［12］Chen JP，Liang HY，Li XB，et al.Immunohistochemical studies on variation of ER，PR and Her-2 in breast DCIS，DCIS with micro-in⁃vasive and invasive ductal carcinoma［J］.Med J Chin PLA，2014，39（9）：695-698.［陈君平，梁海英，李晓兵，等.ER、PR及Her-2在乳腺导管原位癌、导管原位癌伴微浸润及浸润性导管癌中变化的免疫组化研究［J］.解放军医学杂志，2014，39（9）：695-698］.

［13］Asbagh LA，Vazguez I，Vecchione L，et al.The tyrosine phospha⁃tase PTRRO sensitizes colon cancer cells to anti-EGFR therapy through activation of SRC-mediated EGFR signaling［J］.Oncotarget，2014，5（20）：10070-10083.

［14］Faulkner C，Palmer A，Williams H，et al.EGFR and EGFRvIII anal⁃ysis in glioblastoma as therapeutic biomarkers［J］.Br J Neurosurg，2014，20：1-7.

［15］Kelley LC，Weed SA.Cortactin is a substrate of activated Cdc42-as⁃sociated kinase1（ACK1）during ligand-induced epidermal growth factor receptor downregulation［J］.PLoS One，2012，7（8）：e44363.

［16］Gao M，Patel R，Ahmad I，et al.SPRY2 loss enhances ErbB traffick⁃ing and PI3K/AKT signaling to drive human and mouse prostate car⁃cinogenesis［J］.EMBO Mol Med，2012，4（8）：776-790.

［17］Galan-Moya EM，de la Cruz-Morcillo MA，LIanos Valero M，et al. Balance between MKK6 and MKK3 mediates p38 MAPK associated resistance to cisplatin in NSCLC［J］.PLoS One，2011，6（12）：e28406.

［18］Roepstorff K，Grandal MV，Henriksen SL，et al.Differential effects of EGFR ligands on endocytic sorting of the receptor［J］.Traffic，2009，10（8）：1115-1127.

［19］Markovic A，Chung CH.Current role of EGF receptor monoclonal antibodies and tyrosine kinase inhibitors in the management of head and neck squamous cell carcinoma［J］.Expert Rev Anticancer Ther，2012，12（9）：1149-1159.

［20］Kalapurakal SJ，Malone J，Robbins KT，et al.Cetuximab in refracto⁃ry skin cancer treatment［J］.J Cancer，2012，3：257-261.

［21］Fuchs-Tarlovsky V.Role of antioxidants in cancer therapy［J］.Nutri⁃tion，2013，29（1）：15-21.

［22］Adachi S，Yasuda I，Nakashima M，et al.Ultraviolet irradiation can induce evasion of colon cancer cells from stimulation of epidermal growth factor［J］.J Biol Chem，2011，286（29）：26178-26187.

［23］Maruyama IN.Mechanisms of activation of receptor tyrosine kinas⁃es：monomers or dimmers［J］.Cells，2014，3（2）：304-330.

［24］Raju U，Riesterer O，Wang ZQ，et al.Dasatinib，a multi-kinase in⁃hibitor increased radiation sensitivity by interfering with nuclear lo⁃calization of epidermal growth factor receptor and by blocking DNA repair pathways［J］.Radiother Oncol，2012，105（2）：241-249.

［25］Wang YN，Wang H，Yamaguchi H，et al.COPI-mediated retrograde trafficking from the Golgi to the ER regulates EGFR nuclear trans⁃port［J］.Biochem Biophys Res Commun，2010，399（4）：498-504.

［26］Du Y，Shen J，Hsu JL，et al.Syntaxin 6-mediated Golgi transloca⁃tion plays an important role in nuclear functions of EGFR through microtubule-dependent trafficking［J］.Oncogene，2014，33（6）：756-770.

［27］Lill NL，Sever NI.Where EGF receptors transmit their signals［J］？Sci Signal，2012，5（243）：pe41.

［28］Lo HW，Ali-Seyed M，Wu Y，et al.Nuclear-cytoplasmic transport of EGFR involves receptor endocytosis，importin beta1 and CRM1［J］.J Cell Biochem，2006，98（6）：1570-1583.

［29］Cao X，Zhu H，Ali-Osman F，et al.EGFR and EGFRvIII undergo stress-and EGFR kinase inhibitor-induced mitochondrial translo⁃calization：a potential mechanism of EGFR-driven antagonism of apoptosis［J］.Mol Cancer，2011，10：26.

［30］Jiao Y，Yu Y，Li B，et al.Protective effect of hydrogen on diabetic pe⁃ripheral neuropathy by suppressing nulcear factor-kappaB pathway［J］.Chin J Contemp Neurol Neurosurg，2013，13（9）：772-777.［焦洋，于洋，李波，等.氢气抑制核因子-κB通路对糖尿病周围神经病变的保护作用［J］.中国现代神经疾病杂志，2013，13（9）：772-777］. doi：10.3969/j.issn.1672-6731.2013.09.008.

［31］Liu YL，Xie JY.Study on Relationship between metastasis and inter⁃action of tumor cells and lymphatic endothelial cells［J］.J Int Obstet Gynecol，2014，41（1）：35-38.［刘颖蕾，谢静燕.肿瘤细胞与淋巴管内皮细胞的交互作用及转移［J］.国际妇产科学杂志，2014，41（1）：35-38］.

（2014-11-24收稿2015-01-05修回）

（本文编辑陆荣展）

Correlation study of endothelial growth factor receptor transportation with tumor treatment

CHEN Lu，TAN Chao△
The First Clinical Medical College，China Three Gorges University，Yichang 443002，China△

Abnormal endothelial growth factor receptor transportion was involved in the development of tumor so more and more researches focus it as a target of anti-tumor therapy.Based on the known mechanism in EGFR mis-localization this review summarized the latest research progress in the abnormality in signal of EGFR transportation and its role in tumori⁃genesis，anti-tumor drug and therapy that target to EGFR.It is aim to provide reference for the development of anti-tumor treatments which target EGFR and for the mechanism in resistance of anti-tumor.

receptor，epidermal growth factor；signal transduction；oncogenes；antineoplastic protocols；review

R730.59

A

10.11958/j.issn.0253-9896.2015.08.030

湖北省自然科学基金资助项目（2014CFB307）

湖北宜昌，三峡大学第一临床医学院（邮编443002）

陈路（1972），男，主治医师，学士，主要从事病理、肿瘤研究

△通讯作者E-mail：yczxyytanchao@sina.com