SLC39A6：鋅離子轉運蛋白，抗體偶聯藥物ADC新晉靶點！

日期：2022-12-02 15:34:12

近年來，抗體藥物偶聯物（ADC）新藥交易迎來爆發，更多企業開始進軍ADC領域。據Pharmsnap數據庫顯示，目前ADC新藥交易合作或授權的項目近100項，達成的交易金額超過400億美元。2022年迄今已達17項，SLC39A6成功上位，成為抗體藥ADC新晉靶點之一。

SLC39A6作為新發的癌癥相關因子，雖研究起步較晚，但近年來進展很快。早前，制藥巨擘默沙東（Merck）與全球ADC領域的龍頭公司Seagen達成協議，支付16億美元收購其靶向SLC39A6/LIV-1的ADC藥物（Ladiratuzumab Vedotin），用于轉移性三陰性乳腺癌臨床研究。默沙東還承諾將在研發的里程碑上投入高達26億美元。目前，越來越多的研究表明，SLC39A6在多種腫瘤細胞中高表達，但在正常組織有限表達，成為ADC治療有希望的候選者！今天我們一起來了解一下，抗體藥ADC新晉靶點--鋅轉運蛋白SLC39A6！

1. 什么是鋅轉運蛋白家族？

2. 什么是SLC39A6？

3. SLC39A6相關的調節機制

3.1 SLC39A6與STAT3信號
3.2 SLC39A6與EGFR信號

4. SLC39A6在癌癥治療中的作用

4.1 SLC39A6與食管癌
4.2 SLC39A6與肝癌
4.3 SLC39A6與胰腺癌
4.4 SLC39A6與乳腺癌
4.5 SLC39A6與其它腫瘤

5. SLC39A6的臨床應用前景

1. 什么是鋅轉運蛋白家族？

SLC39A家族和SLC30A家族為已發現的哺乳動物中的兩個鋅轉運蛋白家族，分別調節鋅離子轉進（influx）和轉出（efflux）細胞的運輸過程（圖1） ^{[1, 6]}。SLC39A家族（又稱ZIP家族），共有14個成員，即ZIP1-ZIP14 ^[2-3]。該家族多個成員已被證明可促進細胞外或細胞器內的鋅離子轉運到細胞質，具有鋅離子吸收（influx）攝取功能。而SLC30A家族（又稱ZIT家族），共有10個成員，與SLC39A/ZIP家族的功能相反，多個家族成員可協助鋅離子從細胞質內流出到細胞外或流進到細胞器內，具有釋放（efflux）鋅離子功能 [2-3]。越來越多的證據表明，鋅轉運蛋白家族不僅直接參與細胞的鋅離子穩態代謝，同時還通過復雜的機制影響著腫瘤和代謝疾病的發生和發展，其成員逐漸成為鋅營養和代謝疾病的研究熱點 ^[4-5]。

鋅轉運蛋白的兩大家族成員在各種亞細胞器、細胞及器官中的分布不同，如ZIP4/SLC39A4、ZIP5/SLC39A5、ZIP6/SLC39A6、ZIP10、ZIP14以及ZnT1/SLC30A1主要分布在細胞膜上，而其它眾多的鋅轉運蛋白主要分布在不同的細胞器膜上；在組織器官分布方面，ZIP4/SLC39A4和ZnT5分布小腸上皮細胞，ZIP10和ZnT1分布在腎臟上皮細胞，ZIP5、ZnT1及ZnT2分布在胰腺腺細胞，ZIP8及ZIP10分布在血細胞等等 ^[4-5]。

圖1. 鋅轉運蛋白示意圖 ^[6]

2. 什么是SLC39A6？

SLC39A6（又名ZIP6或LIV-1）屬于鋅轉運蛋白家族ZIP成員之一。根據蛋白結構特點，哺乳動物ZIP蛋白又被分成4個亞家族，即亞家族I，II，LIV-1和gufA。SLC39A6是LIV-1亞家族，存在755個氨基酸和433個氨基酸兩種長度的異構體。SLC39A6蛋白包括6-8個跨膜域，其氨基和羧基末端均位于細胞外或囊泡內，第3和4跨膜域間存在富含組氨酸的結構域，該區域具有結合鋅離子的功能，并具有金屬蛋白酶活性（圖2） ^[7]。SLC39A6的主要功能是將鋅離子從細胞外轉移至細胞內，并且是酶、轉錄因子和信號分子發揮作用機制中的關鍵蛋白 ^[8-9]。

SLC39A6的表達較為廣泛，在胚盤、乳腺及前列腺中表達最為豐富。SLC39A6蛋白主要定位在細胞膜上，將鋅離子由胞外運至胞漿，或將細胞器內的鋅離子轉運至胞漿。SLC39A6可通過調節鋅離子穩衡代謝，在機體免疫反應中發揮重要作用。近年來，諸多關于SLC39A6的研究表明，SLC39A6在許多癌癥中表達異常，如食管癌、宮頸癌、肺癌以及乳腺癌等等，提示SLC39A6蛋白在癌癥發生過程具有重要作用 ^[10-15]。

圖2. SLC39A6結構示意圖 ^[7]

3. SLC39A6相關的調節機制

鋅轉運體SLC39A6自發現以來一直受到廣泛關注，其參與腫瘤相關的機制正在深入研究中，如JAK/STAT、PI3K/AKT、EGFR-Ras-ERK、MAPK/ERK等信號通路。SLC39A6作為腫瘤相關的潛力分子，SLC39A6在腫瘤發生過程的分子機制并不是單一的，其復雜的作用機制有待進一步闡明。

3.1 SLC39A6與STAT3信號

信號轉導及轉錄激活因子３（STAT3）和鋅指蛋白（Snail）是上皮間質轉化（EMT）通路的主要標志物。SLC39A6被鑒定為STAT3的下游靶基因，促進鋅指蛋白Snail的入核。而Snail基因可降低與細胞黏附有關的基因表達，在上皮細胞轉化為間質細胞的過程中起重要作用 ^[16-17]。因此，SLC39A6可通過影響Snail表達，調節細胞分化過程。

另有研究指出，在乳腺癌中，SLC39A6運輸鋅離子進入細胞，會抑制GSK3β的活性，失活的GSK3β不能磷酸化Snail，使得Snail留在核內抑制細胞交聯基因E-cadherin的轉錄，促進細胞遷移 ^[18]。研究發現，在食管鱗癌中，SLC39A6是STAT3的下游靶基因，SLC39A6通過調控SNAIL2基因，參與食管鱗癌的EMT過程 ^[19]。

3.2 SLC39A6與EGFR信號

EGFR屬于膜受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）家族，與表皮生長因子EGF、轉化生長因子α（TGFα）、肝素結合EGF樣生長因子（HBEGF）等配體結合后，可招募其他受體底物蛋白并激活一系列下游信號，如調控分裂增殖的Ras/MAPK、與癌癥相關的PI3K/AKT通路等。研究發現，腫瘤微環境中SLC39A6的表達會被例如EGF、IGF-1（insulinlike growth factor）等生長因子所激活 ^[20]。

在前列腺腫瘤細胞系中，過表達SLC39A6后會引起EGFR磷酸化和ERK磷酸化，其下游信號可誘導細胞的遷移和入侵行為 ^[21]。在食管癌中，過表達SLC39A6的細胞，可激活AKT和ERK通路，調節MMP1、MMP3、MYC和SLUG表達（圖3） ^[22]。目前，越來越多的研究揭示SLC39A6中可作為重要的癌相關基因，但SLC39A6在癌癥中具體的作用機制仍需要進一步深入地研究。

圖3. SLC39A6通過激活AKT和ERK途徑來促進ESCC ^[22]

4. SLC39A6在癌癥治療中的作用

在惡性腫瘤中，體內鋅穩態的紊亂與惡性腫瘤的進展相關，癌細胞通常具有上調的鋅轉運蛋白和鋅離子。因此，SLC39A6作為鋅的重要轉運蛋白在惡性腫瘤的進展具有重要作用。目前在消化系統腫瘤（如食管癌、肝癌及胰腺癌）、乳腺癌、膠質瘤、前列腺癌、肺癌、膀胱癌等中發現SLC39A6均有異常表達。

4.1 SLC39A6與食管癌

在食管癌中，SLC39A6表達下調可抑制食管癌細胞的增殖和侵襲。高表達的SLC39A6與腫瘤侵襲性、細胞內鋅水平和患者生存時間有關。進一步的分析表明，在SLC39A6表達上調的細胞株中，基質金屬蛋白酶 1、基質金屬蛋白酶 3、髓細胞增生原癌基因和表面免疫球蛋白呈現高表達。陸續的研究認為SLC39A6在食管鱗癌（ESCC）中具有促腫瘤作用，提示SLC39A6可作為高危患者的早期探測器和預后的生物標志物，因而SLC39A6的靶向治療可能是阻斷ESCC的一種潛在治療策略 ^{[22, 23-24]}。

4.2 SLC39A6與肝癌

通過miRNA微陣列分析發現，在發生轉移的肝癌細胞系MHCC-97L，MHCC-97H和HCC-LM3中，miR-192在肝癌組織中表達下降，在肝癌患者血管細胞浸潤組的表達水平較非浸潤組下降。而SLC39A6是miR-192的直接和功能靶點，且SLC39A6與miR-192呈負相關，所以SLC39A6可能促進肝癌細胞的遷移和侵襲 ^[25-27]。

4.3 SLC39A6與胰腺癌

有研究揭示，在72例胰腺癌組織中，SLC39A6表達水平與腫瘤大小及淋巴浸潤有關。通過下調SLC39A6表達，構建裸鼠模型，體內和體外實驗的結果表明，抑制SLC39A6可抑制胰腺癌細胞增殖、遷移。由此說明，SLC39A6表達與胰腺癌腫瘤增殖相關，抑制SLC39A6可顯著減少胰腺癌細胞轉移或擴散 ^[28-29]。

4.4 SLC39A6與乳腺癌

SLC39A6最初在乳腺癌細胞系中被鑒定為雌激素誘導基因，故認為與乳腺癌的發生和發展密切相關。有關RNAseq分析的結果顯示，在乳腺癌luminal分型組中，鑒定出SLC39A6、PGR、ESR1、BCL2、GATA3和NAT1在轉移的腫瘤中出現下調，提示SLC39A6與乳腺腫瘤的分級、大小和分期可能有關 ^[30-32]。目前，靶向SLC39A6的ADC藥物Ladiratuzumab vedotin（SGN-LIVI1），已在轉移性三陰性乳腺癌的臨床研究中與帕博利珠單抗（Keytruda）聯合使用 ^{[18, 33]}。

4.5 SLC39A6與其它腫瘤

此外，其它多種腫瘤中也發現了SLC39A6異常表達，包括膠質瘤、卵巢癌、膀胱癌、前列腺癌、頭頸癌、肺癌、和胃癌 ^{[15, 21, 34-38]}。SLC39A6被認為處于細胞質膜上，可導致細胞內鋅水平增加，且SLC39A6在對類固醇激素敏感的組織如胎盤和前列腺中高表達 ^{[1, 21, 39]}。在胃癌中，SLC39A6的單核苷酸多態性rs1050631與手術切除胃腺瘤的患者預后相關 ^[38]。在膠質瘤中，SLC39A6高表達，并與級別呈顯著相關 ^[34]。在非小細胞肺癌中，敲低SLC39A6可抑制非小細胞肺癌細胞的增殖、侵襲和遷移，并使細胞停留在G1期 ^{[15, 40]}。

5. SLC39A6的臨床應用前景

來自Pharmsnap的數據顯示，已有1款基于SLC39A6的ADC抗體藥（Ladiratuzumab vedotin）處于臨床2期，用于腺癌、食管癌、乳腺癌等多種腫瘤治療。涉及SLC39A6靶點，有11項臨床試驗進行中，用于非小細胞肺癌和三陰性乳腺癌等實體瘤的治療。目前已上市的ADC產品共14款，已進入臨床的在研產品主要聚焦在HER2和TROP2，此外FRα、VEGF、CD19、CD22、CD30、EGFR、KAAG1、NaPi2b、c-MET、CLDN18.2、HER3、LIV-1/SLC39A6、Nectin-4、MSLN等靶點也紛紛入局。近年來，ADC賽道競爭白熱化，差異化布局，選擇其他潛力靶點已是眾多ADC研發的制勝法寶。SLC39A6作為新發腫瘤相關分子，新晉ADC靶點，有望在食管癌和乳腺癌等癌癥治療方面取得突破。

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