DC—SIGN與腫瘤關系的研究進展

寧思思 謝瑩

摘要：樹突狀細胞特異性細胞間黏附分子-3結合非整合素因子（dendritic cell specific intercellular-adhesion-molecule-3 grabbing non-integrin，DC-SIGN）是一種主要表達于樹突狀細胞（dendritic cell，DC）表面的特異性受體，屬于C型凝集素超分子家族。DC-SIGN不僅能與細胞間黏附分子-2（intercellular adhesion molecule-2 ，1-CAM-2）和細胞間黏附分子-3 （intercellular adhesion molecule-3，ICAM-3）等結合，還能識別HIV、登革病毒、巨細胞病毒等病原微生物，從而參與了這些病原體的感染過程，與多種感染性疾病的發病機制密切相關。近年來，有學者發現DC-SIGN還與腫瘤的發生、免疫、易感性有關，也因此受到了更廣泛的關注。對DC-SIGN與腫瘤之間的關系進行更深一步的研究將有助于了解相關腫瘤疾病的發生機制，為促進其診療進展奠定基礎。

關鍵詞：樹突狀細胞特異性細胞間黏附分子-3結合非整合素因子（DC-SIGN）；腫瘤；研究進展

中圖分類號：Q71 文獻標識碼：A 文章編號：1007-7847（2015）03-0252-06

屬于專職抗原提呈細胞的樹突狀細胞（ den-dritic cells，DCs）是一種異構的骨髓來源細胞，其通過表達模式識別受體（pattern-recognition re-ceptors，PRR）區分并特異地識別病原相關分子模式，從而參與到機體的固有免疫反應和適應性免疫反應中[1]。DCs表達的PRR主要有Toll樣受體（ TLR）、NOD樣受體（NLR）和C型凝集素受體（CLR），其中具有Ca2+依賴性的CLR是一種能識別多聚糖抗原的模式識別受體[2J。樹突狀細胞特異性細胞間黏附分子一3結合非整合素因子（DCspecific intercellular -adhesion -molecule -3 grab-bing non-integrin，DC -SIGN，也稱CD209）就是DCs上特異的C型凝集素受體[3]。DC-SIGN和其他CLR -樣，能識別多種病原體，包括HIV-1、HCV、巨細胞病毒、曼氏血吸蟲、結核桿菌等[4]。DC-SIGN在這些病原體的感染過程中起著重要作用，與感染性疾病有著密不可分的關系。近年來，有研究發現DC-SIGN不僅與感染性疾病相關，還與腫瘤的發生、免疫及易感性有關。在設計DC靶向性疫苗時，DC-SIGN亦有可能作為一個特異性的受體靶點應用于抗腫瘤的治療。因此，對DC-SIGN與腫瘤之間的關系進行更深一步的研究將有助于進一步闡明相關腫瘤疾病的發生發展機制，為其臨床診療奠定基礎。本文將就DC-SIGN與腫瘤的相關研究進展進行綜述。

1 DC-SIGN的結構及分布

DC-SIGN是包含有404個氨基酸的Ⅱ型跨膜蛋白，其相對分子質量為44 kD可分為3個不同的部分[5，61。1）胞質區：該區共有40個氨基酸殘基，主要包括3個內化基序，一個二亮氨酸（ Leu-Leu）基序，一個EEE （Glu-Glu-Glu）簇以及一個不完全的免疫受體酪氨酸基序（ITAM）[5]。3個基序分別負責胞質區內吞噬、轉導、配體分子胞內運輸等相關功能信號的接收；2）跨膜區：該區由18個氨基酸組成，其主要功能是將蛋白錨定于細胞膜上，參與DC-SIGN的定位；3）胞質外區：該區域可分為兩個部分，即頸結構域和碳水化合物識別域（ carbohy-drale-recognition domain，CRD），頸結構域連接跨膜區與CRD，也叫鉸鏈區[6] 。鉸鏈區含多個重復序列，每個重復序列由23個氨基酸殘基構成。鉸鏈區可以形成α螺旋結構，這個結構與DC-SIGN四聚體的穩定性緊密相關。CRD也稱為凝集素區，具有Ca2+依賴性。它的表面有兩個環狀突起結構，形成兩個Ca2+結合位點，其中一個Ca2+位點具有穩定作用，另一個Ca2位點則具有協助CRD結合碳水化合物類配體的作用。DC-SIGN可以利用CRD的這些結構特點來識別特定的抗原[6J。

DC-SIGN主要分布在皮膚、黏膜和淋巴器官的DCs上。例如，皮膚真皮層、直腸、宮頸、脾臟的DCs上可見DC-SIGN的表達[7]。除了在DCs上表達外，在胎盤的巨噬細胞、Hofbauer細胞以及肺部的巨噬細胞等細胞上也有DC-SIGN的表達[8]。

2 DC-SIGN的基本功能

DC-SIGN作為DC表面上的一種受體，在體內發揮著重要作用。DC-SIGN可以與主要表達于血管和淋巴管內皮細胞上的細胞間黏附分子-2（intercellular adhesion molecule-2，ICAM-2）相互作用，在趨化因子（如：IL-8，MIP-1）的刺激下，使DCs從血液遷移到外周或淋巴結并觸發免疫應答，從而參與局部炎癥反應[0]。DC-SIGN還可以與T細胞上的配體分子細胞間黏附分子-3（ intercel-lular adhesion molecule-3，ICAM-3）結合[1 0]。兩者的特異性結合能夠讓T細胞與受體有效的銜接，使DC與T細胞膜接觸處于相對穩定的狀態，從而觸發DC與幼稚T細胞發生作用，協助T細胞的激活。DC-SIGN除了上述功能外，還具有捕獲抗原的功能。能被DC-SIGN捕獲的抗原大多數是具有高甘露糖-N聚糖結構或巖藻糖Lewis多糖結構的致病微生物㈣。這些病原微生物主要有病毒（HIV-1、HCV、SARS-CoV、巨細胞病毒、麻疹病毒、埃博拉病毒、登革病毒、沙拉病毒等）、細菌（肺結核分枝桿菌、腎臟鉤端螺旋體、幽門螺旋桿菌等）、真菌（白色念珠菌、煙曲霉菌等）以及一些寄生蟲（利什曼蟲、曼氏血吸蟲等），見表1[12，13]。一般情況下，當DC表面存在相關抗原時，DC-SIGN胞質區的Leu -Leu基序會接收到有關信號，促使DC-SIGN與可溶性的配體結合，誘導抗原快速從細胞表面被內化。接著DC-SIGN的EEE簇轉導分選信號或溶酶體靶向信號，使DC-SIGN與配體形成的復合物靶向晚期內含體或者溶酶體。經過晚期內含體或者溶酶體的處理后，配體復合物與主要組織相容性復合體I（ major histocompatibili-ty complex I，MHC I）或MHCⅡ結合，并被提呈到T細胞，實現對抗原的加工提呈[14] 。但是有的病原體如HIV-1等可以通過與DC-SIGN的結合藏匿到非溶酶體的酸性小囊泡內逃避降解；或者是像結核分枝桿菌通過細胞壁上含有的阿拉伯脂甘露糖（ ManLAM）與DC-SIGN特異性結合，誘導分泌相關免疫抑制因子（如：IL-10）抑制DCs的成熟，以擾亂加工提呈過程，進而逃脫免疫監視并利用DCs的遷移能力加深對宿主細胞的感染[15，16] 。

3 DC-SIGN與腫瘤

隨著研究的深入，人們發現DC-SIGN與腫瘤的發生、腫瘤免疫以及腫瘤的易感性等有關。

3.1 DC-SIGN與結直腸癌的研究

Shun Lu等通過病例對照實驗發現DC-SIGN位于啟動子區域的rs2287886和3'非翻譯區的rs7248637這兩個單核苷酸多態性位點（single nucleotide polymorphisms.SNP）與結直腸癌的易感性有關[18]。van Gisbergen等的研究認為在結直腸癌中，與腫瘤細胞接觸的是未成熟的DCs而不是成熟的DCs。DC-SIGN能夠通過識別結直腸癌腫瘤細胞上表達的胚癌抗原（ CEA，carcinoembry-onic antigen）分子的巖藻糖Lewis寡糖Lewisx和LewjsY結構介導未成熟DCs與腫瘤細胞的相互作用[19]。相比之下，DC—SIGN不與正常的直腸上皮細胞上含Lewisx和Lewisy抗原較少的的CEA結合。同樣，Motohiro Nonaka等在利用人結直腸癌細胞SW1116細胞系與DCs相互作用時發現DC-SIGN能夠與腫瘤相關的CEA及CEA相關細胞黏附分子-l（CEA-related cell adhesion molecule l.CEA-CAM-1）結合[20]。而且，當將單核細胞來源的DCs（monocyte-derived DCs，MoDCs）與SW1116細胞系共培養時，脂多糖（ LPS）介導的免疫抑制分子（如IL-6和IL-10的）分泌增加。加入DC-SIGN的抗體后這種現象得到了有效緩解。很明顯，LPS誘導的MoDCs的成熟受到與SW1116細胞系共培養產生的上清的抑制。因此Motohiro Nonaka等認為結直腸癌通過腫瘤相關CEA上的Lewis（Le）聚糖配體與DC-SIGN特異性結合來影響DCs的功能及幼稚T細胞向Thl的分化，從而削弱宿主體內的抗腫瘤反應。這一結果表明在腫瘤免疫中，由于DC-SIGN介導而造成的DCs功能障礙可能是一種逃避免疫監視的主要機制。Motohiro Non-aka等還證明了腫瘤標記物Mac -2結合蛋白（Mac-2_binding protein，Mac-2-BP）在結直腸癌的一些細胞系有所表達且是DC-SIGN的配體[21]。他們發現Mac-2-BP在原發性結直腸癌組織中的表達尤為突出，相比其他分型的結直腸癌，Mac -2-BP與DC-SIGN的結合更具特異性。這啟發我們對于某些病人可以用Mac-2-BP代替CEA作為潛在的腫瘤標記物，或者是建立DC-SIGN-Mac-2BP/CEA相互作用的模型。這種模型的建立不僅有利于闡明生理學功能和分子機制，也許還能為腫瘤免疫治療的臨床應用和新型診斷提供有理論基礎的新途徑。

3.2 DC-SIGN與卡波濟氏肉瘤的研究

卡波濟氏肉瘤是一種緩慢進展的惡性多發色素性血管肉瘤，因為其與AIDS有著密切的關系而受到了廣泛關注[22]。目前有研究認為DC-SIGN與卡波濟氏肉瘤的發生及免疫逃逸有關。Rap-pocciolo等的研究表明DC-SIGN是卡波濟氏肉瘤主要病原體人類8型皰疹病毒（human herpe-sivirus-8，HHV-8）感染髓系DCs和巨噬細胞所必需的受體[23]。HHV-8感染DCs后能夠下調DC-SIGN的表達，從而降低內化作用的活性和抑制抗原對CD8+T細胞的刺激。這暗示著DC-SIGN可能在由HHV-8感染引起的免疫功能紊亂和瘤形成中起到了門戶作用。還有研究發現HHV-8能夠通過DC-SIGN感染活化的B淋巴細胞。來自外周血和扁桃體的活化B淋巴細胞在被HHV-8感染后，其表面的DC-SIGN表達增加[24] 。DC-SIGN將介導HHV-8有效地感染B淋巴細胞或被內化進入B淋巴細胞進行復制，進而有利于卡波濟氏肉瘤的形成。此外，Lang等的研究發現DCs上的DC-SIGN能增強HHV-8的感染能力，但是在機體感染HHV -8后，DC -SIGN會受到HHV-8的MARCH家族泛素連接酶K5和K3的調節并發生泛素化或降解，使得DCs的內化作用減弱，以利于腫瘤細胞的免疫逃逸[25] 。因此，深入了解DC-SIGN介導HHV-8感染靶細胞和在靶細胞內復制的機制將有助于設計出新的治療卡波氏肉瘤的方案。

3.3 DC-SIGN與乳腺癌的研究

van Gisbergen等將單核細胞來源的未成熟DCs和成熟DCs分別與乳腺癌SKBR3細胞系進行共培養并檢測細胞分子間的黏附，結果顯示乳腺癌SKBR3細胞系與未成熟DCs有較高結合率而不與成熟DCs結合[19]。乳腺癌SKBR3細胞系與未成熟DCs的結合能被Ca2+螯合劑或抗DC-SIGN的抗體完全抑制，這表明DC-SIGN是介導未成熟DCs與乳腺癌腫瘤細胞間相互作用的重要受體。他們還發現存在于乳腺癌組織中的DC-SIGN+未成熟DCs不能激活有效的T細胞反應卻能誘導T細胞耐受，而在乳腺癌組織周圍的成熟DCs則能夠激活T細胞反應來抵抗癌細胞。他們推測乳腺癌腫瘤細胞也許和結核分枝桿菌一樣，也可以利用與DC-SIGN的特異結合來抑制DCs的成熟，實現腫瘤細胞的免疫逃逸。Jubb等對296例乳腺癌和38例導管原位癌的組織進行基因芯片分析并利用免疫組化技術對相關炎癥標記分子進行檢測，結果發現在總體生存率的單因素分析中表達于MoDCs上的DC-SIGN是影響預后的重要因素[26]。Domnguez-Soio等的研究發現乳腺癌SKBR3細胞系和M2極化型巨噬細胞能通過DC-SIGN相互作用并增加免疫抑制因子IL-10的釋放[27]。IL-10釋放的增加能促進信號轉導與轉錄激活因子 （signal transducer and activator oftranscription，STAT3）的潔化。活化的STAT3不但有利于腫瘤細胞的增長和轉移，還能抑制腫瘤細胞的凋亡，從而削弱了腫瘤相關巨噬細胞產生有效抗腫瘤反應的能力[28]。因此，Domnguez-Soto等推測DC-SIGN介導的M2巨噬細胞與腫瘤細胞的相互作用將有助于維持利于腫瘤發展的免疫抑制環境。以上的研究結果提示DC-SIGN可能與乳腺癌的預后及免疫耐受有關，但具體機制仍不明確，需要進一步的研究。

3.4 DC-SIGN與鼻咽癌的研究

近年來有科研人員發現DC-SIGN與鼻咽癌的發病密切相關。Epstein-Barr病毒（EBV，EB病毒）在上皮細胞中的潛伏感染是公認的鼻咽癌致病因素之一，但其感染鼻咽上皮細胞的機制至今仍未清楚[29]。曾木圣等的研究發現鼻咽癌患者局部鼻咽黏膜下存在大量的DC細胞，正常人外周血中分離的B淋巴細胞表面不表達DC-SIGN，但用EBV懸液感染外周血單核細胞誘導生成的DC和B淋巴細胞后，顯示兩種細胞均可被EBV感染，而且DC-SIGN的表達上調，除DC細胞外，B淋巴細胞亦檢測到DC-SIGN的表達，初步證明了DC-SIGN是DCs上潛在的EB病毒受體[30，31]。但是EB病毒具體是通過其表面的哪一個分子與DC-SIGN結合的目前還不能確定，需進一步研究。Xu等以廣東人為基礎將鼻咽癌病人與正常人進行了一次病例對照實驗，實驗結果表明DC-SIGN啟動子區域的DC-SIGN-139GG和-939AA與鼻咽癌的易感性顯著相關[32]。Moumad等的研究顯示在北非人群中DC -SIGN的SNP位點rs7248637與鼻咽癌的易感性有關聯[33] 。在我們的前期工作中，已經成功地在體外將健康人及鼻咽癌病人外周血單核細胞誘導成為DC，這些DC能夠呈遞鼻咽癌LMP2的HLA -A2限制型肽段CLGGLLTMV和LTAGFIFL，誘導自身特異性CD8+T細胞，但亦發現鼻咽癌病人來源的DC表面的成熟標志CD83+、CDla表達率明顯低于正常人來源的DC，且誘導混合淋巴細胞的能力前者顯著低于后者，提示鼻咽癌病人單核細胞來源的DC功能下降[34，35] 。這一現象是否由于DC-SIGN的表達差異造成仍需我們進一步研究。同時，我們團隊也致力于廣西人群中DC-SIGN與鼻咽癌發病之間關系的研究，力圖更深入了解DC-SIGN與EBV感染及鼻咽癌的相關性，為探索EBV感染上皮細胞、鼻咽癌的發病機制以及早期預警奠定基礎。

3.5 DC-SIGN與其他腫瘤的研究

除了上述腫瘤外，人們還發現DC-SIGN與肺癌、胃癌、肝癌等腫瘤的發病機制以及黏液纖維肉瘤的免疫耐受有關[36-38]。但目前關于DC-SIGN與這些腫瘤的報道還相對較少，其與腫瘤的作用機制也尚未明確，有待進行更深入的研究。4 DC-SIGN在腫瘤治療中的應用前景

惡性腫瘤的治療方法主要包括手術治療和放化療，但總體療效不盡如人意。隨著腫瘤免疫學研究的不斷深入，利用免疫學抗腫瘤的方法逐漸引起了人們的注意，尤其是以DC靶向疫苗抗腫瘤的方法[39]。DC疫苗的靶向性與DC上的受體密切相關。DC—SIGN高度特異表達于未成熟的DCs，它強有效的內吞能力使之成為代表DC靶向性的理想的候選受體。有體外研究表明，用抗DC-SIGN的抗體與鑰孔血藍蛋白（KLH）形成的偶聯物靶向DC-SIGN受體可導致KLH抗原在DC表面的內化與呈遞，并能誘導抗KLH的T細胞反應。Kretz-Rommel等建立了一個擬人的重組Rag2-/-yc-/-小鼠模型，他們發現在小鼠體內，載藥的KLH作為模型抗原連接抗DC-SIGN的抗體后能有效靶向DCs并增強T細胞反應[40]。此外，他們使用腫瘤異種移植模型來評估KLH連接了抗DC-SIGN抗體的給藥是否可以提高載藥KLH的活性，結果顯示KLH連接了抗DC-SIGN抗體后抑制腫瘤生長的作用顯著增強，這表明在重組小鼠模型中通過DC-SIGN特異識別抗原靶向性分子能提高抗原疫苗靶向DCs的效率，從而引起強烈的免疫反應甚至抑制腫瘤的生長。于永生等在研究DC靶向性DNA疫苗抗腫瘤的作用及機制時發現如果將逆轉錄病毒載體的外膜設計成DC-SIGN的特異性配體，則載體靶向DCs的效率增加且可以得到更強的免疫原性[41]。 Hesse等的實驗表明在體內通過DC-SIGN靶向DCs能夠顯著增強CD8+T細胞介導的保護性免疫[42]。van Kooyk等的研究也顯示在人皮膚體系和小鼠模型中，基于DC-SIGN的多聚糖（例如：Leb或Lex多聚糖結構）靶向疫苗能夠大大增加機體抗原攝取的效率和提高抗原提呈的能力，引起更強的抗原特異性CD4+和CD8+T細胞反應，從而降低了副反應的發生風險[43] 。綜上可以看出，通過DC-SIGN靶向DC的DC靶向性疫苗不但具有較好的靶向性和特異性，還能在機體內產生更有效的免疫反應，而這些特性正是當今腫瘤治療中所缺乏的.因此利用DC-SIGN來設計疫苗并應用于腫瘤方面的治療將擁有著廣闊的前景。

5 結語

自發現DC-SIGN以來，許多體外研究證明了DC-SIGN是個多功能的受體，人們也日漸認識到了DC-SIGN的價值。但是，到目前為止，關于DC-SIGN的研究大多數都局限在體外，而用于預測DC-SIGN生理功能的體內模型還沒能完全建立起來。例如當人們計劃用小鼠來建立研究DC-SIGN的體內模型時，發現小鼠體內有8種DC-SIGN的同系物，但不能確定哪一種才是DC-SIGN的直接同源物，這個不確定阻礙了體內模型的建立[44]。而要進一步研究DC-SIGN在體內的作用，尤其是闡明DC-SIGN在控制免疫穩態的功能性作用上，建立體內模型是極為必要的。與此同時，DC-SIGN的體外研究也遇到了尷尬。研究者們在研究DC-SIGN的基因多態性與宿主易感性的關系時，部分實驗結果出現相互矛盾甚至完全相反的情況。例如，Vannberg等發現DC-SICN啟動子-336為A會增加結核的發病率，Barreiro等的研究結果卻是DC-SIGN啟動子-871 G和-336A會減小結核的發病率[45]。此外，DC-SIGN與腫瘤作用的機制也尚未清楚。這些問題的出現說明，關于DC-SIGN我們還有許多未了解透徹的方面，它的一些潛在價值可能還未被挖掘出來。目前，惡性腫瘤、艾滋病以及登革熱等疾病仍舊威脅著人類的健康，而這些疾病又或多或少都與DC-SIGN有關。因此，如果可以繼續深入研究DC-SIGN與疾病的關系，也許就能掌握DC-SIGN對人體的真正作用，為了解病原體的感染和腫瘤的發病機制提供新的切人點，給疾病的預防與治療提供新的思路與策略。