Nectin（凝集素）家族和Nectin-like分子（Necl）是一类细胞粘附分子，参与不依赖Ca2+的细胞粘附。这一类蛋白分子在组织中广泛表达，并具有细胞粘附作用，例如上皮细胞间的粘附或神经元组织化学突触的连接。Nectin家族由4种Nectin蛋白和5种Necls组成，4种Nectin包括Necitin1-4，也被称为PVRL1-4（脊髓灰质炎病毒受体相关分子1-4）或CD111，CD112，CD113和PRR4；5种Necl分子包括Necl1-5，也被称为SynCAM1-4和PVR/CD155。这一类分子都是I型穿膜蛋白，具有三个免疫球蛋白（Ig）型胞外区域（domain），可以形成同源或异源二聚体。 尽管Nectin家族发挥的主要功能是调节细胞粘附、活化和增殖，但它们也具有免疫调节的功能。例如，CD155（Necl5/PVR）和CD122（Nectin-2/PVRL2）是共刺激信号分子CD226（DNAM-1/PTA1）的配体，也是共抑制信号分子TIGIT（T cell immune receptor with Ig and ITIM）的配体，它们之间复杂的相互作用可对T细胞及NK细胞的激活水平产生调控。CD155（Necl5/PVR）和CD111（Nectin-1/PVRL1）还可作为信号分子CD96（TACTILE）的配体，CD112R（PVRIG）也可与CD112产生相互作用（图1）。在这些共刺激/共抑制信号分子相互作用的过程中，受体-配体间亲和力的不同以及同二聚体、异二聚体的形成使信号调控变得更加复杂。 图1 Nectin家族与其配体 右侧图示中红色（TIGIT、CD112R）代表共抑制信号分子，绿色（CD226）代表共刺激信号分子，灰色（CD96）代表共刺激及共抑制信号分子
一、Nectin家族间的竞争性结合 配体和受体-配体复合物的结构表征分析揭示了Nectin家族分子的相互识别模式。Nectin分子可以通过距细胞膜远端的D1 domain形成同源二聚体，受体和配体之间也通过D1 domain按1:1的摩尔比形成异二聚体（图2）。 图2 Nectin家族间受体-配体的保守结合方式 研究者测量了这些分子间结合能力的强弱程度，结果显示这些配体间大部分均具有纳摩尔级别的亲和力。由于这些分子D1 domain间较低的序列同一性（CD226、TIGIT、CD96的CD112R间序列同一性小于28%，CD155和CD112间序列同一性小于49%），存在竞争性结合的配体间有一定程度的亲和力差异。其中，TIGIT与CD155的亲和力要高于竞争性配体CD226和CD96，CD112与CD122R的亲和力高于CD226（表1）。然而，亲和力不是绝对的，研究细胞膜表面配体/受体表达的时间、空间差异和表达水平有助于更深层次的理解Nectin家族的免疫调节功能。 表1 CD155/CD112与其配体间亲和力的差别 二、CD155 CD155（PVR/Necl5/Tage4）通常被认为是脊髓灰质炎病毒进入细胞的受体。CD155有可溶性和穿膜蛋白两种形式，通常在肿瘤细胞上过表达，并受肿瘤相关髓系细胞调控。CD155的表达上调与黑色素瘤、血液瘤和多种实体瘤的肿瘤病理级别、原发肿瘤大小、淋巴结转移、肿瘤浸润淋巴细胞减少和预后不良呈正相关，可溶性CD155的增加也被证明与肿瘤负荷有关。 CD155分子促进肿瘤生长、转移的内在作用可能与促进细胞间粘附、增加细胞迁移、促进细胞增殖和存活等。CD155在肿瘤细胞中的过表达与细胞对活性氧的应激反应相关，并激活了DNA损伤修复的过程。在CD155表达的肿瘤组织中，CD155表达的图谱不局限于免疫细胞存在的区域，而是在肿瘤组织中广泛且均一地表达，这种现象说明PVR的表达上调可能与基因有关，而不是由于外部的免疫因素。对于CD155过表达机制的理解有利于发展治疗方法，增强这一类肿瘤对免疫疗法的敏感性。 CD155的胞外区域有3个domain，包括一个IgV、一个C1样结构域和一个C2结构域。CD155有四种剪接异构体，分别为α，β，δ和γ，其中，α和δ亚型具有跨膜区域，α型具有更长的ITIM胞内区域，这一区域与CD155传输的抑制性信号相关。而β和γ亚型缺少胞内区域，常以分泌形式存在。然而CD155的剪接异构体的生物学功能尚未阐明，只在小鼠模型中发现，肿瘤环境中的分泌型CD155表达上调与肿瘤对NK细胞功能的抵抗相关。CD155α亚型的ITIM domain可以募集SHP-2（含SH2的酪氨酸磷酸酶2）并启动下游的抑制信号，这个抑制性信号常被CD155与其配体（包括Nectin家族的其他成员、生长因子受体或整联蛋白）的相互作用激活，通过这些信号通路实现对细胞增殖的促进、细胞迁移扩散、接触抑制和存活，从而导致肿瘤进展、侵袭和转移。 CD155对免疫细胞（主要是T细胞、NK细胞）的调控作用是通过与其配体，共刺激分子CD226、共抑制分子TIGIT和CD96的相互作用而实现的。CD155的高表达与多种肿瘤的预后不良相关，敲除了CD155的肿瘤细胞与CD155高表达的肿瘤细胞相比，具有更低的侵袭能力，这些现象提示CD155在肿瘤微环境中起到的是免疫抑制的作用，这种情况可能是由于失衡的共抑制分子表达。这一现象使人联想到免疫检查点CTLA-4与共刺激分子CD28共同竞争B7分子的过程。
三、CD112 CD112（Nectin-2，PVRL2）通常被描述为细胞连接的粘附受体，在多种类型的肿瘤中（例如急性髓细胞性白血病、多发性骨髓瘤和上皮癌）表达上调。CD112与胆囊癌的侵袭和预后不良相关，同时也有研究发现，CD112可能在CD155不表达的肿瘤组织中高表达。与CD155一样，CD112是CD226的配体，与CD226这一共刺激信号分子的相互作用可以介导NK细胞依赖的细胞毒性作用。CD112同时还可与TIGIT结合，但亲和力较CD155而言非常弱，因此CD155似乎还是与TIGIT相互作用中的主要配体。在2016年，CD112另一个抑制型配体CD112R（PVRIG）的发现提示了CD112过表达影响肿瘤预后的其他机制。
四、CD226（DNAM-1） CD226这一共刺激信号分子被普遍认为可以维持NK细胞和效应T细胞的细胞毒性能力。CD226基因缺陷型小鼠对CD155高表达肿瘤细胞的抗肿瘤能力要明显弱于野生型小鼠，也更易发生肿瘤进展和转移。CD226下游激动信号的传导是通过细胞内的ITT样基序和衔接蛋白Grb2。与其他共刺激信号分子（如CD28）类似，在长期感染情况下或晚期癌症中，T细胞和NK细胞上CD226的表达会下调，这一现象与T细胞耗竭和NK细胞介导的细胞毒性降低相关。最近有研究表明，CD155在肿瘤细胞上的表达与CD226的丧失直接有关，而失去共刺激信号分子可能是淋巴细胞功能障碍的关键性标志，但目前对其潜在作用机制的了解甚少。
五、小结 本期推送，我们给大家介绍了Nectin家族的CD155、CD112和CD226，并介绍了它们与肿瘤的临床相关性，以及受体-配体间相互作用对免疫细胞的调控。下一期我们将介绍Nectin家族的其他成员：TIGIT、CD96和CD112R，以及与Nectin家族相关的免疫疗法、患者选择和生物标志物策略。
参考文献 [1] Johnston, Robert J., et al. "Cancer Immunotherapy and the Nectin Family." Annual Review of Cancer Biology 5 (2020). [2] Chauvin, Joe-Marc, and Hassane M. Zarour. "TIGIT in cancer immunotherapy." Journal for Immunotherapy of Cancer 8.2 (2020). |
