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第三节 EGFR信号通路在癌变中的作用
一、EGFR在恶性肿瘤发生、发展中的作用
EGFR的表达和激活与许多癌前病变和恶性肿瘤有关。EGFR至少与33%~50%的人类上皮肿瘤相关,在乳腺癌、膀胱癌、肺癌及前列腺癌等许多恶性肿瘤中都发现有EGFR的过度表达。许多证据显示EGFR在肿瘤细胞的恶性增殖中起重要作用。首先,在鸟成红细胞增多症病毒转化细胞中,发现一种 V- erbB癌基因,它编码的蛋白与EGF受体胞质区有95%以上的同源性,是一种被激活的生长因子受体。其次,许多动物和人类肿瘤细胞都分泌生长因子TGF-α,它能与EGFR结合。研究显示,TGF-α通过自分泌方式在细胞的癌变中起一定作用。第三,在大部分人类脑肿瘤中,EGF受体的基因都存在扩增或重排,由此产生的EGFR的过度表达在这些肿瘤的发生和发展中起重要作用。另外,在某些肿瘤中,EGFR的过度表达与治疗效果不佳及预后差有密切关系。
二、EGFR在肿瘤转移中的作用
肿瘤转移是一个复杂的过程,但首先肿瘤细胞必须增殖,松弛其对胞外基质的依赖性和与相邻细胞的接触,穿过血管,进入血流,种植在靶器官,形成新的集落和转移灶。研究显示,将 EGFR基因导入低转移性的人乳腺癌细胞中将增强此细胞与胞质蛋白的黏附力,并且转染后的细胞种植在裸鼠皮下可增强细胞的肺转移能力。在胃肠道肿瘤中,EGF及其受体的共同表达被认为与较强的浸润表型有关。
另外,EGFR可以直接影响整合素的表达、结构和功能,通过调节整合素亚单位的组成,EGFR可影响与基质成分的相互作用。在一些细胞系中,EGFR还可以诱导基质蛋白的产生和分泌。EGFR通过对细胞骨架的重构、黏附、移动、表达及蛋白激酶的活化等多种作用,在肿瘤的转移中起重要作用。
三、EGFR突变在肿瘤中的意义
在一些肿瘤如恶性胶质瘤、非小细胞肺癌、乳腺癌及卵巢癌等肿瘤中除正常的EGFR高水平表达外,还发现很多EGFR的突变体,如EGFRvⅠ、EGFRvⅡ、EGFRvⅢ、TDM/2-7、TDM/18-25以及酪氨酸激酶域的突变等。
EGFRvⅠ指EGFR整个胞外区缺失,它能自身活化,不受EGF调节。EGFRvⅡ主要涉及EGFR胞外区83个氨基酸缺失,同时伴有 EGFR扩增、重排。该缺失区富含半胱氨酸,位于配体结合区及跨膜区之间。由于该区保留了完整的配体结合区,仍能转导胞外刺激引发的细胞增殖信号级联反应。在肿瘤中最常见的 EGFR缺失突变是EGFRvⅢ。该缺失大多由于基因重排引起,也有一些肿瘤由于可变mRNA剪接导致,主要涉及6~273氨基酸缺失,几乎是大部分EGFR胞外区。虽然由于缺失EGFRvⅢ失去了配体结合区,但是它可不依赖于与其配体结合而自身活化酪氨酸激酶,刺激细胞增殖。EGFR激酶域的突变均发生于4个外显子中(18~21)。主要突变有外显子19的缺失(4个氨基酸:LREA)、外显子21的L858R点突变、外显子18的G719S点突变以及外显子20的770插入突变。突变受体并不影响受体蛋白质的稳定性,通过Try1068磷酸化测定EGFR活化发现,野生型受体的活化15分钟即下调,与受体的内化一致,而变异受体表现出比正常EGFR高2倍的效应,而且表现出超过3小时的活化。突变导致EGFR活性增加,下游增殖通路被高度激活,因此称为 EGFR的激活性突变。有作者由此认为突变的 EGFR具有了癌基因特征。
四、针对EGFR的抗肿瘤治疗
EGFR的信号转导影响细胞的凋亡、增殖、分化、迁移和细胞周期循环,与肿瘤的形成和恶化息息相关,近年来受到研究者的广泛关注。鉴于EGFR在许多肿瘤中过表达和(或)突变,与许多肿瘤的发生、发展及预后密切相关,以 EGFR及其突变位点为靶点的肿瘤治疗,越来越受到重视。
EGFR靶向治疗药物的作用机制主要分为以下几类:①针对EGFR胞外域部分的单克隆抗体;②针对EGFR激酶域的小分子激酶活性抑制剂;③利用反义核苷酸阻断 EGFR mRNA的翻译;④能识别EGFR的细胞毒素、细胞杀伤因子、放射性粒子等,选择性杀死富含EGFR肿瘤细胞;⑤阻碍EGFR的二聚化/寡聚化,进而抑制EGFR的激活。
以EGFR为靶点的治疗,部分已经应用于临床并取得了一定疗效。相信随着研究的不断深入,EGFR及其介导的信号转导通路将为人们研究肿瘤的发生、发展及抗肿瘤治疗提供新的方向。