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    表皮生長因子TMEFF2:腫瘤特異性或甲基化標志物,雙功能靶點蘊藏新機會!

    瀏覽次數:15      日期:2022-11-21 08:51:39

    2022年歐洲腫瘤內科學會年會(ESMO)于9月9日-13日以線下結合線上的方式在法國巴黎舉辦。ESMO大會作為歐洲最負有盛名和最具影響力的腫瘤學會議,在這場學術盛會上,眾多臨床研究公布數據,不乏腫瘤領域新靶點。來自Janssen R&D的團隊介紹了前列腺癌癥中的新靶點--TMEFF2。Janssen的TMEFF2 x CD3雙抗(JNJ-70218902)I期臨床試驗結果表明,劑量爬坡試驗入組73例患者,2例未出現無劑量限制性毒性。有效性方面,8例患者前列腺特異性抗原PSA下降超過50%,5例患者療效評價為部分緩解(Partial Response,PR)。團隊表示將進一步探索第一部分的劑量遞增研究,啟動第二部分的劑量擴展研究以及初步療效 [1]。

    事實上,在胃癌、膀胱癌、前列腺癌等多種實體腫瘤中,TMEFF2高甲基化導致表觀遺傳沉默,在腫瘤研究中成為熱點。目前,更多報道顯示,TMEFF2既具有抑癌作用又具有促癌作用,其在前列腺癌中的作用最為復雜。因此,TMEFF2有望作為腫瘤特異性或甲基化標志物,為腫瘤藥研發賦能!那么,TMEFF2如何發現?TMEFF2蘊藏著多少新機會?


     

    1. 什么是TMEFF2?

    TMEFF2(Transmembrane protein with EGF-like and two follistatin-like domains 2),也被稱為HPP1,TPEF,TENB2,屬于I型進化保守的跨膜蛋白。TMEFF2基因是由Uchida、Liang和Young等研究者于1999~2001年先后克隆發現 [2-3]。人TMEFF2基因定位于染色體2q32.1,包含9個內含子及10個外顯子。TMEFF2由374個氨基酸組成,含胞外區、跨膜區和胞內區。胞外區包含1個類表皮生長因子(EGF)功能域和2個類似卵泡抑素(Follistatin,FS)功能域(圖1[2]。較短的胞內區含有潛在的G-蛋白活化序列 [2-3]。

    TMEFF2作為具有表皮生長因子EGF樣和FS樣結構域蛋白,胞外區FS樣功能域,可與轉化生長因子-β家族(TGF-β超家族)、血管內皮生長因子(VEGF)以及血小板衍生生長因子(PDGF)等結合,并抑制其受體活化;胞外區EGF樣結構,可參與細胞內的信號轉導 [2]。目前TMEFF2表達異常已在多種腫瘤中得到證實,在前列腺癌以及子宮內膜癌中,TMEFF2表達上調,而在胃癌、結直腸癌、胰腺癌等惡性腫瘤中,TMEFF2基因啟動子區的CpG島常出現高甲基化,TMEFF2表達下調 [2-6]。因此,TMEFF2有望成為腫瘤特異性或甲基化生物標志物,其應用前景廣闊!

    TMEFF2的結構

    圖1. TMEFF2的結構 [2]


     

    2. TMEFF2作為配受體的雙功能

    研究提示,TMEFF2蛋白中的EGF樣功能域可能是人表皮生長因子受體ERBB1或ERBB4的配體,其與EGF神經調節蛋白家族的生長因子具有高度的同源性。在結直腸癌細胞中,過表達TMEFF2可導致ERBB4活化;在前列腺癌中,由于前列腺癌細胞株中ERBB4表達缺乏,因而有利于TMEFF2與ERBB1結合,促進細胞生長 [5, 7-8]。

    此外,TMEFF2的FS樣結構域具有結合和雙向調節多種生長因子的活性。TMEFF2可作為血小板源性生長因子(PDGFA)的受體或共受體,在體外促進細胞外調節蛋白激酶(ERK1/2)磷酸化。在TMEFF2過表達細胞中pERK1/2的水平略上調,且在TMEFF2/PDGFRA共表達的細胞中,pERK1/2的水平進一步增加 [9]。已有研究證實,在神經膠質瘤中,TMEFF2通過其含有的FS樣結構域選擇性地與PDGFA相互作用,抑制其受體活化,從而調控血小板衍生生長因子信號通路 [10]。另有報道,TMEFF2的FS結構域在皮質激素細胞中可調節促腎上腺皮質激素釋放激素(CRH),抑制環腺苷酸(cAMP),環磷腺苷效應元件結合蛋白(CREB),導致細胞增殖減少 [11]。目前雖然TMEFF2的生物學功能尚不完全清楚,但作為一種跨膜蛋白,TMEFF2可通過與多種蛋白結合在信號轉導中發揮重要的生物學作用。


     

    3. TMEFF2在癌癥中的調控機制

    TMEFF2的結構較為獨特,不同形式的TMEFF2具有不同的生物學功能,其在腫瘤中的機制十分復雜。研究指出,在生長因子作用下全長TMEFF2,發揮抑癌作用;然而,TMEFF2可通過金屬蛋白酶(如ADAM9、ADAM17、ADAM12)或跨膜絲氨酸蛋白酶Hepsin/TMPRSS1誘導,TMEFF2胞外域(TMEFF2-ECD)以其可溶形式脫落,脫落形式的可溶性TMEFF2-ECD則可發揮促癌作用 [12-13]?,F有研究提示,TMEFF2蛋白可調控Ras/Raf/MAPK/ERK,PKB/Akt,JAK-STAT等信號通路,進而發揮抑癌或促癌作用,但其具體的調控機制有待進一步闡明。

    例如,TMEFF2可與血小板衍生生長因子PDGFA特異性結合,抑制PDGFA刺激的成纖維細胞增殖,而PDGFA在少突膠質前體細胞(OPCs)的增殖、遷移和分化中起著重要作用 [2]。在過表達TMEFF2的結直腸癌細胞中,可溶性TMEFF2-ECD以ADAM17依賴的方式脫落,參與到JAK-STAT信號通路 [7]。同時,TMEFF2在結直腸癌中的抑癌作用需要TMEFF2-ECD的裂解和脫落。在前列腺癌中,TMEFF2可通過整合素信號通路調節αvβ3等整合素的表達及RhoA的活化,抑制前列腺癌細胞的遷移和黏附,而TMEFF2-ECD無此作用 [14]。由于整合素可誘導Akt和ERK磷酸化,TMEFF2也可能通過對整聯蛋白表達的影響,建立負反饋回路,調節MAPKPI3K通路。在胃癌中,TMEFF2可通過激活SHP-1抑制STAT3信號通路,抑制胃癌細胞的增殖(2[15, 28]。而TMEFF2-ECD可誘細胞中ERBB4的酪氨酸磷酸化,參與癌細胞增殖和凋亡的過程。因此,TMEFF2在癌癥發病機制中發揮雙重功能,TMEFF2通過介導和調控細胞內信號傳導通路,在多種惡性腫瘤中影響細胞的增殖、分化、遷移和侵襲。

    TMEFF2在胃癌中的調控機制

    圖2. TMEFF2在胃癌中的調控機制 [28]


     

    4. TMEFF2在癌癥治療中的作用

    TMEFF2涉及多種癌癥和不同的功能,被發現以來,已經引起了各個領域的學者相當大的興趣(圖3[2]。在人正常組織中,TMEFF2的表達有限,然而在腫瘤中,TMEFF2的表達不同程度地上調或下調,具有雙重功能。已有報道顯示,在結直腸癌、膀胱癌、胃癌中,TMEFF2抑制腫瘤細胞增殖、促進細胞凋亡,發揮抑癌作用,但另有報道揭示,TMEFF2可促進腫瘤細胞生長,發揮促癌作用。尤其在前列腺癌中,TMEFF2發揮抑癌或促癌的作用均有研究報道,其潛在作用受到廣泛關注。

    TMEFF2在癌癥治療中的作用

    圖3. TMEFF2在癌癥治療中的作用 [2]

     

    4.1 TMEFF2與前列腺癌

    前列腺癌是世界范圍內老年男性最常見的惡性腫瘤之一。已有研究顯示,TMEFF2可能成為前列腺癌診斷的分子標志物。與正常前列腺相比,前列腺癌組織,尤其是雄激素依賴的前列腺癌組織中,TMEFF2明顯升高。TMEFF2的胞質結構域與肌氨酸脫氫酶(SARDH)相互作用,可下調肌氨酸的細胞水平。肌氨酸是前列腺癌進展中的一種潛在標志物,肌氨酸水平上調可增強腫瘤細胞遷移和侵襲的能力。TMEFF2在前列腺癌中的作用較為復雜,野生型全長結構的TMEFF2起著抑癌作用,而TMEFF2-ECD則促進癌細胞生長 ,[14, 16]。采用一種人源化的抗TMEFF2 ADC(huPr1-vcMMAE),在前列腺癌動物模型實驗中發現,該藥物可有效地到達腫瘤細胞,僅對表達TMEFF2的腫瘤細胞發揮細胞毒性作用 [17]。對前列腺癌患者,基于TMEFF2的抗體-藥物偶聯物(ADC)可能成為一種有前景的靶向療法。

     

    4.2 TMEFF2與胃癌

    胃癌是起源于胃黏膜上皮的惡性腫瘤,在中國各種惡性腫瘤中發病率居首位。與正常胃黏膜上皮細胞相比,TMEFF2在胃癌細胞中的表達顯著下調,體外過表達TMEFF2,可誘導腫瘤細胞凋亡,抑制胃癌細胞增殖。與TMEFF2高表達的胃癌患者相比,TMEFF2低表達患者的生存時間顯著縮短,提示TMEFF2可作為評估胃癌患者預后的獨立指標 [15, 18]。在幽門螺桿菌感染引起的胃癌中,磷酸化的STAT3直接與TMEFF2基因啟動子結合,使胃癌細胞中的TMEFF2表達下調。敲低TMEFF2表達可促進胃癌細胞的增殖能力,而給予維生素C可觀察到細胞的增殖能力受到抑制,以及TMEFF2表達顯著上調,進一步證實TMEFF2可能是胃癌治療的潛在靶點 [15, 18-19]。

     

    4.3 TMEFF2與結直腸癌

    結直腸癌是一種多見的癌癥疾病,具有較為嚴重的危害性,使患者的腸道健康受損嚴重。TMEFF2在80%以上的結直腸癌中表達下調,被認為是一種結直腸癌抑制基因。研究表明,無論在體內還是體外,TMEFF2均顯示出對結直腸癌的抑制活性。進一步發現,TMEFF2過表達,可誘導JAK1、JAK2與細胞表面受體結合而活化,活化的JAK再通過磷酸化作用誘導STAT1和STAT2活化,從而抑制腫瘤細胞的生長和增殖,促進腫瘤細胞凋亡 [2, 20]。TMEFF2高甲基化與結直腸癌早期病變密切相關,對患者血液樣本的研究發現,TMEFF2基因甲基化水平越高,患者的預后越差 [22]。此外,在原發性和轉移性結直腸癌中均可觀察到TMEFF2基因高甲基化 [21]。因而TMEFF2有望成為結直腸癌患者早期診斷及甲基化生物標志物。

     

    4.4 TMEFF2與其他腫瘤

    目前的研究已證實,TMEFF2在胰腺癌、膀胱癌、非小細胞肺癌等多種腫瘤組織和細胞系中的表達均顯著下調 [23, 24, 25, 26],TMEFF2在子宮內膜癌中的表達水平顯著高于非典型內膜增生和正常子宮內膜,其在各類型腫瘤中發揮作用的機制也不同 [3]。例如,在胰腺癌細胞系中,過表達的TMEFF2可下調磷酸化STAT3、髓樣細胞白血病因子1(Mcl1)、血管內皮生長因子的表達,進而抑制胰腺癌細胞增殖,并促進其凋亡 [26]。在子宮內膜癌細胞中,下調TMEFF2表達后,可抑制PI3K/Akt通路,上皮-間充質轉化受到抑制,腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲能力均顯著降低 [3]。在膀胱癌組織中,TMEFF2啟動子明顯甲基化,導致其基因表觀遺傳學沉默,從而影響膀胱癌細胞的增殖、凋亡、遷移和侵襲 [24]。在腎細胞癌中,TMEFF2甲基化與腫瘤的分期及預后呈負相關 [27]。


     

    5. TMEFF2臨床研究前景

    基于ParmSnap數據庫顯示,針對TMEFF2蛋白的抗體藥物研發,已有3款:ciduvectamig;AFC-08;anti-TenB2 antibody drug conjugates。Ciduvectamig和AFC-08均為單克隆抗體,其中AFC-08處于臨床前,用于抑郁癥。anti-TenB2 antibody drug conjugates,適應癥為腫瘤,暫無臨床信息披露。目前,關于TMEFF2的研究尚處于早期階段,但TMEFF2作為腫瘤診斷及治療標志物方面具有巨大潛力。TMEFF2的組織分布有望成為抗體偶聯治療前列腺癌的工具;其次,TMEFF2-ECD這一分泌型的出現提示調節TMEFF2的裂解可能會改變其功能。此外,在多種實體腫瘤中,TMEFF2基因常因高甲基化導致表觀遺傳沉默,在腫瘤發展中發揮重要作用。因此,TMEFF2具有成為多種腫瘤治療及甲基化標志物的潛力。

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