TROP2--腫瘤治療的重要靶點
日期：2019-08-29 11:50:27
TROP2屬于TACSTD家族，是由TACSTD2基因編碼表達的細胞表面糖蛋白，又名腫瘤相關鈣離子信號轉導子2（TACSTD2）、表皮糖蛋白1（EGP-1）、胃腸腫瘤相關抗原（GA733-1）、表面標志物1（M1S1）[1]。TROP-2在多種惡性腫瘤中過表達，是一種與惡性腫瘤發生、侵襲和轉移有關的癌基因。
1. TROP2的發現
TROP2最先是被單克隆抗體GA733-1所鑒別而分離到的一種膜抗原，因此被稱為GA733-1[2]。
2. TROP2的結構特征
TROP2基因位于第1號染色體的短臂上，具體定位為1p32.1[3]。基因全長為9072bp，無內含子，只有1個外顯子。TROP2在腫瘤發生中的作用似乎在進化上是保守的。小鼠Trop-2與人類同源基因序列相似度為87.4%。
TROP2蛋白初級結構是由323個氨基酸組成的36kD的多肽，是一種單次跨膜的表面糖蛋白。
TROP2由疏水性前導肽（AA 1-26），細胞外結構域（AA 27-274），一個跨膜結構域（AA 275-297）和一個胞質尾部(AA 298-323)組成。TROP2蛋白N-端為胞外域（TROP2EC），該胞外域通過一個單向跨膜螺旋（TM）與胞內短尾（TROP2IC）連接，從而固定于胞膜[4]。其細胞質尾部有高度保守的磷脂酰肌醇4，5-二磷酸(PIP2)結合序列，表明PIP2在TROP2的信號轉導中起重要作用。除了PIP2結合基序外，它還含有保守的酪氨酸和絲氨酸磷酸化位點。303位絲氨酸殘基的突變消除了TROP2刺激腫瘤生長的能力。該殘基的磷酸化由蛋白激酶C（PKC）負責。
圖1 TROP2的結構特征
3. TROP2的表達
TROP2 mRNA可在正常組織中檢測到，包括正常角質形成細胞、腎臟、肺、卵巢和睪丸。正常情況下，TROP2主要表達于上皮細胞并在胚胎器官發育過程中起重要作用[5]。TROP2在正常組織中的表達量很低，在多種惡性腫瘤中過表達[6][7]。
TROP2的表達依賴于多種轉錄因子。轉錄因子HNF4A是影響TACSTD2 (TROP2)轉錄的重要因素。與癌癥發展相關的其他轉錄因子如TP63/TP53L和Wilms tumor 1(WT1)，也參與了TACSTD2 (TROP2)的轉錄。此外，其他參與TACSTD2轉錄的轉錄因子包括ERG、HNF1A/TCF-1、自身免疫調節因子、FOXP3等。
4. TROP2的功能
TROP-2是人類細胞中的單拷貝基因，編碼Ｉ型跨膜糖蛋白，在多種惡性腫瘤中過表達。它是近年發現的與腫瘤密切相關的基因，是一種可以調節腫瘤細胞生長的信號傳導分子。
TROP-2與血清IGF-II結合蛋白同源，并具有信號轉導功能。此外，TROP2作為上皮細胞膜表面糖蛋白受體，可作為細胞內鈣信號的跨膜轉導子。
TROP-2可能代表新的細胞表面受體，在腫瘤細胞生長調節中起作用。TROP2在細胞自我更新、增殖和轉化中扮演調節者角色[8]。實驗證明TROP2能促進腫瘤生長，當TROP2基因被敲除后腫瘤細胞增殖受到干擾[9]。
TROP2在胚胎發育的過程中具有重要意義，它有助于胚胎著床及胎盤組織形成，并且在胚胎干細胞增殖特性維持以及器官形成發展過程中發揮重要作用。
5. TROP2信號轉導
TROP2是與腫瘤密切相關的基因。它主要通過調節鈣離子信號通路、細胞周期蛋白表達及降低纖黏蛋白黏附作用促進腫瘤細胞生長、增殖和轉移。TROP2也可以與Wnt信號級聯中的β-連環蛋白相互作用，因而對細胞核癌基因的轉錄、細胞的增殖起作用[8]。
TROP2的信號轉導包括以下幾種類型：
在蛋白激酶C（PKC）作用下，TROP2蛋白的胞內尾部絲氨酸殘基（S303）被磷酸化，從而促進4,5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解為三磷酸肌醇（IP3）和二?；视停?a href="http://www.artbeat.cn/product/ELISA_Kit/Human_dystroglycan_1_(dystrophin-associated_glycoprotein_1)_(DAG1)_ELISA_kit-73915.html">DAG）。
IP3與內質網表面IP3受體相互作用并促進內質網中儲存鈣離子的釋放，激活絲裂原活化蛋白激酶途徑（MAPK），促進細胞周期進程。此外，胞內鈣離子增加還可通過激活cyclin D1和ERK/MEK通路從而增強CREB1、c-Jun、NF-κB、Rb、STAT1和STAT3的表達[10]，從而抑制腫瘤細胞凋亡。
DAG通過激活PKC，從而反饋調節TROP2磷酸化[11]。
圖2 由TROP2的PIP2結構域介導的細胞周期進展
TROP2在腫瘤壞死因子-α轉換酶（TACE）、y-分泌酶（y-secretase）、早老素1/2（PS-1、PS-2）共同作用下水解成胞內區域（ICD），并與β-連環蛋白共定位于核內，上調下游cyclin D1和原癌基因c-myc表達，從而促進腫瘤細胞增殖。
圖3 TROP2通過細胞內水解調節細胞周期
TROP2的表達也增加了ERK1/2的磷酸化激活[12]，從而進一步增強下游靶點AP-1轉錄因子活性，下調Bcl-2表達，抑制凋亡。AP-1可增加cyclin D1和cyclin E的表達，降低p27的表達而導致細胞周期加速。同時，TROP2可上調增殖標志物Ki-67表達，從而促進腫瘤細胞增殖[11]。
圖4 TROP2介導的細胞凋亡和增殖信號
TROP2可促進胞質內蛋白激酶C受體1（RACK1）富集于細胞膜，使其接近整合素β-1（integrin β-1），減少纖黏蛋白與integrin β-1結合。TROP2與integrin β-1、talin蛋白形成復合物，導致RACK1下游的Src和FAK激活。通過整合素β-1-RACK1-Src和FAK信號傳遞軸而對細胞黏附進行調節[13]，從而達到降低腫瘤細胞黏附作用，促進其轉移擴散的作用。
圖5 TROP2促進腫瘤侵襲和轉移
6. TROP2與腫瘤的關系
TROP2在多種腫瘤中都有高表達。
6.1 生殖系統腫瘤
目前女性生殖系統，尤其是子宮內膜癌與TROP2之間的關系是研究較多的。 在子宮內膜癌組織中[14]，TROP2的表達與病理分級存在正相關關系，即TROP2的表達程度與疾病的惡性程度相關。TROP2蛋白高表達者生存率明顯降低，因此TROP2表達可作為對那些生存期縮短患者的一項獨立的預后判斷指標。TROP2蛋白的高表達與卵巢癌的高侵襲性相關?？傊?，TROP2的表達升高與女性生殖系統惡性腫瘤之間存在密切聯系，并與疾病的惡性程度相關。
TROP2與男性生殖系統腫瘤同樣有密切的關系。對從前列腺癌動物實體瘤組織分離得到的細胞進行基因譜分析[15]，發現TROP2基因的異常表達，提示TROP2與前列腺癌的發生和發展有關，且異常的TROP2表達對癌細胞的生物學行為起著重要作用。
6.2 消化系統腫瘤
在胰腺腺癌中存在TROP2的過表達，并與淋巴結轉移、腫瘤級別和患者差的存活率明顯相關，提示TROP2可作為一個獨特的胰腺癌預后判斷生物標志物。
在結腸癌中，TROP2蛋白在癌組織中的表達明顯高于正常組織。TROP2高表達增加患者發生肝轉移的幾率和患者病死率，且轉移的深度也更深，伴有更多淋巴結轉移，預后差[16]。TROP2的表達對結腸癌細胞腫瘤形成和侵襲能力的獲得是必需的，使用RNA干擾手段抑制TROP2后，癌細胞腫瘤形成和侵襲能力均被抑制，而獲得外源表達TROP2的結腸癌細胞增殖能力增強。
在胃癌中，TROP2同樣出現高表達。用針對TROP2抗原的凋亡激活劑2治療胃腺癌細胞系能明顯促進細胞凋亡 [17]。
此外，TROP2在食管癌組織和膽管癌中也存在高表達。
6.3 頭頸部腫瘤
在口腔癌患者腫瘤組織中TROP2過度表達。TROP2在咽喉鱗狀上皮細胞癌組織中的表達也升高，并與組織分化程度和淋巴結轉移有關系。TROP2的表達可作為淋巴結轉移、分化程度、腫瘤大小和T分級的獨立預后因素[18]。
6.4 神經系統腫瘤
TROP2與腦膠質瘤的惡性程度、增殖和血管發生有密切聯系，可能對腦膠質瘤的靶向治療提供幫助。
7. 抗腫瘤藥物靶點TROP2
TROP2是一種跨膜蛋白，其細胞外結構域在多種腫瘤上過度表達，因此它是靶向治療發展的天然候選。TROP2的組織表達局限性使得治療的毒性降低，這也是靶向TROP2治療的優勢所在。目前已經針對TROP2的免疫治療進行了嘗試[19][20]。
此外，以TROP2為靶點的抗體、抗體偶聯物以及聯合用藥等多種形式的藥物正處于研發中?？筎ROP2抗體與其他化療藥物偶聯的效用已在各種臨床前研究中得到證實。
用于治療TROP2過表達的上皮惡性腫瘤的抗體偶聯藥物（ADC）IMMU-132已處于II/III期臨床試驗階段。
抗體偶聯藥物Sacituzumab govitecan（IMMU-132）：新型抗體偶聯藥物Sacituzumab govitecan（IMMU-132）以TROP2為靶點，它是利用人源化抗體hRS7作為靶向載體與伊立替康活性代謝產物SN38偶聯而成，可用于治療多種上皮惡性腫瘤如乳腺癌（三陰乳腺癌）、卵巢癌、小細胞肺癌等[21]。此外，其他人源化的抗TROP2 IgG-SN-38偶聯物，如抗TROP2 hRS7-CL2A-SN-38抗體偶聯藥物，已被證明在多種腫瘤細胞系(Calu-3、Capan-1、BxPC-3和COLO-205)的異種移植模型中具有顯著的特異性抗癌作用。
類病毒顆粒(VLPs)是一種高度免疫原性和多用途的免疫刺激劑，通過修飾將外源性蛋白結合到它們的細胞膜上，可用作癌癥疫苗。比如，嵌合TROP2病毒樣顆?？勺鳛橐环N針對胰腺癌的潛在免疫治療方法[22]。
8. 最新研究進展
Jinrong Liu[23]等人在雜志Biochemical and Biophysical Research Communications上發表的一篇TROP2相關文章。他們基于先前構建的TROP2-Fab抗體，通過真核表達系統構建TROP2-IgG抗體。并通過體外和體內實驗證明這種新的人單克隆TROP2-IgG抗體對腫瘤具有抑制作用。
Lianhua Z等人[24]于2018年在International Journal of Oncology雜志上發表的文章，作者通過一系列體外實驗證明，姜黃素通過抑制膀胱癌細胞中的TROP2抑制細胞增殖和運動。
HOU等人[25]在2019年在Oncology Reports上發表的文章表明，通過激活JAK2/STAT3通路，可促進膠質母細胞瘤細胞的生長和轉移。這為進一步了解TROP2在膠質母細胞瘤中的作用提供了依據，表明TROP2是膠質母細胞瘤患者有希望的生物標志物和治療靶點。
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TROP2蛋白
The purity was greater than 90% as determined by SDS-PAGE. (Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.
Measured in cell activity assay using U937 cells. The EC50 for this effect is 190.2-298.6 ng/ml.
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