斯婷 陆滢 李枫林 裴仁治
CD300a在血液系统恶性肿瘤中的研究进展
斯婷 陆滢 李枫林 裴仁治
CD300a(IRp60)是CD300糖蛋白家族的一种I型跨膜抑制性受体,在细胞内外刺激因子作用下与磷酸酶配体结合,磷酸化细胞质尾部内嵌于免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIMs)中的酪氨酸残基,调控胞内信号活动。CD300a广泛表达于髓系以及淋巴细胞表面,且因细胞类型及分化程度不同而差异性表达,参与调节细胞的一系列功能。另外,CD300a异常表达与血液系统恶性肿瘤的发生、发展及疾病预后关系密切。本文结合目前研究成果,就CD300a在血液系统中的研究进展作一综述,包括CD300a的结构、在不同血细胞中的功能与调节及其与血液系统恶性肿瘤间的关系等。
CD300a 血细胞 白血病 淋巴瘤
CD300a又称IRp60,是CD300糖蛋白家族成员之一,是位于细胞膜表面的I型跨膜糖蛋白受体。CD300a作为一种抑制性受体,具有4个免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIMs),其抑制信号的启动依赖于细胞质尾部内嵌于ITIMs中的酪氨酸残基磷酸化。CD300a在不同血细胞包括T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞、中性粒细胞、单核细胞等细胞表面差异性表达,并参与调控细胞生长、增殖、凋亡、分化、免疫调节等过程。更重要的是,研究证实CD300a还与感染性疾病、过敏反应、慢性炎症反应等疾病密切相关[1]。由于CD300a是一种调控血细胞细胞行为的关键抑制性受体,其与血液系统恶性肿瘤的关系一直备受关注。研究表明在白血病、淋巴瘤等血液系统恶性肿瘤中存在CD300a的异常表达,且与疾病预后密切相关[2-5];另外由于CD300a位于细胞表面,特异性靶向药物易与之结合,目前已有靶向药物在研发中[1]。本文现就CD300a在血液系统中的表达与功能以及其与血液系统恶性肿瘤发生、发展的关系作一综述。
人源CD300糖蛋白家族包含7位成员,其基因均位于17q22-25,分别以其在17号染色体上的位置依次命名。CD300糖蛋白家族是一类位于细胞表面的跨膜糖蛋白受体,具有相似的蛋白结构,均有一段细胞膜外的IgV样结构域、一段细胞膜近侧富含脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸的延伸序列以及跨膜区域。在功能上,CD300糖蛋白家族是一类调节性蛋白受体分子,其家族中的抑制性受体与激活性受体互相平衡参与调节细胞的一系列功能及状态。一般来说,抑制性受体在其细胞质尾区会携带一个或多个ITIMs[6],而激活性受体有一个跨膜的带电荷残基,能与携带ITAMs或磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)结合基序的配体蛋白结合[6-7]。
CD300a是CD300糖蛋白家族中的一个抑制性受体,人源CD300a基因定位于17q25.1,全长24Kbp(NC_000017.11),包含8个外显子,表达分子量大小约为60KD的蛋白。与家族其余成员结构类似,CD300a也是一种跨膜蛋白,较为特殊的是,人源CD300a细胞质尾区结构较家族中除CD300f外的其余蛋白长,包括4个ITIMs结构域,其中3个为经典型(I/V/LxYxxL/V),仅第4位ITIM结构为非经典型(I/V/L/S/TxYxxL/V/I)[8]。在这4个不同的ITIMs中,第3位ITIM起支配作用[9-10]。磷脂类物质包括磷脂酰丝氨酸(PS)和磷脂酰乙醇胺(PE)可作为配体与CD300a结合使其细胞质尾区ITIMs中的酪氨酸残基磷酸化[11]。磷酸化后的ITIMs能够招募不同的磷酸酶进而传递抑制信号,这些磷酸酶包括SHIP、SHP-1及SHP-2,其中SHIP在CD300a介导的信号过程中发挥支配作用[10]。
2.1 CD300a在髓系细胞中的功能与调节 既往研究对CD300a在髓系细胞中的表达以及功能作了较为明确的阐述,中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞、浆细胞样树突状细胞、髓样树突状细胞、单核细胞以及巨噬细胞的细胞膜表面均能检测到CD300a的表达并参与调控细胞的一系列功能[12-19]。在中性粒细胞中,CD300a能够抑制CD32a介导的一系列炎症反应,包括细胞吞噬作用、细胞毒性反应及活性氧分子产生,防止中性粒细胞在炎性反应中过度激活而引起机体损伤[12];在嗜碱性粒细胞中,CD300a能抑制IgE/FcεRI介导的过敏性脱颗粒作用[16],发生变态反应的机体嗜碱性粒细胞较正常机体持续性低表达CD300a;在嗜酸性粒细胞中,CD300a中的ITIMs磷酸化后激活SHP-1从而抑制IL-5、粒单核巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)的抗凋亡作用以及嗜酸性粒细胞趋化因子对嗜酸细胞的趋化作用[14];在肥大细胞中,CD300a活化后募集磷酸酶SHP-1和SHIP而抑制IgE介导的脱颗粒作用,从而抑制肥大细胞活性[17]。另外,CD300a的抑制作用也曾在单核细胞与浆细胞样树突状细胞中被发现,CD300a活化后能降低Toll样受体-9(TLR-9)诱导的炎症因子释放[19-20]。
CD300a的表达受细胞内外不同因素的调节。在中性粒细胞中,脂多糖(LPS)与GM-CSF能够触发细胞内池中的CD300a快速释放并转移到细胞膜表面,从而使其表达增加[12]。与中性粒细胞类似,嗜碱性粒细胞细胞质中同样存在含CD300a的细胞内池,当IgE高亲和力受体FcεRI刺激细胞时,活化的嗜碱性粒细胞表面能在1~3min内迅速出现CD300a的上调,且此现象能持续2h以上。CD300a的上调主要依赖于细胞内池中的CD300a迅速释放并转移到细胞表面,从而抑制IgE介导的过敏性脱颗粒作用[16]。在嗜酸性粒细胞中,CD300a的表达同样能在缺氧及GM-CSF的刺激下上调,并且若抑制低氧诱导因子(HIF-1)则能消除该上调作用[15]。在浆细胞样树突状细胞中,TLR-7和TLR-9刺激下能诱导IFN-α产生从而下调CD300a的表达[19]。类似的,LPS、IFN-γ以及缺氧等能够上调单核巨噬细胞中CD300a的表达[21-22]。
以上研究认为,CD300a在肥大细胞、嗜酸性粒细胞及嗜碱性粒细胞中表达并参与调节免疫反应,其活性异常可引起一系列免疫性疾病,如变态反应、感染性疾病、自身免疫性疾病等,因而研究靶向CD300a的特异性小分子物质用于调节疾病状态下的细胞功能已成为当前研究热点。
2.2 CD300a在淋巴细胞中的功能与调节 研究发现在淋巴细胞中,人源CD300a在全部NK细胞[8-9]以及部分T淋巴细胞与B淋巴细胞中表达[2,23-25]。CD300a最早在NK细胞中被发现,其能强烈抑制NK细胞的自然杀伤活性[8],该抑制作用主要依赖于CD300a细胞质尾区中位于第3位的ITIM中267号位酪氨酸磷酸化[9]。CD300a能与凋亡细胞表面的PS相结合而抑制吞噬细胞对其的吞噬作用。此外,更重要的是CD300a也能通过与肿瘤细胞表面的PS反应而与肿瘤细胞结合,抑制NK细胞对肿瘤细胞的识别与杀伤作用,反之,若阻断CD300a与PS的结合则能促进NK细胞的杀伤作用[26]。因而,在CD300a病理性异常表达或激活情况下,可辅助肿瘤细胞发生免疫逃逸。在CD4+T淋巴细胞中,CD300a阳性的I型辅助性T淋巴细胞(Th1)较CD300a阴性的Th1细胞功能更具多样性[27],若用特异性单克隆抗体触发CD300a能够减少CD4+T淋巴细胞受体介导的Ca2+释放[23]。类似的,在成熟B淋巴细胞中,CD300a也作为一种负调节剂抑制B淋巴细胞受体介导的Ca2+释放[2]。
CD300a在淋巴细胞的不同分化阶段其表达水平会有所不同,并受不同因素调节。幼稚的CD4+T淋巴细胞与CD8+T淋巴细胞低表达CD300a,效应T淋巴细胞及记忆T淋巴细胞中部分表达CD300a,而调节性T淋巴细胞均不表达CD300a[24-25]。另外,分泌IFN-γ的CD4+T淋巴细胞往往高表达CD300a,分化状态下的Th1细胞CD300a表达增加,而转化生长因子β1(TGF-β1)则抑制其表达[24,27]。在B淋巴细胞中,幼稚B淋巴细胞低表达CD300a,记忆细胞及浆细胞中CD300a表达水平不全相同,而生发中心的B淋巴细胞则不表达CD300a[2]。B淋巴细胞表面CD300a的表达水平受各种不同因素作用而变化,在记忆性B淋巴细胞中,TLR-9能促进CD300a的表达,而IL-4及TGF-β1与之作用相反[2]。
综上,血液系统中髓系以及淋巴细胞中均能检测出CD300a的转录与表达,不同血细胞分化成熟过程的不同阶段CD300a表达水平也不同,说明其对细胞的生长、分化、成熟、功能调节具有独特的作用,在生理情况下,CD300a参与调节血细胞的各种生理功能,在维持免疫平衡、内环境稳定中起重要作用。
3.1 CD300a与急性淋巴细胞白血病(ALL) ALL是一类起源于骨髓淋巴细胞的恶性克隆性疾病,儿童ALL是儿童白血病中最常见的类型,成人ALL复发率及病死率高[28]。已有研究证实CD300a在ALL中异常表达。Coustan-Smith等[3]用全基因组测序的方法对比了儿童ALL患者骨髓幼稚B淋巴细胞与CD19+CD10+的正常B系前体细胞的基因序列,发现两者间存在30个基因的差异性表达,其中包括CD300a基因;在所检测的ALL患者中,有81%存在CD300a基因表达明显高于正常B淋巴细胞,对治疗期间的ALL患者及复发患者随访时检测CD300a蛋白,发现CD300a蛋白的表达水平变化与传统标准标志物的变化同步,且与疾病发展状态相关;因此认为CD300a可以作为一种新型分子标志物来监测ALL的微小残留病灶。Chen等[4]的研究同样证实,与正常前B淋巴细胞相比,ALL患者中的幼稚B淋巴细胞高表达CD300a;更重要的是,高表达CD300a的ALL患者总体生存率较其余患者低,且预后不良;通过小鼠的遗传学研究发现CD300a能够招募ITIMs的磷酸酶配体,从而调节致癌信号通路的活性;因此推测CD300a可能与ALL的发生、发展密切相关,是一个重要的与预后不良相关的新型分子标志物,靶向CD300a的分子治疗可能成为ALL的一种新型治疗手段。
3.2 CD300a与恶性淋巴瘤 淋巴瘤是一类起源于淋巴网状系统的恶性肿瘤。弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)是成人非霍奇金淋巴瘤中最常见的类型,具有高度异质性,不同分子遗传学表型的患者对化疗的敏感性及预后均不相同[29]。有研究表明CD300a在DLBCL的ABC亚型细胞系SUDHL-5中表达,但未具体阐述其表达水平与DLBCL的关系[2]。另外,一项公共数据分析表明CD300a的mRNA水平与DLBCL患者的总体生存率成负相关,即表达水平愈高,患者预后越差。有学者研究CD300a在DLBCL中的作用,发现在初发DLBCL患者肿瘤组织中CD300a的mRNA水平明显高于正常淋巴结组织,且在DLBCL细胞系(包括OCI-Ly01、VAL、OCI-Ly10、SUDHL-8、Farage、SUDHL-4)中均显著高表达;用shRNA减低CD300a表达后发现OCI-Ly01、Farage及SUDHL-4细胞生长速度减慢、细胞周期阻滞,这提示CD300a在DLBCL中可能起原癌基因的作用;更重要的是,该研究第一次揭示了CD300a与PI3K/Akt信号通路间的关系,发现下调DLBCL细胞系中CD300a表达后,p-Akt表达也同时显著降低[5]。另外,PI3K抑制剂SYK作用于DLBCL细胞后会出现与CD300a表达下降类似的生长抑制作用[30]。这些结果表明CD300a可能是PI3K/Akt信号通路上游的一个调节因子。PI3K/Akt信号通路在肿瘤发生、发展中起着极其重要的作用,其持续性异常活化能促进肿瘤形成并诱发耐药,而这种作用在下调该通路活性后可被逆转[31]。CD300a可能是DLBCL致病的一个癌基因,而靶向CD300a使其表达下调后可能抑制肿瘤细胞的生长甚至逆转肿瘤细胞的耐药作用。另有研究发现,CD300a在套细胞淋巴瘤细胞株REC-1中高表达,而在Burkitt淋巴瘤中,除BJAB细胞株低表达CD300a外,其余7个细胞株中CD300a均为阴性,这种差异性表达可能与淋巴瘤细胞的不同起源相关[2]。
3.3 CD300a与急性髓系白血病 急性髓系白血病(AML)是一类骨髓原始细胞无限增殖、具有高度异质性的恶性克隆性疾病,AML的细胞遗传学和分子遗传学特征与疾病的治疗和预后关系密切,如FLT3-ITD、NPM1突变等[32]。目前CD300a在AML中的表达及功能研究报道少见。多种髓系细胞包括粒细胞、单核细胞、巨噬细胞等均表达CD300a,且CD300a对髓系细胞有重要调控作用。研究表明CD300a能够抑制肥大细胞来源的白血病细胞株HMC-1活性但不影响其生存[33],因此猜测CD300a在AML中可能也存在一定作用。笔者团队研究了初发成人AML骨髓原始细胞中CD300a的表达水平,并分析其与AML患者临床特征及预后间的关系,发现与染色体核型为低危的患者相比,中危及高危患者的CD300a表达水平较高,这提示CD300a高表达可能与AML患者预后不良相关;另外,在预后随访分析中发现,CD300a高表达的患者对治疗反应差,诱导缓解率低,早期治疗相关病死率高,且伴随更短的无复发生存时间与更低的总体生存率,这提示CD300a可能是AML的一个新型预后不良分子标志物(尚未公开发表)。
综上所述,CD300a在血液系统中的表达、功能及调节作用已经基本明确,其在血液系统恶性肿瘤发生、发展中的作用及其与疾病预后的关系也得到初步揭示。然而,关于CD300a的功能及其在肿瘤中的作用仍有许多亟待深入研究的问题:(1)CD300a特异性识别其配体PS及PE进而发生磷酸化传递抑制信号的分子机制;(2)CD300a在血细胞中作为抑制性受体对细胞分化、抗原提呈、免疫细胞介导的细胞毒作用等的影响及机制研究;(3)CD300a表达上调对肿瘤细胞生长、凋亡、周期等的影响及其机制;(4)大样本分析CD300a基因在淋巴瘤、白血病等血液系统恶性肿瘤中的表达水平以准确评估其在肿瘤诊断和靶向治疗中的潜在价值。对这些问题的深入研究必将进一步拓展临床对CD300a的认识,加强CD300a在血液系统中的作用机制及意义的理解,为血液系统恶性肿瘤的治疗提供新的靶点,有助于更好的指导诊断、预后分型及疾病治疗。
[1]Borrego F.The CD300 molecules:an emerging family of regulators of the immune system[J].Blood,2013,121(11):1951-1960.
[2]Silva R,Moir S,Kardava L,et al.CD300a is expressed on human B cells,modulates BCR-mediated signaling,and its expression is down-regulated in HIVinfection[J].Blood,2011,117(22):5870-5880.
[3]Coustan-Smith E,Song G,Clark C,et al.New markers for minimal residual disease detection in acute lymphoblastic leukemia [J].Blood,2011,117(23):6267-6276.
[4]Chen Z,Shojaee S,Buchner M,et al.Signalling thresholds and negative B-cell selection in acute lymphoblastic leukaemia[J]. Nature,2015,521(7552):357-361.
[5]Jiang L,Xu Y,Zeng X,et al.Suppression of CD300A inhibits the growth of diffuse large B-cell lymphoma[J].Oncotarget,2015,6 (31):31191-31202.
[6]Borrego F,Kabat J,Kim D K,et al.Structure and function of major histocompatibility complex(MHC)class I specific receptors expressed on human naturalkiller(NK)cells[J].Molecular immunology,2002,38(9):637-660.
[7]Long E O,Kim H S,Liu D,et al.Controlling natural killer cell responses:integration of signals for activation and inhibition[J].Annualreview of immunology,2013,31(31):227-258.
[8]CantoniC,Bottino C,Augugliaro R,et al.Molecular and functional characterization of IRp60,a member of the immunoglobulin superfamily that functions as an inhibitory receptor in human NKcells [J].European journalof immunology,1999,29(10):3148-3159.
[9]Lankry D,Simic H,Klieger Y,et al.Expression and function of CD300 in NK cells[J].Journal of immunology,2010,185(5): 2877-2886.
[10]DeBell K E,Simhadri VR,Mariano J L,et al.Functional requirements for inhibitory signal transmission by the immunomodulatory receptor CD300a[J].BMC immunology,2012,31(1):23.
[11]Simhadri V R,Andersen J F,Calvo E,et al.Human CD300a binds to phosphatidylethanolamine and phosphatidylserine,and modulates the phagocytosis of dead cells[J].Blood,2012,119 (12):2799-2809.
[12]Alvarez Y,Tang X,Coligan J E,et al.The CD300a (IRp60)inhibitory receptor is rapidly up-regulated on human neutrophils in response to inflammatory stimuli and modulates CD32a (FcgammaRIIa)mediated signaling[J].Molecular immunology, 2008,45(1):253-258.
[13]Gibbs B F,Sabato V,Bridts C H,et al.Expressions and inhibitory functions of CD300a receptors on purified human basophils [J].Experimentaldermatology,2012,21(11):884-886.
[14]Munitz A,Bachelet I,Eliashar R,et al.The inhibitory receptor IRp60(CD300a)suppresses the effects of IL-5,GM-CSF,and eotaxin on human peripheral blood eosinophils[J].Blood,2006, 107(5):1996-2003.
[15]Nissim Ben Efraim A H,Karra L,Ben-Zimra M,et al.The inhibitory receptor CD300a is up-regulated by hypoxia and GM-CSFin human peripheralblood eosinophils[J].Allergy,2013, 68(3):397-401.
[16]Sabato V,Verweij M M,Bridts C H,et al.CD300a is expressed on human basophils and seems to inhibit IgE/FcepsilonRI-dependent anaphylactic degranulation[J].Cytometry Part B,Clinicalcytometry,2012,82(3):132-138.
[17]Bachelet I,Munitz A,Moretta A,et al.The inhibitory receptor IRp60 (CD300a)is expressed and functional on human mast cells[J].Journalof immunology,2005,175(12):7989-7995.
[18]Clark G J,Ju X,Azlan M,et al.The CD300 molecules regulate monocyte and dendritic cell functions[J].Immunobiology,2009, 214(9-10):730-736.
[19]Ju X,Zenke M,Hart D N,et al.CD300a/c regulate type I interferon and TNF-alpha secretion by human plasmacytoid dendritic cells stimulated with TLR7 and TLR9 ligands[J].Blood,2008, 112(4):1184-1194.
[20]Ghavampour S,Lange C,Bottino C,et al.Transcriptional profiling ofhuman monocytes identifies the inhibitoryreceptorCD300a as regulator of transendothelial migration[J].PloS one,2013,8 (9):e73981.
[21]Bosco M C,Puppo M,Santangelo C,et al.Hypoxia modifies the transcriptome of primary human monocytes:modulation of novelimmune-related genes and identification of CC-chemokine ligand 20 as a new hypoxia-inducible gene[J].Journal of immunology,2006,177(3):1941-1955.
[22]Raggi F,Blengio F,Eva A,et al.Identification of CD300a as a new hypoxia-inducible gene and a regulator of CCL20 and VEGF production by human monocytes and macrophages[J]. Innate immunity,2014,20(7):721-734.
[23]Simhadri VR,Mariano J L,Zhou Q,et al.Differential expression of CD300a/c on human TH1 and TH17 cells[J].BMC immunology,2011,12(1):62.
[24]Clark G J,Rao M,Ju X,et al.Novel human CD4+T lymphocyte subpopulations defined by CD300a/c molecule expression[J]. Journalof leukocyte biology,2007,82(5):1126-1135.
[25]Xu Y,Tarquini F,Romero R,et al.Peripheral CD300a+CD8+T lymphocytes with a distinct cytotoxic molecular signature increase in pregnant women with chronic chorioamnionitis[J]. American journal of reproductive immunology,2012,67(3): 184-197.
[26]Lankry D,Rovis T L,Jonjic S,et al.The interaction between CD300a and phosphatidylserine inhibits tumor cell killing by NK cells[J].European journalofimmunology,2013,43(8):2151-2161.
[27]Narayanan S,Silva R,Peruzzi G,et al.Human Th1 cells that express CD300a are polyfunctional and after stimulation up-regulate the T-box transcription factor eomesodermin[J].PloS one, 2010,5(5):e10636.
[28]张开峰,韦菊英,黄健,等.CALLG2008方案治疗60岁以下初发成人急性B淋巴细胞白血病的临床研究[J].浙江医学,2016,38(12):906-910.
[29]Lossos I S.Molecular pathogenesis of diffuse large B-cell lymphoma[J].Journal of clinical oncology:official journal of the American Society of ClinicalOncology,2005,23(26):6351-6357.
[30]Cheng S,Coffey G,Zhang X H,et al.SYK inhibition and response prediction in diffuse large B-cell lymphoma[J].Blood, 2011,118(24):6342-6352.
[31]Wendel H G,De Stanchina E,Fridman J S,et al.Survival signalling by Akt and eIF4E in oncogenesis and cancer therapy[J]. Nature,2004,428(6980):332-337.
[32]陈岳华,陶师,朱卫国,等.初诊急性髓系白血病患者FLT3-ITD和NPM1基因联合突变与临床特征的关系[J].浙江医学,2013,35 (12):1136-1137.
[33]Bachelet I,Munitz A,Berent-Maoz B,et al.Suppression of normal and malignant kit signaling by a bispecific antibody linking kit with CD300a[J].Journal of immunology,2008,180(9):6064-6069.
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(本文编辑:李媚)
10.12056/j.issn.1006- 2785.2017.39.8.2016- 2031
315211 宁波大学医学院(斯婷);宁波市鄞州人民医院血液科(陆滢、裴仁治);浙江大学血液病研究所(李枫林)
裴仁治,E- m ail:peirz@ 163.com