DSG3：新興的腫瘤相關(guān)粘附因子，尋常天皰瘡PV臨床診斷的特異性標(biāo)記物！
日期：2023-09-28 13:46:07
DSG3是DSGs家族成員之一（DSG1、DSG2、DSG3、DSG4）。它們均屬于細(xì)胞粘附分子鈣粘素超家族的成員。近年來對于粘附分子與腫瘤關(guān)系的研究逐漸成為一個熱點，主要分為鈣粘素超家族、選擇素、免疫球蛋白超家族、整合素等類型。鈣粘素超家族中的E-cadherin近年來的研究較多，其與腫瘤侵襲發(fā)展的關(guān)系也較明確被證實。然而，DSG3是一個相對新興的粘附因子，研究已經(jīng)明確了其作為自身免疫性疾病尋常天皰瘡的特異性抗原的角色。此外，最新的國內(nèi)外研究也揭示了DSG3在腫瘤中發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能。因此，深入研究DSG3有望為相關(guān)疾病帶來的新的診斷和治療方法！
1. 什么是DSG3?
1.1 DSG3的結(jié)構(gòu)
橋粒芯糖蛋白3（Desmoglein 3，DSG3）是橋粒芯蛋白家族DSGs的成員之一，其基因位于人類染色體18q12.1-q12.2區(qū)域。橋粒芯糖蛋白Desmoglein 3作為構(gòu)成橋粒的主要成分之一，參與形成細(xì)胞間連接。因而，DSG3屬于細(xì)胞黏附分子中的鈣黏素超家族。DSG3相對分子質(zhì)量約為160 kDa，從DSG的氨基酸序列推論顯示，它和鈣依賴細(xì)胞黏附分子有同源性。和典型的鈣粘素一樣，DSG3有5個大約相似的細(xì)胞外的結(jié)構(gòu)域，稱為EC1（氨基端）一EC5（梭基端）。DSG3的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域含有與其他細(xì)胞蛋白相互作用的結(jié)構(gòu)域，這些結(jié)構(gòu)域在維持細(xì)胞間的黏附和連接中具有關(guān)鍵作用（圖1） [1-3]。
1.2 DSG3的表達和功能
目前的研究發(fā)現(xiàn)，DSG3只見于分布在復(fù)層鱗狀上皮表皮層的角質(zhì)細(xì)胞膜上，在顆粒層和顆粒下層中呈優(yōu)勢表達。DSG3與其它蛋白如DSG1一起形成細(xì)胞間的橋粒（Desmosomes），這些橋粒起著維護組織結(jié)構(gòu)的作用，使細(xì)胞能夠緊密連接在一起，從而確保組織的完整性和穩(wěn)定性。此外，DSG3是天皰瘡亞型尋常型天皰瘡（Pemphigus vulgaris，PV）的重要靶點之一。在PV患者中，免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗DSG3的抗體，這些抗體與DSG3結(jié)合，干擾了細(xì)胞間的連接，導(dǎo)致皮膚和黏膜上的水皰和大皰形成，是PV發(fā)病的重要因素之一 [1-4]。
圖1. DSG3的結(jié)構(gòu) [3]
2. DSG3相關(guān)的信號機制
2.1 DSG3在尋常天皰瘡PV發(fā)病中的機制
尋常型天皰瘡的發(fā)病機制仍然不清楚，特別是在水皰形成的關(guān)鍵驅(qū)動因素方面。水皰的形成涉及多個細(xì)胞內(nèi)信號事件（例如Src、p38MAPK、PKC、ERK、Bax、FasL、Bcl-2等）、DSG3降解、細(xì)胞凋亡，以及促進自身抗體產(chǎn)生的遺傳因素 [5-7]。綜合研究表明，DSG3在維持角質(zhì)形成細(xì)胞-細(xì)胞間的粘附上起重要作用，特異性抗體與DSG3結(jié)合可干擾這種細(xì)胞-細(xì)胞間的粘附，而導(dǎo)致皮膚棘層松解，被認(rèn)為是PV發(fā)病的關(guān)鍵步驟。然而，尚不完全了解DSG3在PV發(fā)病中介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)的具體機制。
一項研究揭示，尋常型天皰瘡（PV）患者的血清中含有特定的免疫球蛋白PV-IgG，可以特異性地靶向DSG3，導(dǎo)致p53蛋白的表達上升。為了驗證這一特異性效應(yīng)，研究人員進行了額外的實驗。其中一種實驗使用了PV患者的血清，其含有多克隆抗體，這些抗體針對DSG3抗原。另一種實驗使用了一種已知特異性結(jié)合DSG3粘附位點的單克隆抗體，名為AK23。這兩種實驗方法的結(jié)果均表明，當(dāng)細(xì)胞暴露于PV血清或AK23處理時，p53的表達顯著上升，同時DSG3蛋白水平下降。這表明PV-IgG或AK23引發(fā)的p53上升與DSG3的特異性干擾相關(guān)。這些實驗結(jié)果強烈支持了PV中DSG3/p53通路的激活，并提示這一通路可能在PV的病理過程中發(fā)揮作用（圖2）[5]。
圖2. 角質(zhì)細(xì)胞中的DSG3減少誘導(dǎo)p53激活模型 [5]
2.2 DSG3在腫瘤中的調(diào)控機制
目前關(guān)于DSG3在癌癥中的生物學(xué)功能及機制作用還知之甚少。一項研究揭示，在鱗狀細(xì)胞癌中，DSG3調(diào)節(jié)c-Jun/AP-1的活性以及蛋白激酶C（PKC）-介導(dǎo)的Ezrin-Thr567的磷酸化，導(dǎo)致癌細(xì)胞的運動能力增強，從而促進癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移 [8]。
具體而言，DSG3會與Ezrin在質(zhì)膜上形成復(fù)合物，這對其與F-actin和CD44相互作用的正常功能至關(guān)重要，當(dāng)敲除DSG3，這些相互作用就會受到干擾。DSG3過表達細(xì)胞中Ezrin磷酸化增加，可被多種絲/蘇氨酸激酶的藥理抑制劑大幅抑制（eg. PKC和Rho激酶）。此外，在DSG3過表達細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了c-Jun S63磷酸化的顯著增加。綜上所述，這項研究揭示了一種新的DSG3調(diào)控機制，它涉及c-Jun/AP-1的活化以及依賴于PKC的Ezrin磷酸化過程，這些機制可能是導(dǎo)致DSG3相關(guān)癌轉(zhuǎn)移的原因之一（圖3）[8-10]。
圖3. DSG3通過PKC/AP-1調(diào)控Ezrin的磷酸化，促進腫瘤細(xì)胞的浸潤 [6]
3. DSG3在疾病中的作用
3.1 DSG3與自身免疫性皰病
天皰瘡是一種罕見的、慢性的、反復(fù)發(fā)作的皮膚疾病，其特征是在正常皮膚和黏膜上形成松弛的水皰。PV發(fā)病分為兩個階段：首先是低滴度的自身抗體出現(xiàn)，然后抗體滴度上升，隨后出現(xiàn)臨床癥狀。臨床上，天皰瘡分為四個主要類型：尋常型天皰瘡、落葉型天皰瘡、副腫瘤性天皰瘡和IgA型天皰瘡。尋常型天皰瘡（Pemphigus vulgar，PV）是天皰瘡中最常見的亞型，其特點是在表皮細(xì)胞的橋粒上存在自身抗體。PV以其嚴(yán)重的臨床癥狀而聞名，不僅影響皮膚和黏膜，還引起嚴(yán)重的并發(fā)癥，如低蛋白血癥、感染甚至敗血癥。目前認(rèn)為，PV的癥狀主要是由DSG1和/或DSG3 IgG抗體引起 [11-13]。
研究表明，DSG3的致病性與PV的嚴(yán)重程度之間存在著密切的相關(guān)性。在PV患者血清中常可檢測出抗DSG3抗體。PV皮膚病損嚴(yán)重程度與DSG1抗體水平呈正相關(guān)，即皮膚病損越嚴(yán)重DSG1抗體水平越高。黏膜病損嚴(yán)重程度與DSG3抗體水平呈正相關(guān)，口腔黏膜病損越嚴(yán)重DSG3抗體水平越高。目前，在臨床檢驗上，采用間接免疫熒光（indirect immunofluorescence，IIF）方法檢測患者血清中總的循環(huán)抗體，但是并不能明確到究竟是哪一種致病性靶抗原引起水皰的發(fā)生 [14-16]。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如今已經(jīng)明確DSG1，DSG3和BP180，BP230這些靶抗原能直接導(dǎo)致大皰性皮膚病的發(fā)生。國內(nèi)外文獻的綜合分析表明，ELISA方法在檢測DSG3方面的應(yīng)用逐年增加，具有高敏感性和高特異性，而且操作簡單、結(jié)果判定客觀，對準(zhǔn)確檢測天皰瘡抗體以及區(qū)分PV和其他類型的天皰瘡提供了診斷依據(jù)，是一種較好的臨床輔助診斷方法 [17-19]！
3.2 DSG3與腫瘤
DSG3是尋常天皰瘡的特異性抗原，目前國內(nèi)外的絕大多數(shù)文獻報道都是有關(guān)這方面的。然而，國外的一些最新研究顯示、DSG3與某些腫瘤的發(fā)生、預(yù)后密切相關(guān)。一項對同一細(xì)胞株DJM-1的研究發(fā)現(xiàn)，“DSG3耗竭的橋粒”可能不足以維持表皮細(xì)胞間的正常黏附強度，導(dǎo)致皮膚出現(xiàn)多種病變 [20-21]。利用全基因組芯片構(gòu)建基因表達譜結(jié)合SqRT-PCR等實驗研究，篩選出與鼻咽癌發(fā)病相關(guān)的候選靶基因，高表達的DSG3被認(rèn)為是重要的促瘤因素 [22]；在人鱗狀細(xì)胞癌中，細(xì)胞間橋粒明顯減少，患者血清中DSG3可作為人鱗狀細(xì)胞癌診斷及鑒別診斷的指標(biāo) [8]。
在肺癌中，近些年研究比較多而且比較成熟的指標(biāo)有CD44v6，MMPs，TIMPs，p53，VEGF，EGFR，COX-2等 [23]，利用免疫組化法監(jiān)測DSG3在非小細(xì)胞肺癌患者中的表達，結(jié)果提示，DSG3與腫瘤的病理類型、分化程度有相關(guān)性，分化程度高組陽性表達高于分化程度低組；DSG3與患者生存率有關(guān)，表達陽性組的生存率高于陰性組。因此，DSG3在肺癌組織中的表達或可作為肺癌預(yù)后的一個指標(biāo) [23-26]。
4. DSG3的臨床研究前景
目前關(guān)于DSG3國內(nèi)的報道相對有限，國外的研究主要集中在DSG3在天皰瘡診療方面的潛力，多款處于臨床階段的靶向DSG3藥物，主要用于免疫系統(tǒng)疾病以及皮膚和肌肉骨骼疾病。新的研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠的天皰瘡模型中，一種名為Stable/Functional-Induced Regulatory T Cells (S/F-iTregs)的治療方式顯著降低了患者的臨床評分、循環(huán)中的抗Dsg3 IgG滴度，以及其它與天皰瘡相關(guān)的自身免疫標(biāo)記物 [27]。
此外，從天皰瘡患者的樣本中獲得的S/F-iTregs在體外試驗中也表現(xiàn)出有效抑制自體T細(xì)胞增殖的特性 [27]。美國公司Cabaletta Bio, Inc.的DSG3+DSG1 CAART是一款CAR T的免疫療法，正處于臨床前階段，治療免疫性天皰瘡。此外，國外最新的研究揭示了DSG3在腫瘤中發(fā)揮調(diào)控作用。因此，DSG3作為新興的腫瘤相關(guān)粘附因子，在自身免疫性皰病及腫瘤中有重要臨床意義！
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華美CUSABIO DSG3 蛋白
● Recombinant Human Desmoglein-3(DSG3),partial (Active) (Code: CSB-BP007205HUc7)
The high purity is greater than 95% as determined by SDS-PAGE.
Immobilized Human DSG3 at 2 μg/mL can bind Anti-DSG3 recombinant antibody (CSB-RA007205A0HU), the EC50 is 4.552-5.720 ng/mL.
● Recombinant Mouse Desmoglein-3(Dsg3),partial (Active) (Code: CSB-MP007205MOd7)
The high purity is greater than 85% as determined by SDS-PAGE.
Immobilized Mouse Dsg3 at 5 μg/ml can bind Anti-DSG3 recombinant antibody (CSB-RA007205A0HU), the EC50 is 2.624-3.182 μg/ml.
華美CUSABIO DSG3 抗體
DSG3 Recombinant Monoclonal Antibody (Code: CSB-RA007205A0HU)
參考文獻：
[1] Nguyen-Thoi, T., et al. "A cell-based smoothed discrete shear gap method (CS-DSG3) using triangular elements for static and free vibration analyses of shell structures." International Journal of Mechanical Sciences 74 (2013): 32-45.
[2] Ishikawa, H., et al. "Cloning of the mouse desmoglein 3 gene (Dsg3): interspecies conservation within the cadherin superfamily." Experimental dermatology 9.4 (2000): 229-239.
[3] Amagai, Masayuki. "Desmoglein as a target in autoimmunity and infection." Journal of the American Academy of Dermatology 48.2 (2003): 244-252.
[4] Heupel, Wolfgang-Moritz, et al. "Pemphigus vulgaris IgG directly inhibit desmoglein 3-mediated transinteraction." The Journal of Immunology 181.3 (2008): 1825-1834.
[5] Rehman, Ambreen, and Hong Wan. "A novel regulatory pathway of Desmoglein-3 in keratinocyte stress response." Journal of Cellular Signaling 1.4 (2020): 169-179.
[6] Bumiller-Bini Hoch, Valéria, et al. "Marked to Die-Cell Death Mechanisms for Keratinocyte Acantholysis in Pemphigus Diseases." Life 12.3 (2022): 329.
[7] Jolly, Puneet S., et al. "p38MAPK signaling and desmoglein-3 internalization are linked events in pemphigus acantholysis." Journal of Biological Chemistry 285.12 (2010): 8936-8941.
[8] Brown, L., et al. "Desmoglein 3 promotes cancer cell migration and invasion by regulating activator protein 1 and protein kinase C-dependent-Ezrin activation." Oncogene 33.18 (2014): 2363-2374.
[9] Savci-Heijink, Cemile Dilara, et al. "The role of desmoglein-3 in the diagnosis of squamous cell carcinoma of the lung." The American journal of pathology 174.5 (2009): 1629-1637.
[10] Baron, Sylvain, et al. "Unimpaired skin carcinogenesis in Desmoglein 3 knockout mice." PloS one 7.11 (2012): e50024.
[11] Amagai, Masayuki, et al. "Antibodies against desmoglein 3 (pemphigus vulgaris antigen) are present in sera from patients with paraneoplastic pemphigus and cause acantholysis in vivo in neonatal mice." The Journal of clinical investigation 102.4 (1998): 775-782.
[12] Brand?o, Maria Luiza Figueiredo Braga, et al. "Refractory pemphigus vulgaris associated with herpes infection: case report and review." Revista do Instituto de Medicina Tropical de S?o Paulo 53 (2011): 113-117.
[13] Pitoia, Fabián, et al. "Prevalence of thyroid autoimmunity in patients with pemphigus vulgaris." MEDICINA-BUENOS AIRES- 65.4 (2005): 307.
[14] Scully, Crispian, and Stephen J. Challacombe. "Pemphigus vulgaris: update on etiopathogenesis, oral manifestations, and management." Critical Reviews in Oral Biology & Medicine 13.5 (2002): 397-408.
[15] Baker, John, Kristina Seiffert-Sinha, and Animesh A. Sinha. "Case report: Documentation of cutaneous only pemphigus vulgaris without history of mucosal lesions in North America." Frontiers in Immunology 13 (2022): 969279.
[16] Arbache, Samia Trigo, et al. "Immunofluorescence testing in the diagnosis of autoimmune blistering diseases: overview of 10-year experience." Anais brasileiros de dermatologia 89 (2014): 885-889.
[17] Candiz, María Emilia, et al. "Diagnóstico serológico de patologías ampollares autoinmunitarias." Dermatología Argentina 24.4 (2018): 177-184.
[18] Lim, Yen Loo, et al. "Autoimmune Pemphigus: latest advances and emerging therapies." Frontiers in Molecular Biosciences 8 (2022): 808536.
[19] Calle Isaza, Juliana, Isabel Cristina ávila Gómez, and Ana María Abreu Vélez. "Autoimmune blistering diseases of the pemphigus group." Iatreia 27.3 (2014): 309-319.
[20] Aoyama, Yurni, and Yasuo Kitajima. "Pemphigus vulgaris-IgG causes a rapid depletion of desmoglein 3 (Dsg3) from the Triton X-100 soluble pools, leading to the formation of Dsg3-depleted desmosomes in a human squamous carcinoma cell line, DJM-1 cells." Journal of Investigative Dermatology 112.1 (1999): 67-71.
[21] Tsuchisaka, A., et al. "Presence of autoimmune regulator and absence of desmoglein 1 in a thymoma in a patient with pemphigus foliaceus." British Journal of Dermatology 173.1 (2015): 268-271.
[22] Huang, Yu-Mei, et al. "Integrated analysis of bulk and single-cell RNA sequencing reveals the interaction of PKP1 and tumor-infiltrating B cells and their therapeutic potential for nasopharyngeal carcinoma." Frontiers in Genetics 13 (2022): 935749.
[23] Dong, Boming, et al. "Computed tomographic images reflect the biologic behavior of small lung adenocarcinoma: they correlate with cell proliferation, microvascularization, cell adhesion, degradation of extracellular matrix, and K-ras mutation." The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 130.3 (2005): 733-739.
[24] Khoor, A., et al. "DSG3/TTF-1: A single chromogen antibody cocktail to distinguish between Squamous Cell Carcinoma (SCC) and adenocarcinoma of the lung." Virchows Arch 467.1 (2015): S1-S279.
[25] ZHANG, Xindong, et al. "Expression and clinical significance of CK5/6, DSG3, P40, TTF-1, CK7, NapsinA in small biopsy specimens of non-small cell lung cancer." Chinese Journal of Primary Medicine and Pharmacy (2020): 218-221.
[26] Pancewicz, J., and W. Niklinska. "A brief overview of clinical implications of desmoglein 3 in lung cancer." Progress in Health Sciences 11.2 (2021): 141-144.
[27] Collaborators at the Keio and Osaka Universities Present Key Non-Clinical Data with Stable/Functional-Induced Regulatory T Cells (S/F-iTregs) in Autoimmune Disease Models.
