TAM受体信号转导通路与肿瘤发生发展关系研究进展①

陈秋莉 综述 徐元宏 李 涛 审校

(安徽医科大学第一附属医院检验科，合肥230022)

TAM受体信号转导通路与肿瘤发生发展关系研究进展①

陈秋莉 综述 徐元宏 李 涛 审校

(安徽医科大学第一附属医院检验科，合肥230022)

TAM最初是由LOREN C.SKOW发现，其定位于小鼠7号性染色体上，与哺乳动物的性功能有关。在1991年发现了TAM受体亚家族的第一个成员AXL，随后在1994年先后发现了Tyro3和Mer有相同的结构域。TAM受体广泛表达于多种血液系统及上皮细胞中，是RTKs家族中唯一一个需要跨膜脂蛋白复合物激活的亚家族，通过GAS6与凋亡细胞膜表面的PtdSer结合来激活巨噬细胞上的MERTK。在肿瘤中，自分泌和旁分泌的配体和凋亡细胞为肿瘤细胞提供了一个增殖信号及抗炎症反应和免疫抑制的微环境，因此，TAM 受体具有促进肿瘤细胞的增殖、化学抵抗和迁移的潜力。

1 TAM 受体分子结构与配体识别

TAM受体均为单次跨膜受体，胞内具有酪氨酸激酶活性的催化区，胞外是配体结合区域，主要包括3个成员：TYRO3、AXL和MERTK，他们具有相同的配体：GAS6和PROS1。TAM RTKs结构相似，从细胞外的N末端到细胞质内的C末端，这些受体都有2个Ig样区域，2个FNIII区域，疏水的跨膜区和1个酪氨酸激酶区域。Ig样结构由7～9个反向平行的β链构成，而FNIII区域的所有β链结构有相似的Ig折叠。2个Ig样区域与TAM配体相互作用，GAS6的层连蛋白G分别与Axl的2个Ig样区域结合，形成了两种GAS6-Axl受体配体偶联方式，其中最主要的是GAS6的第一个层连蛋白G与Axl的第一个Ig样区域结合，同时GAS6的第一个层连蛋白G也可以与Axl的第二个Ig样区域结合。GAS6与磷酯酰丝氨酸(PtdSer) 结合，激活巨噬细胞表面的MERTK，改变凋亡细胞凋亡时的表面结构。GAS6可以与TAM亚家族的3个成员结合，与AXL和Tyro3的亲和力要比MERTK强[1]。PROS1可以激活Tyro3和MERTK，但是不能激活AXL[2]。见图1。

1.1 TAM受体信号转导通路 根据TAM受体和配体结合的不同，主要有3条TAM受体信号通路。

1.1.1 GAS6/AXL 信号通路 GAS6与AXL的细胞外区域结合形成Gas6/Axl二聚体复合物，导致AXL细胞内酪氨酸酶区域的酪氨酸残基自身磷酸化，增强了AXL复合物的酪氨酸结合位点的磷酸化活性。AXL在细胞内共有3个自身磷酸化位点：Y779、Y821、Y866，AXL的第821位的酪氨酸(Y821)是多底物结合位点，可与PI3K 的p85亚单位、PLC-γ、Grb2、c-Src和Lck相互作用，AXL的Y779也具备结合p85蛋白的能力，而Y866 则是PLC-γ的另一个结合位点[3]。PI3K及丝氨酸蛋白酶Akt的激活是AXL信号转导过程中的重要事件，可将AXL与下游信号通路联系起来，Gas6/Axl/PI3K/Akt信号通路通过多种机制来防止细胞凋亡，尤其是AXL激活雷帕毒素(mTOR)信号通路的核糖体蛋白质S6激酶(S6K)并且磷酸化介导细胞死亡或者坏死的BCL-2相关的激动剂(促凋亡蛋白)[4]。Akt抑制促凋亡蛋白caspase 3并且磷酸化NF-κB， 增加抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL的表达[5]。

图1 TAM受体和配体的结构Fig.1 Structure of TAM receptors and ligands

此外，Akt还可以通过Gas6/Axl信号通路使αIIbβ3整合素磷酸化[6]。

1.1.2 Tyro3 信号通路 Tyro3与AXL在信号转导上有很多相似性，首先，它们都可以在不与配体结合的情况下通过过量表达发生自身的二聚化及磷酸化。另外，Tyro3也可被Gas6激活，PI3K的p85亚单位可与Tyro3结合。近来，在与自体的B淋巴样干细胞有关的多发性骨髓瘤基因表达微阵序列的研究中发现Tyro3的超表达[7]。在原发性恶性浆细胞性白血病和多发性骨髓瘤患者中也发现了Tyro-3 mRNA的转录[8]。

1.1.3 Mer信号通路 胞外域的人类集落刺激因子1(CSF-1)与MERTK胞内域结合形成嵌合体，CSF-1可以诱导MERTK自身磷酸化，引起NIH 3T3结构变化，并且激活PLC-γ、PI3K和p70S6激酶，募集Grb2和Shc向Raf-1趋化，促进Erk的活化作用。细胞外的CD8分子和细胞内的MERTK形成一个持续激活的MERTK的嵌合体，MERTK嵌合体使Ba/F3促B淋巴细胞有了IL-3依赖型表型，同时Grb2、MEK1、Erk 和 PI3K信号通路也被激活。

2 TAM与肿瘤的关系

TAM受体和配体在多种实体肿瘤和血液系统恶性肿瘤中表达明显增强，并且都与不良预后有关。在上皮细胞、成纤维细胞、浸润性免疫细胞可溶的信号因子(趋化因子、细胞因子等)和细胞外基质等肿瘤微环境中，都可以促进肿瘤的转化、增殖、浸润和免疫耐受。近年来，肿瘤浸润性免疫细胞成为肿瘤生物学研究的热点，TAM可以促进肿瘤的转化、增殖和迁移，CD8+淋巴细胞浸润可以抑制肿瘤细胞凋亡[9]，M2极化的TAM可以上调间充质干细胞的标记增强肿瘤细胞的增殖和迁移[10]。

2.1 TAM与卵巢癌 有研究发现，在卵巢癌SKOV3/TR细胞中，二甲双胍可以降低Tyro3和Axl的mRNA和蛋白质表达水平，同时也抑制了Axl启动子的活性，进而抑制SKOV3/TR细胞的增殖能力，二甲双胍还通过抑制Tyro3和Axl RTKs的表达，导致下游因子的失活，减少抗凋亡蛋白的分泌，促进肿瘤细胞的凋亡。这说明Tyro3和Axl可以作为二甲双胍抗卵巢癌细胞增殖的治疗靶点[11]，二甲双胍疗法也成为一种治疗化学抵抗性卵巢癌潜在的治疗方法。Lee[12]也发现在紫杉酚抵抗型SKOV3/TR细胞中，Tyro3的表达是增强的，而Axl和Mertk表达降低，用SiRNA敲低SKOV3/TR细胞中的Tyro3后可使其对紫杉酚敏感，因此，下调Tyro3及其下游信号通路蛋白的表达可以帮助卵巢癌患者克服化疗中紫杉醇抵抗。

2.2 TAM与乳腺癌 有研究发现，Axl通过增加Ki-67的表达和提高有丝分裂频率，增强肿瘤细胞的增殖能力，敲除Axl后抑制了乳腺癌和前列腺癌异种移植物模型肿瘤的增殖[13]。Axl通过促进血管生成来上调细胞增殖基因的表达，Axl的表达也与血管增生指数有关，这与微血管密度和血管内皮生长因子(VEGF)在促血管生成方面的作用是相似的，所以Axl可能是一种促血管生成因子。在体内，Axl的表达在血管生成中起着重要作用，在一些乳腺癌模型中，Axl抑制剂抑制肿瘤细胞血管生成。在HUVEC 细胞系中，下调Axl的表达可以抑制肿瘤血管的生成，此外，Axl的表达可能会激活PI3K/Akt信号通路来刺激肿瘤血管生成[14]。Al Saleh等[15]发现用siRNA沉默MCF7 乳腺癌细胞系中的ER可以上调Axl基因的表达，说明Axl的表达与ER基因的缺乏有关。所以，在乳腺癌中，Axl的表达与高组织分级、肿瘤细胞增殖、基础样表型(BLP)、肿瘤相关的血管生成有关[16]。有研究发现，在MDA-MB 231乳腺癌细胞株中敲低Mertk的表达可以降低吞噬细胞的吞噬作用，并证实短暂的或者持续的MERTK的表达可以激活凋亡细胞的清除能力，此外，凋亡细胞通过MERTK可以诱导PD-L1的表达，这表明肿瘤细胞可以通过MERTK介导的免疫抑制机制来调控细胞凋亡。MERTK是联系肿瘤表达和胞葬作用的重要分子，当超表达时便成为肿瘤的促进因子。

2.3 TAM与结直肠癌 结肠癌的危险因子不仅包括遗传基因的突变如APC、MHL1/MSH2，6/PMS2、LKB1和PTEN等，还与炎症有关。炎症的范围扩大和持续时间长会增加患结直肠癌症的风险。比如，左半结肠炎或者全结肠炎的患者在20年后的结直肠癌的几率是8%，30年后是18%[17]。TAM信号通路在结直肠炎症中起着负向调节炎症、去除凋亡细胞和潜在诱导组织修复的功能[18]。通过结肠镜可以看到，Axl-/-Merk-/-的小鼠的结肠溃疡、水肿等更严重，同时，Axl-/-Merk-/-的小鼠的Ly6G+中性粒细胞的凋亡、IFN-γ和TNF-α产生增加。然而，近期Bosurgi等[19]的研究发现，即使Axl和Merk是一些肿瘤的原癌基因，但是他们在结直肠癌相关肿瘤的发展中起到保护作用。他们发现在结肠壁上，Axl和Mertk通过凋亡中性粒细胞的吞噬作用及抑制因子的产生来阻止结肠炎的发生，而Axl和Mertk的在结直肠癌中的抑癌作用适合其在炎症中的作用息息相关。所以Axl和Mertk在结直肠癌中的作用仍需要进一步的研究。

2.4 TAM与血液系统肿瘤 TAM受体在成熟的造血组织-骨髓中高表达，参与造血功能的调节。TAM受体在自然杀伤细胞(Nature killercell，NK)的分化、成熟与功能中起着重要作用。在慢性淋巴细胞白血病(Chronic lymphocytic leukemia,CLL)中，B细胞表达在分化水平上激活Axl，而Axl的表达与p53的功能状态有关[20]。与正常B细胞相比，CLL中的B细胞超表达Tyro3而不是Mer，与Axl一样，Tyro3在CLL的B细胞中构成磷酸化的RTK[21]，这说明在CLL的B细胞转导生存信号过程中，Tyro3和Axl的相互作用起着重要的作用，但是Tyro3的表达在CLL的B细胞中的确切功能仍需要进一步的研究。如，在人类淋巴细胞和骨髓白血病细胞中发现MERTK的异位表达，而成熟的淋巴细胞和淋巴样骨髓前体细胞中缺乏MERTK[22，23]。在30%～50% 儿童BLL和TLL患者中发现MERTK大量表达，在70%～90%儿童和成人AML患者及一些多发性骨髓瘤患者中也发现了MERTK的大量表达[24]。相比之下，AXL在ALL中表达较少[25]，但是在AML、CLL[26]和CML中广泛表达。此外，TYRO3 mRNA 和GAS6 在一些白血病患者中超表达[27]。

2.5 TAM与其他肿瘤 基因编码的ATM RTK很少发生突变或者扩增，在一些胶质细胞瘤和胃癌中染色体9q13.1 的扩增会增加AXL的表达[28]。但是也发现一部分点突变(比如黑色素瘤患者的MERTK-P802S[29])和染色体易位(比如肺腺癌患者中的AXL-MAP3K12)产生的融合基因，这些突变基因的功能目前还不是很清楚，但是在一些肿瘤中，单一的TAM RTKs的异位或者超表达就足以导致肿瘤的发生发展。

3 展望

综上所述，TAM 受体家族由于其表达广泛而受到人们的广泛关注，它的特点是对胚胎发育没有影响，在幼年个体中的功能不明显，只有成年基因敲除小鼠表现出多种疾病，因此，基因敲除小鼠为研究这些疾病的发病机理及探索治疗途径提供了理想模型。近年来，构建TAM RTKs抑制剂小鼠模型用来治疗癌症等多种疾病成为热点，这些信号通路中的酶是潜在的抗肿瘤治疗的靶点，虽然长期持续抑制TAM RTKs家族受体有很大的副作用，但是针对癌症疾病的短期的阶段式的抑制治疗的可行性仍值得我们进一步的探索。在人类肿瘤中，TAM RTK表达的肿瘤细胞和浸润的天然免疫细胞都被自分泌或者旁分泌的配体激活并且与广泛存在死亡细胞表面的PtdSer。治疗型的TAM RTK抑制剂可能先会使肿瘤细胞敏感，然后通过化学疗法、辐射或者靶点治疗来杀死肿瘤细胞，这可能会产生更强的先天性免疫应答，与免疫靶点抑制剂结合后会增强免疫治疗的效果。如果这些联合治疗应用于抗肿瘤转移的临床治疗中，那么他们也会为早期肿瘤患者提供一种新的治疗方法。

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[收稿2016-01-21 修回2016-03-16]

(编辑 张晓舟)

10.3969/j.issn.1000-484X.2016.12.034

①本文为国家自然科学基金(30801088，81201488，81571572)和卫生部应用研究项目(2012-50)。

陈秋莉(1990年-)，女，在读硕士，主要从事抗感染免疫和肿瘤免疫方面的研究。

及指导教师：李 涛(1974年-)，男，副主任技师，副教授，硕士生导师，主要从事抗感染免疫与肿瘤免疫研究，E-mail:1974medical@126.com。

R392.1 R73 R349.5

A

1000-484X(2016)12-1874-04