DDRs對免疫細胞調控機制的研究進展①

王天怡 馬雪妮 張露丹 王變麗 張德奎

（蘭州大學第二醫院，蘭州 730030）

盤狀結構域受體（discoidin domain receptors，DDRs）是膠原活化的受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases，RTKs）超 家 族 的 重 要 成 員，由JOHNSON等于1993年篩選乳腺癌細胞中的蛋白酪氨酸激酶時首次發現［1］。目前研究表明，DDRs在多種免疫細胞中表達，并通過對免疫細胞的調控影響疾病的發生發展。本文就DDRs對免疫細胞的調控及影響相關疾病作用進展進行綜述。

1 DDRs概述

DDRs是由2個非整合素膠原受體DDR1和DDR2組成的家族。DDR1編碼基因定位在人類6號染色體（6p21.3）和小鼠17號染色體（17c）上，是由17個外顯子組成，這些外顯子選擇性剪接形成5種不同的亞型，DDR1a到DDR1e，DDR1a~DDR1c具有生物功能，DDR1d和DDR1e缺乏全部或部分酪氨酸激酶域而不能被激活［2］。而DDR2基因位于兩個物種的1號染色體上（1q23.3），到目前為止，只發現了一種異構體。DDRs存在6個不同的蛋白結構域：細胞外盤狀蛋白（discoidin，DS）結構域、DS樣結構域、細胞外近膜（extracellular juxtamembrane，EJXM）區域、跨膜（transmembrane，TM）片段、長的細胞內近膜（intracellular juxtamembrane，IJXM）區域和細胞內酪氨酸激酶結構域（kinase domain，KD）［3］。膠原與包含膠原蛋白結合位點的DS域結合后，可誘導其酪氨酸磷酸化并激活其KD，從而導致下游細胞信號轉導，這引發了調節各種細胞-膠原相互作用的遺傳和細胞程序［4］。在膠原蛋白Ⅰ~Ⅲ中發現的保守GVMGFO基序是DDR1和DDR2的主要結合位點，而Ⅳ型膠原僅被DDR1識別［5］。DDR1主要存在于上皮細胞和平滑肌細胞（smooth muscle cells，SMC），而DDR2主要在間質起源的組織中表達，例如結締組織、肌肉和骨等，在上皮-間充質轉化過程中，DDR1向DDR2表達的轉變，觸發了DDR2的上調，提示DDR1和DDR2在上皮和間充質分化過程中具有不同的功能［6-8］。目前研究發現，DDRs參與多種免疫細胞的黏附、遷移和細胞因子/趨化因子的分泌，因此，DDRs可能是免疫反應調控中的潛在靶標。

2 DDRs對免疫細胞的調控

2.1 DDRs與樹突狀細胞樹突狀細胞（dendritic cells，DCs）是最經典的抗原提呈細胞，其發育成熟過程中有樹突狀或偽足樣的突起，具有抗原呈遞活性、激活初始T細胞誘導適應性免疫應答的功能。同時，DCs上表達豐富的免疫識別受體，在病原微生物的刺激下參與固有免疫應答。因此，DCs是固有免疫和適應性免疫反應的樞紐。研究表明，DDR2在小鼠骨髓來源的未成熟DCs中表達，在TNF-α刺激的成熟DCs中顯著上調［9］。Ⅰ型膠原（typeⅠcollagen，ColⅠ）可以通過誘導DDR2磷酸化促進未成熟DCs釋放IL-12、表達CD86和上調抗原呈遞活性，同時，DDR2-ColⅠ相互作用可以增加成熟DC激活T淋巴細胞的能力［9］。在損傷過程中，DDR2的激活通過膠原-細胞相互作用產生基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）導致膠原降解，這可能在DC向歸巢部位的遷移中發揮重要作用［9］。此外，DDR2在成熟人單核細胞來源的樹突狀細胞（human monocyte-derived dendritic cells，hDCs）上的表達明顯高于未成熟hDCs［10］。ColⅠ促進hDCs釋放IL-12p40、TNF-α和IFN-γ，并且hDCs表現出共刺激分子的增強表達和強大的功能活性，而DDR2缺失使hDCs刺激T細胞增殖的能力降低［10］。因此，DDR2是DCs激活的關鍵膠原受體，可以促進DCs的功能活性，DDR2與膠原的相互作用在DC調節免疫應答功能中起重要作用。

2.2 DDRs與巨噬細胞單核吞噬細胞系統由血液中的單核細胞（monocytes，Mo）和組織器官中的巨噬細胞（macrophages，Mφ）組成。Mφ是由單核細胞分化而來，是機體免疫防御的第二道防線之一，在免疫應答中發揮吞噬功能，并通過抗原提呈及釋放各種細胞因子參與適應性免疫應答的調節，參與多種疾病的病理生理過程。DDR1的表達能夠激活巨噬細胞，并促進Mφ的遷移和分泌。Mφ在炎癥部位產生一系列促炎介質，并有助于炎癥反應的發展。研究表明，DDR1b與膠原蛋白的相互作用依賴p38 MAPK和NF-κB信號通路上調人巨噬細胞中IL-8、巨噬細胞炎癥性蛋白-1α（macrophage inflammatory protein-1α，MIP-1α）和單核細胞趨化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）的 產 生［11］。KIM等［12］研究證明，DDR1與膠原蛋白的相互作用通過激活NF-κB、p38 MAPK和JNK誘導鼠Mφ系J774細胞中的一氧化氮合酶（inducible NO synthase，iNOS）表達和NO的合成，從而導致免疫炎癥反應增加。其中，DDR1介導的NF-κB激活是通過將適配蛋白Shc募集到受體的LXNPXY基序上，并受下游TRAF-6和NF-κB Act-1信號級聯所調節［11-12］。部分廣泛的酪氨酸激酶抑制劑可以干擾DDRs的信號轉導途徑，例如：LCB-03-0110劑量依賴性抑制脂多糖誘導的J774A.1巨噬細胞遷移和NO、iNOS、COX-2、TNF-α等炎癥因子的合成［13］。綜上所述，DDR1信號傳導有助于組織微環境中Mφ的分化，并使得組織浸潤的Mφ在疾病的發展過程中產生大量的促炎細胞因子、趨化因子和iNOS等，促進適應性免疫應答的發展，提示靶向干預Mφ中DDR1信號通路可用于控制疾病發展。

2.3 DDRs與小膠質細胞小膠質細胞是中樞神經系統（central nervous system，CNS）中的免疫效應細胞，活化的小膠質細胞表達和分泌各種炎癥介質，與多種神經退行性疾病的發病機制有關。DDR1表達于小膠質細胞中，膠原誘導DDR1酪氨酸磷酸化，同時誘導小膠質細胞炎癥激活，誘導NO產生及iNOS、COX-2、CD40和MMP-9的表達。膠原蛋白誘導的小膠質細胞活化是由p38 MAPK、JNK和NF-κB介導，不受Toll樣受體4（toll-like receptor 4，TLR4）和經典細胞表面膠原受體β1整合素的影響［14］。DDR1在CNS中表達，參與了神經精神疾病的發生，在神經退行性疾病中，腦中DDRs高表達，DDRs的敲除改變了大腦的免疫功能，促進神經毒性蛋白的清除，減少小膠質細胞的數量，抑制TREM2的信號轉導，減輕了中樞神經系統炎癥［15-16］。

2.4 DDRs與中性粒細胞中性粒細胞作為先天免疫反應的效應物，能夠調節急性損傷、修復、癌癥、自身免疫和慢性炎癥過程，此外，還參與對T細胞和B細胞的調節［17］。中性粒細胞通過間質組織的定向遷移對于宿主防御至關重要。在中性粒細胞表面表達多種膠原受體，在各種不同的環境條件下保持穩定遷移的能力，雖然整聯蛋白對于中性粒細胞在二維（two dimensional，2D）表面上的黏附和遷移至關重要，但缺乏整聯蛋白的中性粒細胞能夠在三維（three dimensional，3D）環境中保持正常的遷移速度［18］。研究顯示，循環的中性粒細胞僅表達DDR2，抑制DDR2的作用對2D表面上的中性粒細胞遷移沒有影響，但在3D膠原蛋白基質中DDR2可是中性粒細胞趨化性的重要調節劑［18］。在急性炎癥過程中，活化的DDR2誘導MMP-8分泌增加，導致膠原蛋白趨化肽的生成，該肽趨于形成局部梯度來調節中性粒細胞的持久性和方向性，增強中性粒細胞在體內向炎癥部位遷移，一旦到達炎癥部位，DDR1的激活就會發生，進一步增加了MMP分泌，并在炎癥部位產生脯氨酰-甘氨酰-脯氨酸（prolylglycyl-proline，PGP）［18］。在慢性炎癥期間，中性粒細胞產生MMP-9水平升高，MMP-9產生了能調節中性粒細胞趨化性的膠原蛋白片段Ac-PGP，這些膠原片段與趨化因子受體CXCR1和CXCR2結合，導致更多的MMP-9和中性粒細胞的產生［19-20］。可以看出，DDR1和DDR2在急性炎癥反應中對中性粒細胞的作用是具有先后順序的，DDRs在慢性炎癥中的作用亟待研究。

2.5 DDRs與T淋巴細胞T淋巴細胞是適應性免疫系統的重要組成部分，抗原/MHC復合物與TCR的連接以及共刺激受體的相互作用調節T細胞活化［21］。細胞遷移對發育、傷口愈合、免疫反應和監測至關重要，經內皮細胞遷移后，活化的T淋巴細胞通過基底膜的細胞外基質（extracellular matrix，ECM）和富含膠原的間質組織到達靶器官的炎癥部位，對于適應性免疫反應的發展發揮重要作用［22］。有研究證明，TCR誘導活化的T細胞DDR1的表達受Ras/Raf/ERK/MAPK和PKC通路的調節［22］。活化的T細胞以DDR1依賴的方式結合ColⅠ，DDR1可以促進T細胞的遷移而不增加與膠原的黏附，這表明DDR1可以促進活化T細胞在膠原基質中的阿米巴樣運動［22］。輔助性T細胞（helper T cell，Th）作為T細胞免疫調節的重要組成部分，被分為Th1、Th2、Th17細胞。其中，人Th17細胞優先表達DDR1，抑制其活性會大大降低人Th17在3D膠原中的運動性、侵襲性和趨化性［23］。研究發現，DDR1通過激活RhoA/ROCK/MAPK/ERK和p38 MAPK這兩 條 信號通路促進Th17細胞的遷移，靶向這兩條通路可能有利于Th17介導的免疫炎癥疾病的治療［23-24］。同時，研究表明，DDR2是增強抗PD-1免疫治療反應的主要靶點，DDR2缺失增加了抗PD-1治療的敏感性，RNA-seq和CyTOF分析顯示，DDR2缺失和達沙替尼聯合抗PD-1治療的腫瘤中CD8+T細胞數量較高［25］。

3 DDRs通過免疫細胞參與疾病的調節

DDRs是調節免疫細胞的關鍵因子，在炎癥、纖維化或腫瘤等疾病中，多種免疫細胞中DDRs的表達水平明顯升高，同時DDRs影響免疫細胞在炎癥性或腫瘤微環境的浸潤及分泌，參與疾病的進展。因此，DDRs與疾病之間通過免疫細胞相互調節。

在主動脈粥樣硬化中，骨髓源性巨噬細胞上DDR1的表達，通過介導與富含Ⅳ型膠原的內皮基底膜的相互作用和侵襲，促進單核/巨噬細胞在動脈內膜的侵襲和聚集，并在多個階段促進了疾病的進展，而在缺乏DDR1的巨噬細胞中，MMPs的表達降低，限制了巨噬細胞在內皮基底膜和斑塊細胞外基質的堆積，減少內膜炎癥，減輕動脈粥樣硬化［26］。在腎毒性血清誘導的腎小球腎炎模型中DDR1表達上調，其主要分布在腎小球，而DDR1的缺失減少了腎皮質中巨噬細胞的數量，并減弱了IL-1β、MCP-1、細胞間黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管細胞黏附分子-1（vascular cell adhe?sion molecule-1，VCAM-1）等炎癥介質分泌，減緩了腎小球損傷和纖維蛋白沉積，抑制DDR1特異性逆轉炎癥的基因網絡，調節了腎小球細胞基因信號的表達［27-28］。精神病患者的白細胞中DDR1高甲基化，這種高甲基化和患者的心理壓力、中性粒細胞與淋巴細胞的比率呈正相關［29］。在乳腺癌中，DDR1通過調節腫瘤浸潤性T細胞、CD4+和CD8+T細胞，抑制抗腫瘤免疫力促進了乳腺腫瘤的生長，抑制DDR1可降低體內乳腺癌的生長［30］。有研究表明，DDR1基因缺失的小鼠對博來霉素誘導的肺部炎癥和纖維化具有抵抗力，其組織中CD3+T淋巴細胞和F4/80+巨噬細胞的數量明顯減少，支氣管肺泡灌洗液中巨噬細胞的浸潤減少，p38 MAPK信號通路不能被激活，由此可以看出DDR1敲除小鼠的炎癥減輕可能是由于募集的免疫細胞水平較低引起［31］。同時，MCDONALD等［32］發現循環中成纖維細胞前體細胞（circulating fibroblast precursors，CFPs）群 體 是 由CD45和DDR2的共同表達所定義，CFP亞群在體內可以上調共刺激分子和MHCⅡ的表達，促進二氧化硅誘導的肺纖維化中膠原沉積的增加，并且可以通過減少CD4+和CD8+T細胞產生IL-2和IFN-γ而對Th1型細胞產生抑制作用，促進T細胞轉向促炎狀態，調節肺纖維化過程中的炎癥-免疫平衡。此外，研究發現，四氫異喹啉-7-羧酰胺衍生物劑量依賴性抑制DDR1激酶及其下游p38蛋白的磷酸化，優化的雜環炔基苯甲酰亞胺化合物3-（咪唑并［1，2-a］吡嗪-3-基乙炔基）-4-異丙基-N（3-（（4-甲基哌嗪-1-基）甲基）-5（三氟甲基）苯基）苯甲酰胺對DDR1和DDR2有協同抑制作用，上述兩種化合物均可抑制LPS誘導的小鼠腹腔Mφ IL-6的釋放，在小鼠急性肺損傷模型中表現出良好的體內抗炎作用，因此，兩者可能成為新型抗炎藥研發的前體化合物［33-34］。

4 小結

本文就DDRs與免疫細胞之間的關系進行重點闡述，DDRs作為RTKs家族的重要成員，在DCs、Mφ、小膠質細胞、中性粒細胞、T淋巴細胞中均有表達，并參與免疫細胞的黏附、遷移和細胞因子/趨化因子的分泌，其余的免疫細胞是否有DDRs的表達仍待進一步研究。同時，發現p38MAPK在巨噬細胞分泌以及Th17細胞的遷移中起關鍵作用，針對p38MAPK的干預會對DDRs與免疫細胞的作用產生重要影響。盡管DDRs與免疫細胞的研究已有很多報道，但DDRs對免疫細胞在疾病中的調節作用尚未完全闡明，后續研究仍需繼續深入探討其相關機制。DDRs參與免疫細胞的調節，促進多種疾病的發生發展，因此，特異性抑制DDRs，有助于炎癥的控制以及纖維化和癌癥的預防。目前，DDRs是探索免疫及相關疾病靶向治療的重要潛在分子，隨著研究的深入，針對DDRs所研發的新型藥物對于疾病的治療必將具有巨大價值和應用前景。