TM4SF1：四次跨膜蛋白TM4SF家族成員，抗腫瘤血管新生潛力靶點(diǎn)？
日期：2023-11-23 14:54:30
近年來(lái)，TM4SF1作為多種惡性腫瘤治療的新靶點(diǎn)被廣泛研究。TM4SF1屬于四次跨膜蛋白TM4SF家族成員，其家族蛋白可以與細(xì)胞內(nèi)外的多種分子相互作用，調(diào)控細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞黏附和遷移過(guò)程，從而對(duì)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展產(chǎn)生影響。最新研究報(bào)道，TM4SF1-CAR-T細(xì)胞在體外顯示出特異性細(xì)胞毒性，能夠殺死TM4SF1陽(yáng)性的腫瘤細(xì)胞，并釋放干擾素-γ（IFN-γ）和腫瘤壞死因子α（TNF-α）。TM4SF1-CAR-T細(xì)胞在體內(nèi)抑制了SKOV3來(lái)源的腫瘤生長(zhǎng)，達(dá)到了90%的緩解率，包括低劑量和高劑量組 [1]。TM4SF1作為一種在多種腫瘤中潛在的生物標(biāo)志物，已被證實(shí)在多種腫瘤中高表達(dá)。越來(lái)越多的研究顯示TM4SF1在癌癥研究中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，并展示了基于TM4SF1蛋白的靶向潛力。因此，新靶點(diǎn)TM4SF1正成為許多研究學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)！
1. 什么是TM4SF家族？
TM4SF（Transmembrane 4 Superfamily）是四次跨膜蛋白超家族，在多數(shù)哺乳動(dòng)物組織和白細(xì)胞中均有不同程度的表達(dá)。目前，在哺乳動(dòng)物中有約30多個(gè)公認(rèn)的四次跨膜蛋白超家族成員，包括CD9（MRP1）、CD82（KAI1）、CD63（LAMP-3）、CD81（TAPA1）、CD151（PETA3）、CD37、CD53、C0-029和Sm23等 [2-4]。其中，TM4SF1（L6）與TM4SF家族其它成員相比，雖具有相似的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但缺乏四次跨膜蛋白整體序列的同源性-高度保守的CCG（Cys-Cys-GLy）序列，因此，將其從4次跨膜蛋白家族中細(xì)化出來(lái)，又歸為4次跨膜蛋白L6超家族（L6 superfamily），這一家族成員還包括TM4SF4、TM4SF5、TM4SF18、TM4SF19、TM4SF20等 [5-6]。TM4SF家族有些成員對(duì)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、移動(dòng)和轉(zhuǎn)移起著負(fù)性調(diào)節(jié)的作用，即可以抑制腫瘤細(xì)胞的遷移及侵襲，但也有些可以促進(jìn)惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移浸潤(rùn) [1, 2-4]。
2. 什么是TM4SF1？
2.1 TM4SF1的結(jié)構(gòu)
TM4SF1（Transmembrane-4-L-six-family-1）又稱(chēng)L6、TAL6。TM4SF1是近十幾年才發(fā)現(xiàn)的一種癌基因，因結(jié)構(gòu)和功能上都與TM4SF家族類(lèi)似，屬于四次跨膜蛋白家族（TM4SF）成員之一。TM4SF家族成員結(jié)構(gòu)相似，大多由200-350個(gè)氨基酸組成，具有四個(gè)跨膜區(qū)域。蛋白內(nèi)部有短的C末端和N末端，可能與細(xì)胞骨架和信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)。在細(xì)胞外部，它們與特定受體等空間蛋白相互作用 [7-8]。目前，TM4SF1的分子結(jié)構(gòu)尚未完全闡明，一項(xiàng)研究揭示TM4SF1蛋白是由202個(gè)氨基酸組成的一個(gè)富含半胱氨酸且呈現(xiàn)疏水性的多肽，該肽鏈有四個(gè)疏水結(jié)構(gòu)域并四次跨越細(xì)胞膜，其中三個(gè)疏水區(qū)靠近氨基端，第四個(gè)靠近羥基末端，疏水區(qū)域Ⅲ與Ⅳ之間被一個(gè)由29個(gè)氨基酸組成的親水結(jié)構(gòu)域分隔開(kāi)，該親水結(jié)構(gòu)域含有兩個(gè)潛在的糖基化位點(diǎn)，同時(shí)與類(lèi)似拓?fù)涿附Y(jié)構(gòu)的細(xì)胞表面蛋白相關(guān)聯(lián) [10]。
圖1. TM4SF1的結(jié)構(gòu) [10]
2.2 TM4SF1的表達(dá)及功能研究
通常情況下，在正常組織中TM4SF1呈現(xiàn)低表達(dá)。然而，研究發(fā)現(xiàn)TM4SF1在胰腺癌、卵巢癌、肝癌、前列腺癌、結(jié)直腸癌以及乳腺癌等多種上皮性惡性腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，參與腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、黏附、侵襲和轉(zhuǎn)移，以及調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能及病理血管的生成 [11-12]。此外，研究發(fā)現(xiàn)，TM4SF1抗體可能通過(guò)調(diào)控人類(lèi)單核細(xì)胞抗體依賴(lài)性細(xì)胞毒作用和人類(lèi)補(bǔ)充因子補(bǔ)體依賴(lài)性細(xì)胞毒作用來(lái)殺滅腫瘤細(xì)胞，并抑制它們代謝產(chǎn)物的生成 [13]。對(duì)乳腺癌、結(jié)腸癌、肺癌、卵巢癌等復(fù)發(fā)患者進(jìn)行I期臨床研究發(fā)現(xiàn)，TM4SF1抗體的耐受性較好，且也有效地局限了腫瘤細(xì)胞，有復(fù)發(fā)的患者甚至得到了完全緩解。因此，TM4SF1抗體有望成為未來(lái)惡性腫瘤研究的新靶點(diǎn) [14-16]。
3. TM4SF1相關(guān)的抗腫瘤血管生成的調(diào)控機(jī)制
腫瘤生長(zhǎng)依賴(lài)腫瘤血管的形成，它是腫瘤代謝的關(guān)鍵途徑。TM4SF1通過(guò)與整合素家族成員形成跨膜復(fù)合體來(lái)參與細(xì)胞的多項(xiàng)生命活動(dòng)及影響腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、黏附、侵襲和轉(zhuǎn)移能力，并參與腫瘤血管生成。也有報(bào)道TM4SF1能夠激活Rho信號(hào)通路，從而介導(dǎo)上皮-間質(zhì)的轉(zhuǎn)化（EMT），進(jìn)而參與腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移，具體作用機(jī)制尚在研究中 [17]。
研究報(bào)道，TM4SF1基因敲除后可以阻止絲狀偽足的形成，抑制細(xì)胞遷移，阻止細(xì)胞分裂，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞衰老。整合素α5（Integrin α5）和整合素β1（Integrin beta 1/CD29）亞基，與TM4SF1結(jié)合后相互作用，且整合素只在血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A（VEGF-A）或凝血酶刺激作用下才與TM4SF1相互結(jié)合。因此，TM4SF1敲除后能抑制血管生成內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的成熟。同時(shí)，TM4SF1存在于腫瘤細(xì)胞膜及細(xì)胞器（如溶酶體）中，可與LAMP-1和LAMP-2或乳鐵蛋白結(jié)合蛋白（LTF）實(shí)現(xiàn)共定位后影響細(xì)胞功能；TM4SF1促進(jìn)血管的生成同時(shí)，可通過(guò)募集到TEMs區(qū)域及相關(guān)的泛素化修飾影響細(xì)胞的遷移能力；還可通過(guò)與CD13相互作用以及調(diào)節(jié)跨膜蛋白CD63、CD82等的表達(dá)，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)及侵襲能力。無(wú)論無(wú)何，TM4SF1對(duì)體外內(nèi)皮細(xì)胞和體內(nèi)病理性血管形成具有重要作用，有望作為潛在的抗腫瘤血管生成的靶點(diǎn) [17]。
圖2. TM4SF1的抗腫瘤血管生成的調(diào)控機(jī)制 [17]
4. TM4SF1相關(guān)的腫瘤研究
4.1 TM4SF1和胰腺癌研究
TM4SF1在胰腺癌中的表達(dá)量明顯高于良性腫瘤和正常組織。研究表明，通過(guò)siRNA沉默TM4SF1后，胰腺癌細(xì)胞的侵襲力和遷移能力受到抑制，但腫瘤細(xì)胞的增值能力并未受到影響。這可能是因?yàn)門(mén)M4SF1僅在腫瘤細(xì)胞的遷移和轉(zhuǎn)移途徑中發(fā)揮作用，與腫瘤的發(fā)生并無(wú)顯著關(guān)系。siRNA沉默TM4SF1后，腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物卡培他濱的敏感性增加，然而其具體機(jī)制尚不明確。有研究提示，TM4SF1通過(guò)調(diào)節(jié)MMP-2和MMP-9的基因表達(dá)影響胰腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。事實(shí)上，TM4SF家族多種成員在胰腺癌組織中高表達(dá)。例如，CD151、CD9、CD81等家族成員在胰腺導(dǎo)管腺癌的細(xì)胞膜以及胞漿中均呈彌漫性表達(dá) [18-21]。
4.2 TM4SF1和乳腺癌研究
研究發(fā)現(xiàn)，TM4SF1在乳腺癌組織中高表達(dá)，可能與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。在HER-2高表達(dá)型乳腺癌中，TM4SF1蛋白的表達(dá)量最高，暗示兩者可能存在某種潛在聯(lián)系 [22]。另有研究發(fā)現(xiàn)，與周?chē)Ｈ橄俳M織相比，乳腺腫瘤組織中高表達(dá)TM4SF1。其后，合成來(lái)源于抗原表位的衍生物HLA-A2，發(fā)現(xiàn)它能抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。這些研究結(jié)果的發(fā)現(xiàn)對(duì)未來(lái)的乳腺癌新藥研發(fā)具有重要意義 [23]。此外，有研究揭示，TM4SF1可能通過(guò)PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路在TNBC細(xì)胞的侵襲和凋亡中起重要作用 [24]。
4.3 TM4SF1和前列腺癌研究
TM4SF1是雄激素受體（Androgen receptor，AR）轉(zhuǎn)錄因子的直接靶基因。雄激素受體在前列腺癌內(nèi)環(huán)境中扮演關(guān)鍵角色，促進(jìn)了前列腺癌的發(fā)展。雄激素與其配體結(jié)合后，可能完全失去對(duì)其活性的控制，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞過(guò)度增殖。研究發(fā)現(xiàn)，TM4SF1其啟動(dòng)子區(qū)含有雄激素反應(yīng)元件（ARE），并且受雄激素調(diào)節(jié)。在前列腺癌中，TM4SF1表達(dá)水平高于良性前列腺增生。進(jìn)一步的功能研究表明，TM4SF1參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞的遷移，可能在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用。深入研究TM4SF1作為雄激素受體（AR）的靶點(diǎn)，有望為前列腺癌研究開(kāi)辟新的治療途徑。 [25-27]。
4.4 TM4SF1和卵巢癌研究
應(yīng)用SEREX技術(shù)將TM4SF1從人卵巢癌腹水cDNA文庫(kù)中篩選出來(lái)，并通過(guò)分離并純化相關(guān)抗原，對(duì)其進(jìn)行了進(jìn)一步的分析。研究發(fā)現(xiàn)，TM4SF1基因在不同卵巢組織中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)隨著卵巢癌的發(fā)生與發(fā)展，TM4SF1呈逐漸增高的趨勢(shì)，其基因表達(dá)顯示出與卵巢癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)的特征 [28]。另有報(bào)道，通過(guò)基因芯片數(shù)據(jù)庫(kù)分析和蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)分析顯示，TM4SF1和DDR1有直接相互作用，并且與細(xì)胞外基質(zhì)、膠原、整合素等信號(hào)通路相關(guān) [29]。
4.5 TM4SF1和其它癌癥研究
TM4SF1在多種惡性癌癥的遷移和侵襲中起重要作用，如研究發(fā)現(xiàn)TM4SF1通過(guò)調(diào)節(jié)caspase-3、caspase-9、MMP-2、MMP-9和VEG等相關(guān)基因的表達(dá)促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移 [30]；根據(jù)基于芯片結(jié)果，篩選宮頸癌相關(guān)的目標(biāo)基因2個(gè)：EFNB2和TM4SF1。EFNB2和TM4SF1在宮頸癌原代SP細(xì)胞中有較高表達(dá)，且兩者與腫瘤的轉(zhuǎn)移、侵襲均有密切相關(guān)性 [28, 31]；TM4SF1通過(guò)調(diào)控凋亡相關(guān)蛋白caspase-3等促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲；亦或通過(guò)調(diào)控PPARγ-SIRT1反饋環(huán)影響膀胱癌細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期 [32]。
5. TM4SF1臨床研究前景
目前，有四種針對(duì)TM4SF1的藥物在研發(fā)中，分別是Angiex公司的抗體偶聯(lián)藥物Anti-TM4SF1 ADC，上?？破逅帢I(yè)科技有限公司的兩種CAR-T細(xì)胞療法CART-TM4SF1 cells和KQ-L6，以及上?？漆t(yī)聯(lián)創(chuàng)生物科技有限公司的CAR-T細(xì)胞療法Anti-TM4SF1-CAR-T-cell therapy。這些藥物都通過(guò)不同的作用機(jī)制抑制或殺死表達(dá)TM4SF1的腫瘤細(xì)胞，主要適用于實(shí)體瘤以及消化系統(tǒng)腫瘤。其中，Anti-TM4SF1 ADC還處于臨床前階段，而其他三種藥物已進(jìn)入臨床I期階段。TM4SF1作為潛力巨大的腫瘤研究靶點(diǎn)，其在臨床藥物研究方面具有廣闊前景。然而，要證明其有效性和優(yōu)勢(shì)，需要進(jìn)一步收集臨床研究數(shù)據(jù)并進(jìn)行安全性評(píng)估。
為鼎力協(xié)助科研和藥企人員針對(duì)TM4SF1在腫瘤中的臨床應(yīng)用研究，CUSABIO推出TM4SF1活性蛋白（Code：CSB-MP013330HU）以及重組抗體（Code：CSB-RA023615MA1HU），助力您在TM4SF1機(jī)制方面的研究或其潛在臨床價(jià)值的探索。
華美 CUSABIO TM4SF1 蛋白
● Recombinant Human Transmembrane 4 L6 family member 1(TM4SF1)-VLPs (Active) Code: CSB-MP023615HU
CSB-MP023615HU is detected by Mouse anti-6*His monoclonal antibody.The two bands respectively correspond to monomer, Homodimer.
Immobilized Human TM4SF1 at 5μg/mL can bind Anti-TM4SF1 recombinant antibody(CSB-RA023615MA1HU). The EC50 is 4.079-4.472 ng/mL. VLPs (CSB-MP3838) is negative control.
CSB-MP5031MOV is detected by Mouse anti-6*His monoclonal antibody.The two bands respectively correspond to monomer, Homodimer.
Immobilized Cynomolgus TM4SF1 at 5μg/mL can bind Anti-TM4SF1 recombinant antibody(CSB-RA023615MA1HU). The EC50 is 4.480-4.930 ng/mL. VLPs (CSB-MP3838) is negative control.
華美 CUSABIO TM4SF1 抗體
TM4SF1 Recombinant Monoclonal Antibody (Code: CSB-RA023615MA1HU)
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