滋養(yǎng)層糖蛋白TPBG：雙功能癌胚抗原，腫瘤ADC或疫苗新靶點(diǎn)！

1. TPBG的結(jié)構(gòu)

滋養(yǎng)層糖蛋白TPBG（Trophoblast glycoprotein，又稱5T4或WAIF1）是發(fā)現(xiàn)于胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞的糖蛋白。TPBG基因位于人6號(hào)染色體的p臂（6p14-15），屬一種N端高度糖基化跨膜糖蛋白，TPBG蛋白的分子量約為72kDa，含420個(gè)氨基酸，其中細(xì)胞外部分由310個(gè)氨基酸組成，跨膜區(qū)含20個(gè)氨基酸，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)由44個(gè)氨基酸組成，含PDZ結(jié)構(gòu)，可重構(gòu)細(xì)胞骨架，改變細(xì)胞膜的完整性。細(xì)胞外氨基酸部分有7個(gè)N糖基化位點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)具有多樣性，能夠防止蛋白質(zhì)水解。TPBG糖蛋白還有7個(gè)富亮氨酸重復(fù)序列（leucine-rich repeat，LRR），參與蛋白質(zhì)之間的相互作用 （圖1） ^[1]。人類和小鼠的TPBG序列相比較，兩個(gè)物種之間是高度保守的，跨膜區(qū)域和胞質(zhì)部分的氨基酸一致性水平達(dá)到81%。大量的證據(jù)顯示TPBG與不同的生理、病理過(guò)程密切相關(guān)，如細(xì)胞間連接、細(xì)胞形態(tài)及運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞黏附能力、細(xì)胞膜的完整性等等 ^[2]。

圖1. TPBG的結(jié)構(gòu) ^[6]

2. TPBG的表達(dá)及功能

TPBG在胚胎發(fā)育時(shí)期，相對(duì)廣泛表達(dá)，在整個(gè)懷孕過(guò)程中TPBG強(qiáng)烈表達(dá)在胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞中，而正常組織僅在某些特殊的上皮中存在，如基底層復(fù)層鱗狀上皮、腺體和導(dǎo)管上皮，以及視網(wǎng)膜次級(jí)神經(jīng)元和嗅球。TPBG不僅僅在胚胎細(xì)胞發(fā)育、著床與植入等過(guò)程中起到重要作用，而且可以在胚胎期引導(dǎo)細(xì)胞分化和胚胎器官生成 ^{[3, 4]}。

在腫瘤相關(guān)的研究中，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)正常人滋養(yǎng)層細(xì)胞和惡性腫瘤細(xì)胞有著共同的生理或病理過(guò)程，包括侵入局部組織和逃避免疫監(jiān)視。陸續(xù)的研究表明，TPBG在多種實(shí)體腫瘤組織中有較高表達(dá)，而正常的成熟組織中卻很少存在，被認(rèn)為是一種腫瘤相關(guān)性抗原，成為抗癌藥的重要設(shè)計(jì)靶點(diǎn)。也就是說(shuō)，TPBG不僅對(duì)胚胎生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要，而且可能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞，擁有與滋養(yǎng)層細(xì)胞相似的局部浸潤(rùn)和逃避免疫監(jiān)視的能力 ^[4]。

3. TPBG的腫瘤調(diào)節(jié)機(jī)制

目前，關(guān)于TPBG的研究在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的信號(hào)通路以及分子機(jī)制尚未明確，現(xiàn)有的研究表明，TPBG可能通過(guò)這三個(gè)機(jī)制發(fā)揮作用：1）上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）；2）CXCL12/CXCR4生物軸的調(diào)節(jié)；3）Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) ^[5]。

3.1 TPBG和上皮細(xì)胞-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）

上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），是上皮細(xì)胞通過(guò)特定程序轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)表型細(xì)胞的生物學(xué)過(guò)程。已有許多證據(jù)表明，EMT在腫瘤發(fā)生浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移中扮演著重要角色。而EMT最重要特征之一是E-cadherin的表達(dá)下調(diào)，其可促進(jìn)癌細(xì)胞的遷移。E-cadherin通過(guò)與胞質(zhì)內(nèi)的β-catenin結(jié)合形成E-cadherin/β-catenin復(fù)合體，此復(fù)合體與肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架結(jié)合，保證細(xì)胞的黏附和極性形成 ^{[5, 6]}。

通過(guò)對(duì)鼠胚胎干細(xì)胞表面的TPBG抗原研究揭示，敲除TPBG的鼠胚胎干細(xì)胞，表現(xiàn)出明顯的活動(dòng)力下降、遷移能力減弱；增強(qiáng)小鼠上皮細(xì)胞TPBG cDNA表達(dá)，可誘導(dǎo)E-cadherin轉(zhuǎn)化為N鈣粘蛋白（N-cadherin），E-cadherin抑制因子Snail和Slug蛋白上調(diào)，從而造成E-cadherin蛋白減少，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膠原酶活性增加（如基質(zhì)金屬蛋白酶MMP-2和MMP-9）。也就是說(shuō)，TPBG可誘導(dǎo)E-cadherin下調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞骨架肌動(dòng)蛋白的重組，及細(xì)胞黏附的減弱，造成細(xì)胞形態(tài)的改變及細(xì)胞遷移的增強(qiáng)。因此，TPBG是調(diào)節(jié)細(xì)胞發(fā)生EMT的關(guān)鍵分子之一，影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展 ^{[5, 6]}。

3.2 TPBG和CXCR4/CXCL12生物軸

TPBG與CXCR4/CXCL12生物軸的關(guān)系，是在發(fā)現(xiàn)抗mTPBG抗體能抑制CXCL12對(duì)分化的鼠胚胎干細(xì)胞的趨化作用后，而備受關(guān)注的。CCXL12是一種由基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的趨化因子，其受體為CXCR4，二者結(jié)合形成了著名的CXCR4/CXCL12軸，有啟動(dòng)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)并啟動(dòng)細(xì)胞趨化作用的能力，與腫瘤的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān) （點(diǎn)擊查看關(guān)于細(xì)胞因子專題報(bào)道）。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在敲除TPBG的小鼠體內(nèi)的鼠胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）和胚胎成纖維細(xì)胞（MEF細(xì)胞）中，僅CXCR4表達(dá)，細(xì)胞趨化性丟失。用編碼TPBG蛋白的腺病毒轉(zhuǎn)染小鼠的ES細(xì)胞和MEF細(xì)胞，可恢復(fù)CXCR4和TPBG的膜共定位表達(dá)，以及CXCL12的趨化性，證實(shí)TPBG能激活CXCR4的細(xì)胞表面定位和趨化性 ^{[5, 7]}。

此外，在TPBG表達(dá)缺失時(shí)，CXCL12與CXCR4結(jié)合受阻，游離的CXCL12又可與CXCR7結(jié)合，激活Ras-Raf-MAPK和P13K-Akt兩條轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)增殖。因此，TPBG通過(guò)CXCR4/CXCL12軸，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的趨化轉(zhuǎn)移，或再進(jìn)一步選擇性表達(dá)CXCR7，通過(guò)CXCR7/CXCL12軸促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖 ^{[4, 5, 7]}。

圖2. TPBG相關(guān)的信號(hào)通路 ^[4]

3.3 TPBG和Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

TPBG有調(diào)節(jié)Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能的能力，但TPBG對(duì)Wnt信號(hào)體系的調(diào)節(jié)是雙面的：一方面TPBG阻斷經(jīng)典Wnt/β-catenin信號(hào)通路；另一方面TPBG又通過(guò)激活非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路，不需β-catenin通路的激活。Wnt信號(hào)通路在正常成熟的細(xì)胞中處于關(guān)閉狀態(tài)，但在腫瘤細(xì)胞中信號(hào)活性增高，目前已在人多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)Wnt信號(hào)通路的激活 ^{[5, 9]}。

研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌、胃癌、黑色素瘤中，TPBG可通過(guò)DKK1蛋白使Wnt輔助受體LRP5/6產(chǎn)生變構(gòu)，從而抑制Frizzled-LRP5/6的生成，阻止LRP5/6的信號(hào)放大，阻斷經(jīng)典的Wnt信號(hào)，從而阻礙細(xì)胞正常的發(fā)育和分化。另一方面，TPBG又通過(guò)DKKl蛋白激活非經(jīng)典Wnt信號(hào)通路，通過(guò)激活JNK基因，促進(jìn)細(xì)胞骨架重組，增強(qiáng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力，導(dǎo)致癌細(xì)胞擴(kuò)散，使患者臨床存活能力下降 ^{[5, 9]}。

4. TPBG在腫瘤中的作用

TPBG作為一種細(xì)胞表面癌胚抗原，現(xiàn)有研究揭示，TPBG在人體多種腫瘤中存在選擇性高表達(dá)，如在結(jié)腸癌、胃癌、腎癌、宮頸癌、卵巢癌等等。TPBG既在基底細(xì)胞中有保留性地出現(xiàn)，又在腫瘤細(xì)胞中高調(diào)表達(dá)；既能促進(jìn)上皮細(xì)胞間質(zhì)化分化，又能加快腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移。因此，TPBG與腫瘤的關(guān)系引起廣泛的關(guān)注。

在結(jié)直腸癌和胃癌中，研究顯示TPBG表達(dá)與腫瘤轉(zhuǎn)移高度相關(guān)，且發(fā)現(xiàn)在腫瘤的早期階段TPBG陽(yáng)性多出現(xiàn)于基底層細(xì)胞。此外，對(duì)72例結(jié)腸癌病人的TPBG抗原表型與患者的預(yù)后進(jìn)行分析，有56%的腫瘤細(xì)胞TPBG表達(dá)陽(yáng)性。TPBG表達(dá)陽(yáng)性的腫瘤患者五年生存率為22%，而TPBG表達(dá)陰性的病人五年生存率增加到75% ^[9]。來(lái)自英國(guó)Oxford BioMedica公司開(kāi)發(fā)的一款靶向TPBG的癌癥基因疫苗（藥名MVA-5T4或Trovax）首次應(yīng)用于轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌（mCRC）的臨床實(shí)驗(yàn)表明，MVA-5T4耐受性良好，沒(méi)有嚴(yán)重的不良反應(yīng) ^[10]。

在前列腺癌中，免疫組化分析發(fā)現(xiàn)TPBG在正常前列腺組織中極少表達(dá)，在良性前列腺增生組織中有散在低水平表達(dá)，且多位于局部的基底細(xì)胞，而在前列腺癌細(xì)胞中表達(dá)明顯增加，TPBG陽(yáng)性細(xì)胞大多數(shù)在前列腺癌腺管上皮。Trovax也在前列腺癌患者中進(jìn)行了臨床研究，主要對(duì)比單獨(dú)用Trovax或Trovax聯(lián)合粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor，GM-CSF）的臨床效果，其未出現(xiàn)嚴(yán)重的毒性反應(yīng)，相比連用GM-CSF組，TroVax組患者的疾病進(jìn)展期延長(zhǎng) ^[11]。

在腎癌中，對(duì)72例腎透明細(xì)胞癌的TPBG和CXCR4共表達(dá)統(tǒng)計(jì)分析，TPBG與腎透明細(xì)胞病理分級(jí)和臨床分期都呈正相關(guān)，免疫熒光同步顯示了TPBG與CXCR4的共表達(dá)定位。MVA-5T4也在治療轉(zhuǎn)移性腎癌中進(jìn)行了不同的臨床試驗(yàn)，結(jié)果表明MVA-5T4接種后誘導(dǎo)的5T4/TPBG抗體反應(yīng)與癌癥患者的預(yù)后情況相關(guān)，癌癥患者5T4/TPBG特定抗體水平要明顯高高于健康人 ^{[12, 13]}。

在卵巢癌和轉(zhuǎn)移癌中，TPBG可以做為一個(gè)預(yù)后評(píng)估指標(biāo)。在卵巢原位癌和轉(zhuǎn)移癌的樣本中，免疫組化分析表明，TPBG高表達(dá)是卵巢癌預(yù)后不良的指標(biāo)。對(duì)72例卵巢癌進(jìn)行分析，71%的卵巢癌免疫組化陽(yáng)性，TPBG的表達(dá)和疾病分期間關(guān)系密切，低分化卵巢癌患者，如TPBG陽(yáng)性，則預(yù)后較差 ^{[14, 15]}。

在前體B細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血?。ˋLL）的研究表明，2/3的急性B淋巴細(xì)胞系有TPBG的表達(dá)，這可能反映了前體B淋巴細(xì)胞白血病干細(xì)胞群或侵入性狀態(tài)。高表達(dá)TPBG的細(xì)胞顯著增加了CXCL12的趨化性能，猜測(cè)TPBG或可穩(wěn)定趨化因子受體CXCR4在細(xì)胞膜上的表達(dá)。因此，TPBG對(duì)CXCL12/CXCR4軸產(chǎn)生的生物學(xué)功能有著重要影響，很可能是共同影響腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵蛋白 ^[16]。

5. TPBG的臨床在研藥物

目前，多家國(guó)內(nèi)外藥企正在開(kāi)展以TPBG為靶點(diǎn)的藥物臨床試驗(yàn)，包括英百瑞（杭州）生物醫(yī)藥有限公司、思道醫(yī)藥科技（蘇州）有限公司、美國(guó)Aptevo Therapeutics, Inc.、美國(guó)Inhibrx, Inc.、荷蘭Byondis BV等等。針對(duì)TPBG在研臨床藥物已高達(dá)10多款，主要用于癌癥治療，如乳腺癌、腎細(xì)胞癌、膀胱癌、非小細(xì)胞肺癌等等，涉及多種免疫療法包括單克隆抗體、雙特異性抗體、三特異性抗體、ADC、腫瘤疫苗 （表1）。如前所述，多家藥企的數(shù)據(jù)已揭示，TPBG藥物與臨床獲益密切相關(guān)，展現(xiàn)TPBG抗體或疫苗在癌癥治療中有重要的價(jià)值。因此，滋養(yǎng)層細(xì)胞糖蛋白TPBG有望成為下個(gè)抗腫瘤免疫治療的潛力靶標(biāo)！

表1：TPBG臨床研究進(jìn)展

為鼎力協(xié)助各藥企針對(duì)TPBG在腫瘤臨床中的研究，CUSABIO推出TPBG活性蛋白產(chǎn)品（CSB-MP024093HUb0；CSB-MP024093MOV)，助力您在TPBG機(jī)制方面的研究或其潛在臨床價(jià)值的探索。

● Recombinant Human Trophoblast glycoprotein(TPBG),partial (Active)

High Purity Validated by SDS-PAGE

The purity was greater than 95% as determined by SDS-PAGE. (Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.

Excellent Bioactivity Validated by Functional ELISA

Immobilized Human TPBG at 2 μg/mL can bind Anti-TPBG recombinant antibody (CSB-RA024093MA1HU), the EC₅₀ is 1.230-1.519 ng/mL.

● Recombinant Macaca fascicularis Trophoblast glycoprotein(TPBG),partial (Active)

High Purity Validated by SDS-PAGE

The purity was greater than 95% as determined by SDS-PAGE. (Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.

Excellent Bioactivity Validated by Functional ELISA

Immobilized Human TPBG at 2 μg/mL can bind Anti-TPBG recombinant antibody (CSB-RA024093MA1HU), the EC₅₀ is 1.230-1.519 ng/mL.