TAM/Gas6通路及其与临床疾病的关系

吴军来，柴克霞

(1.青海大学，青海 西宁 810016；2.青海大学附属医院 风湿免疫科， 青海 西宁 810001)

Tyro3、Axl及MerTK(TAM)受体属于受体酪氨酸激酶(RTKs)家族的一员，是高等真核生物重要的炎症稳态调节因子[1]。TAM的配体是两种内源性蛋白质，即生长停滞特异性蛋白6(Gas6)和蛋白S(Pros1)[2]，这些配体以不同的亲和力与其受体结合。Gas6与Axl的亲和力最强，然后是Tyro3受体，而与MerTK亲和力较弱(Axl>Tyro≥MerTK)[3]。相反，Pros1不与Axl结合，与Tyro3的亲和力强于MerTK[4]。然而，这两种配体都被认为是通过其同源结构域中的相似接触位点与受体相互作用的。TAM受体通过激活配体Gas6和Pros1从而发挥生理学效应。不过，学术界部分专家认为Pros1不应为TAM受体的特异性配体[5]。TAM受体通过激活配体Gas6进而发挥生物学效应。因此，本文就TAM/Gas6通路的一般生物学特性及其在临床疾病发生发展中的作用作一综述，以期为相关疾病的诊治提供新视角。

1 TAM/GAS6通路

1.1TAM受体 人类基因组包含58个RTKs，根据激酶结构域中的氨基酸序列，这些RTKs可以进一步分为20个亚家族。TAM(Tyro3，Axl和MerTK)RTKs是人类基因组中调节一系列重要生物学过程的20个RTKs家族之一。Tyro3、Axl和MerTK由于它们的结构相似和氨基酸序列之间的同源性而被归类在一起。这3个基因最初是在20世纪90年代初被发现和克隆的，曾认为TAM是“孤儿”受体，但随后不久就鉴定了它们的配体Gas6和Pros1。TAM受体由胞内区、跨膜区及胞外区3部分组成，其中胞外区为N-末端区域，由两个介导配体结合的免疫球蛋白(Ig)样结构域和两个纤维连接蛋白III型(FNIII)重复序列形成，胞内区为C-末端结构域的酪氨酸激酶[6-7]。研究发现，TAM受体在多种细胞中表达，Tyro3可在中枢神经系统、卵巢、睾丸及肾脏等表达[8]；Axl在正常人体的心脏和骨骼肌中表达含量最高；MerTK在骨骼肌细胞、NK细胞、树突状细胞和单核/巨噬细胞等细胞中均可表达[9]。

1.2GAS6配体 研究发现，Gas6最初是于1988年在小鼠成纤维细胞中发现的一种依赖维生素K蛋白，其普遍表达于骨骼肌、肺脏、心脏及肿瘤组织等多个器官及组织中，而在肝脏中表达较少[10]。当细胞周期进入到G0期时，它的表达量可增至30倍左右。Gas6生物学效应是通过与TAM受体相互作用进而实现的。Gas6含有679个氨基酸，由羧基谷氨酸残基(Gla区)、4个表皮生长因子(EGF)样结构域及性激素结合球蛋白(SHBG)3部分组成[11]。其中，Gas6的Gla区与磷脂酰丝氨酸(PtdSer)结合；而SHBG结构能够与TAM受体结合，并激活TAM受体使其磷酸化，活化的受体能够对不同的下游信号通路激活，从而使得各类生物效应发生，最常见的有增殖效应、吞噬效应及炎症抑制效应等[12]。

1.3TAM/Gas6通路的生理学功能

1.3.1清除凋亡细胞 细胞凋亡是体内平衡更新的主要方式，靶细胞中不同类型的细胞死亡可通过吞噬细胞触发不同的免疫反应[13]。清除凋亡碎片对于维持机体的健康状态至关重要。TAM清除凋亡细胞的能力称为胞吐作用。在凋亡过程中，凋亡细胞将磷脂酰丝氨酸(PtdSer)暴露在细胞膜上，作为“吃我”的信号，这使得吞噬细胞能够将它们与其他坏死或健康的细胞区分开来。TAM的配体Gas6通过其Gla结构域与凋亡细胞上的PtdSer残基结合，并通过其氨基末端区域与凋亡细胞上的TAM受体结合，从而实现TAM介导的胞吐作用。通过这种方式，TAM配体起到了凋亡细胞和表达TAM的吞噬细胞之间的“桥梁”作用[2, 4, 14]。研究表明Gas6的谷氨酸富含结构域(GLA)和PtdSer之间的相互作用被证明是人血管内皮细胞(HUVECs)生存和细胞内AKT(蛋白激酶B)信号所必需的[15]。此外，PtdSer在凋亡细胞上的存在也增强了骨髓来源的巨噬细胞(BMDM)中配体依赖的TAM激活[16]。除了PtdSer在凋亡细胞中的暴露外，钙耗竭的应激细胞和肿瘤来源的胞外体小泡对PtdSer的暴露也在TAM受体激活中发挥作用[17]。

1.3.2调控固有免疫反应 TAM受体在成年组织中维持免疫系统动态平衡和控制炎症反应的能力最早是由表达Mer激酶的死亡小鼠中提出的，其特征是在脂多糖刺激下肿瘤坏死因子α的过度产生和较低致死剂量的脂多糖引起的内毒素休克引起的死亡[18]。早期研究揭示了巨噬细胞或树突状细胞表面的TAM受体通过负反馈机制介导TLR信号的抑制作用，负反馈机制通过SOCS1和SOCS3的诱导而发生[19]。另外，TAM缺陷小鼠表现出自身免疫性疾病的症状和对TLR配体的高反应性[20]。Axl通常在低水平表达，并在TLR3、TLR4和TLR9激活后被诱导[19]。

2 TAM/GAS6通路与相关疾病的关系

近年来，越来越多的研究发现TAM/Gas6通路与多种疾病如自身免疫性疾病、肿瘤、病毒感染、神经退行性变及纤维化等有着密切的关系。探讨TAM/Gas6通路与疾病之间的关系，以期为疾病的治疗提供新的靶点。

2.1与自身免疫性疾病的关系

2.1.1一直以来，Gas6/TAM信号通路的缺失与自身免疫性疾病的发生发展有关，TAM受体的三重敲除小鼠模型证明了这一点[20]。系统性红斑狼疮(SLE)是一种具有异质性的与免疫系统调节受损有关的自身免疫性疾病，其多发生于育龄期女性。SLE具体的发病机制仍在探索之中，但已有研究显示凋亡清除不利、先天性免疫调节异常参与SLE的发病过程。Zhu等[21]在对105例SLE患者和40例健康对照者的实验中发现，SLEDAI≥10的SLE患者的Gas6水平较对照组降低，而sAxl浓度较对照组升高。与此同时，Gheita等[22]也得出了相同的结论，即与健康对照组相比，SLE患者的Gas6水平降低，而sAxl水平升高。然而，另外一项研究结果表明，狼疮性肾炎或皮肤血管炎的SLE 患者血清Gas6水平升高，提示Gas6有可能作为SLE疾病活动度标志[23]。综上所述，SLE患者血浆Gas6水平可能取决于SLE的活动性及严重程度，也可能受到其他临床参数的影响，包括狼疮疾病的表现(狼疮性肾炎、血管炎、关节炎等)[24]。

2.1.2原发性干燥综合征(pSS) pSS是一种以外分泌腺功能障碍为特征的自身免疫性疾病，可伴有严重的全身性疾病表现，由于其发病机制目前仍然未知，因此大量研究旨在探讨其发病机制。既往研究认为，细胞凋亡被认为是pSS患者唾液腺上皮细胞死亡的机制之一。Qin等[25]应用qRT-PCR和ELISA方法检测TAM/Gas6通路蛋白Tyro3、Axl、Mer及Gas6，发现血浆可溶性Mer水平明显升高，并与自身抗体、IgG、ESR、疾病活动性呈正相关。Chen等[26]发现pSS患者的血浆及唇腺组织中Gas6的表达均比对照组显著降低，并认为Gas6在唾液腺炎症和功能障碍中具有潜在的作用。

2.1.3与其他自身免疫性疾病的关系 类风湿关节炎、炎症性肠病、贝赫切特病及多发性硬化症均属于自身免疫性疾病，凋亡细胞清除不利、固有免疫参与自身免疫性疾病的发生过程[2, 27-29]，TAM/Gas6通路在此类疾病中发挥调控固有免疫、清除凋亡细胞的作用[2, 24]。而TAM受体信号通路的缺陷使得促进自身免疫性疾病的发生发展。因此，对于自身免疫性疾病而言，靶向Gas6/TAM通路是很有前途的治疗策略。

2.2与肿瘤的关系 TAM受体参与介导肿瘤微环境中的吞噬作用、免疫细胞调节、炎症因子的分泌及上皮向间质的转化，从而在肿瘤的发生发展中起重要作用[30]。TAM受体在免疫和神经系统中都是重要的参与者。TAM受体在肿瘤免疫微环境中具有自主致瘤作用，因此抑制TAM受体作为一种潜在的抗肿瘤策略已被探索出来[31-32]。许多肿瘤不仅表达TAM受体，还表达配体Gas6[33]。结合大量凋亡的PtdSer，癌细胞能够发出TAM受体的自动识别信号[34]。随后可以刺激MEK/ERK、PI3K/AKT、JAK/STAT、p38、NF-κB和FAK/RAC下游通路，使肿瘤细胞具有较强的增殖、存活、迁移、侵袭和抗药性[32, 35-36], 因此，TAM受体的过度表达经常与肿瘤细胞侵袭性和不良预后相关[37-38]。研究认为，TAM受体抑制剂可能通过阻断胞吞作用而削弱M2样巨噬细胞的促肿瘤效应。由于TAM受体的激活也会使巨噬细胞从M1表型偏向M2表型，因此抑制TAM受体会降低肿瘤相关巨噬细胞的M2特征[39]。由于M2巨噬细胞具有肿瘤促进作用，涉及癌症进展和免疫抑制，损害M2极化将减缓疾病进展。鉴于以上，因此TAM受体抑制剂可能是治疗肿瘤的一种新的方法，但仍需大量的研究支持这一观点。

2.3与病毒感染的关系 作为机会性病原体，病毒已经进化出许多巧妙的策略来操纵宿主细胞进行感染和复制。病毒也以自己的方式劫持了细胞凋亡的识别和清除机制。通过清除异常或有害的细胞，抑制免疫反应，并确保发育过程中正常的组织和器官形成。清除凋亡细胞在所有多细胞生物体中起着至关重要的作用[40]。磷脂酰丝氨酸(PtdSer)可结合在病毒包膜的外叶上，将病毒伪装成凋亡小体，从而通过细胞清除机制将细胞吞噬成病毒粒子。这种增强病毒进入的机制被称为凋亡拟态[41]。Vanlandschoot等[42]于2003年首次提出病毒可能破坏细胞凋亡清除机制的想法，当时他们假设病毒凋亡拟态是乙型肝炎病毒使用的免疫逃逸机制，其前提是在慢性乙型肝炎病毒感染期间，由富含磷脂酰丝氨酸的宿主膜蛋白和病毒包膜蛋白组成的非感染性亚病毒颗粒的大规模产生，通过磷脂酰丝氨酸和细胞凋亡清除受体间的相互作用抑制适应性免疫。后来，Mercer等[43]研究揭示了痘苗病毒利用巨噬细胞吞噬和凋亡拟态进入宿主细胞。TAM RTKs在病毒感染中起重要作用，据报道，它们是许多包膜病毒的进入受体/辅助因子，并在病毒感染过程中调节免疫和炎症反应[44-45]。Gas6与病毒PtdSer结合促进了病毒的有效进入和复制。已经发现，将一个或多个TAM受体异位表达到抗感染细胞系会增强丝状病毒(例如埃博拉病毒)的感染[46]。SV40是一种无包膜的多瘤病毒，它通过模仿配体结合位点直接与TAMs相互作用。TAM抑制剂或突变的TAM受体可降低病毒的感染性，表明有效的病毒感染需要完整的TAM信号[47]。总体而言，TAM受体以一种被称为“凋亡拟态”的方式作为无数包膜病毒的进入受体，提示病毒包膜上的磷脂酰丝氨酸类似于凋亡细胞表面的磷脂酰丝氨酸，与巨噬细胞、树突状细胞和其他吞噬细胞表面的TAM受体结合。磷脂酰丝氨酸与TAM受体的结合需要Gas6的桥联，并能显着促进吞噬细胞吞噬凋亡细胞[48]。TAM靶向正在成为一种医学手段，这或许适用于病毒感染的治疗，但仍需更多的研究支持这一结论。

2.4与纤维化的关系 纤维化是由于重复的组织损伤和(或)修复过程的失调导致细胞外基质过度沉积的结果。不同的诱因可能导致进行性纤维化疾病的发展，如感染、慢性自身免疫反应和缺血等[49]。目前纤维化形成的潜在机制仍然是未知的，因此几乎没有专门针对纤维化的药物[50-51]，所以更深入地了解参与纤维化形成的生物系统可能有助于开发新的治疗工具。在此背景下，TAM/Gas6系统似乎代表了一个很有前途的研究系统。研究发现TAM/Gas6参与了IPF肺成纤维细胞的活化，提示靶向RTKs通路可能是治疗IPF的有效抗纤维化策略[52]。另外一项研究揭示了Gas6/Axl轴是肝星状细胞完全激活所必须的；血清Gas6和Axl水平随着慢性肝病的进展而升高[53]。Bellan等[51]发现Gas6在肝损伤时升高，是CLD的一个可能的生物标志物；由于Gas6/TAM轴与肝纤维化的发生有关，靶向Gas6/TAM轴可能被认为是CLD的一种潜在的治疗策略。在此基础上，靶向TAM系统成为治疗人类疾病的一个新的研究领域，然而，还需要更多的研究来测试TAM靶向作为一种新的纤维化治疗策略的有效性和安全性。

综上所述，TAM/Gas6通路发挥清除凋亡细胞、调控固有免疫等重要作用，并且参与多种疾病的发生发展过程。因此，在现有研究基础上，未来深入探讨TAM/Gas6通路与疾病的关系，以期为疾病的治疗带来更优的策略。