DC—SIGN与肿瘤关系的研究进展

宁思思 谢莹

摘要：树突状细胞特异性细胞间黏附分子-3结合非整合素因子（dendritic cell specific intercellular-adhesion-molecule-3 grabbing non-integrin，DC-SIGN）是一种主要表达于树突状细胞（dendritic cell，DC）表面的特异性受体，属于C型凝集素超分子家族。DC-SIGN不仅能与细胞间黏附分子-2（intercellular adhesion molecule-2 ，1-CAM-2）和细胞间黏附分子-3 （intercellular adhesion molecule-3，ICAM-3）等结合，还能识别HIV、登革病毒、巨细胞病毒等病原微生物，从而参与了这些病原体的感染过程，与多种感染性疾病的发病机制密切相关。近年来，有学者发现DC-SIGN还与肿瘤的发生、免疫、易感性有关，也因此受到了更广泛的关注。对DC-SIGN与肿瘤之间的关系进行更深一步的研究将有助于了解相关肿瘤疾病的发生机制，为促进其诊疗进展奠定基础。

关键词：树突状细胞特异性细胞间黏附分子-3结合非整合素因子（DC-SIGN）；肿瘤；研究进展

中图分类号：Q71 文献标识码：A 文章编号：1007-7847（2015）03-0252-06

属于专职抗原提呈细胞的树突状细胞（ den-dritic cells，DCs）是一种异构的骨髓来源细胞，其通过表达模式识别受体（pattern-recognition re-ceptors，PRR）区分并特异地识别病原相关分子模式，从而参与到机体的固有免疫反应和适应性免疫反应中[1]。DCs表达的PRR主要有Toll样受体（ TLR）、NOD样受体（NLR）和C型凝集素受体（CLR），其中具有Ca2+依赖性的CLR是一种能识别多聚糖抗原的模式识别受体[2J。树突状细胞特异性细胞间黏附分子一3结合非整合素因子（DCspecific intercellular -adhesion -molecule -3 grab-bing non-integrin，DC -SIGN，也称CD209）就是DCs上特异的C型凝集素受体[3]。DC-SIGN和其他CLR -样，能识别多种病原体，包括HIV-1、HCV、巨细胞病毒、曼氏血吸虫、结核杆菌等[4]。DC-SIGN在这些病原体的感染过程中起着重要作用，与感染性疾病有着密不可分的关系。近年来，有研究发现DC-SIGN不仅与感染性疾病相关，还与肿瘤的发生、免疫及易感性有关。在设计DC靶向性疫苗时，DC-SIGN亦有可能作为一个特异性的受体靶点应用于抗肿瘤的治疗。因此，对DC-SIGN与肿瘤之间的关系进行更深一步的研究将有助于进一步阐明相关肿瘤疾病的发生发展机制，为其临床诊疗奠定基础。本文将就DC-SIGN与肿瘤的相关研究进展进行综述。

1 DC-SIGN的结构及分布

DC-SIGN是包含有404个氨基酸的Ⅱ型跨膜蛋白，其相对分子质量为44 kD可分为3个不同的部分[5，61。1）胞质区：该区共有40个氨基酸残基，主要包括3个内化基序，一个二亮氨酸（ Leu-Leu）基序，一个EEE （Glu-Glu-Glu）簇以及一个不完全的免疫受体酪氨酸基序（ITAM）[5]。3个基序分别负责胞质区内吞噬、转导、配体分子胞内运输等相关功能信号的接收；2）跨膜区：该区由18个氨基酸组成，其主要功能是将蛋白锚定于细胞膜上，参与DC-SIGN的定位；3）胞质外区：该区域可分为两个部分，即颈结构域和碳水化合物识别域（ carbohy-drale-recognition domain，CRD），颈结构域连接跨膜区与CRD，也叫铰链区[6] 。铰链区含多个重复序列，每个重复序列由23个氨基酸残基构成。铰链区可以形成α螺旋结构，这个结构与DC-SIGN四聚体的稳定性紧密相关。CRD也称为凝集素区，具有Ca2+依赖性。它的表面有两个环状突起结构，形成两个Ca2+结合位点，其中一个Ca2+位点具有稳定作用，另一个Ca2位点则具有协助CRD结合碳水化合物类配体的作用。DC-SIGN可以利用CRD的这些结构特点来识别特定的抗原[6J。

DC-SIGN主要分布在皮肤、黏膜和淋巴器官的DCs上。例如，皮肤真皮层、直肠、宫颈、脾脏的DCs上可见DC-SIGN的表达[7]。除了在DCs上表达外，在胎盘的巨噬细胞、Hofbauer细胞以及肺部的巨噬细胞等细胞上也有DC-SIGN的表达[8]。

2 DC-SIGN的基本功能

DC-SIGN作为DC表面上的一种受体，在体内发挥着重要作用。DC-SIGN可以与主要表达于血管和淋巴管内皮细胞上的细胞间黏附分子-2（intercellular adhesion molecule-2，ICAM-2）相互作用，在趋化因子（如：IL-8，MIP-1）的刺激下，使DCs从血液迁移到外周或淋巴结并触发免疫应答，从而参与局部炎症反应[0]。DC-SIGN还可以与T细胞上的配体分子细胞间黏附分子-3（ intercel-lular adhesion molecule-3，ICAM-3）结合[1 0]。两者的特异性结合能够让T细胞与受体有效的衔接，使DC与T细胞膜接触处于相对稳定的状态，从而触发DC与幼稚T细胞发生作用，协助T细胞的激活。DC-SIGN除了上述功能外，还具有捕获抗原的功能。能被DC-SIGN捕获的抗原大多数是具有高甘露糖-N聚糖结构或岩藻糖Lewis多糖结构的致病微生物㈣。这些病原微生物主要有病毒（HIV-1、HCV、SARS-CoV、巨细胞病毒、麻疹病毒、埃博拉病毒、登革病毒、沙拉病毒等）、细菌（肺结核分枝杆菌、肾脏钩端螺旋体、幽门螺旋杆菌等）、真菌（白色念珠菌、烟曲霉菌等）以及一些寄生虫（利什曼虫、曼氏血吸虫等），见表1[12，13]。一般情况下，当DC表面存在相关抗原时，DC-SIGN胞质区的Leu -Leu基序会接收到有关信号，促使DC-SIGN与可溶性的配体结合，诱导抗原快速从细胞表面被内化。接着DC-SIGN的EEE簇转导分选信号或溶酶体靶向信号，使DC-SIGN与配体形成的复合物靶向晚期内含体或者溶酶体。经过晚期内含体或者溶酶体的处理后，配体复合物与主要组织相容性复合体I（ major histocompatibili-ty complex I，MHC I）或MHCⅡ结合，并被提呈到T细胞，实现对抗原的加工提呈[14] 。但是有的病原体如HIV-1等可以通过与DC-SIGN的结合藏匿到非溶酶体的酸性小囊泡内逃避降解；或者是像结核分枝杆菌通过细胞壁上含有的阿拉伯脂甘露糖（ ManLAM）与DC-SIGN特异性结合，诱导分泌相关免疫抑制因子（如：IL-10）抑制DCs的成熟，以扰乱加工提呈过程，进而逃脱免疫监视并利用DCs的迁移能力加深对宿主细胞的感染[15，16] 。

3 DC-SIGN与肿瘤

随着研究的深入，人们发现DC-SIGN与肿瘤的发生、肿瘤免疫以及肿瘤的易感性等有关。

3.1 DC-SIGN与结直肠癌的研究

Shun Lu等通过病例对照实验发现DC-SIGN位于启动子区域的rs2287886和3'非翻译区的rs7248637这两个单核苷酸多态性位点（single nucleotide polymorphisms.SNP）与结直肠癌的易感性有关[18]。van Gisbergen等的研究认为在结直肠癌中，与肿瘤细胞接触的是未成熟的DCs而不是成熟的DCs。DC-SIGN能够通过识别结直肠癌肿瘤细胞上表达的胚癌抗原（ CEA，carcinoembry-onic antigen）分子的岩藻糖Lewis寡糖Lewisx和LewjsY结构介导未成熟DCs与肿瘤细胞的相互作用[19]。相比之下，DC—SIGN不与正常的直肠上皮细胞上含Lewisx和Lewisy抗原较少的的CEA结合。同样，Motohiro Nonaka等在利用人结直肠癌细胞SW1116细胞系与DCs相互作用时发现DC-SIGN能够与肿瘤相关的CEA及CEA相关细胞黏附分子-l（CEA-related cell adhesion molecule l.CEA-CAM-1）结合[20]。而且，当将单核细胞来源的DCs（monocyte-derived DCs，MoDCs）与SW1116细胞系共培养时，脂多糖（ LPS）介导的免疫抑制分子（如IL-6和IL-10的）分泌增加。加入DC-SIGN的抗体后这种现象得到了有效缓解。很明显，LPS诱导的MoDCs的成熟受到与SW1116细胞系共培养产生的上清的抑制。因此Motohiro Nonaka等认为结直肠癌通过肿瘤相关CEA上的Lewis（Le）聚糖配体与DC-SIGN特异性结合来影响DCs的功能及幼稚T细胞向Thl的分化，从而削弱宿主体内的抗肿瘤反应。这一结果表明在肿瘤免疫中，由于DC-SIGN介导而造成的DCs功能障碍可能是一种逃避免疫监视的主要机制。Motohiro Non-aka等还证明了肿瘤标记物Mac -2结合蛋白（Mac-2_binding protein，Mac-2-BP）在结直肠癌的一些细胞系有所表达且是DC-SIGN的配体[21]。他们发现Mac-2-BP在原发性结直肠癌组织中的表达尤为突出，相比其他分型的结直肠癌，Mac -2-BP与DC-SIGN的结合更具特异性。这启发我们对于某些病人可以用Mac-2-BP代替CEA作为潜在的肿瘤标记物，或者是建立DC-SIGN-Mac-2BP/CEA相互作用的模型。这种模型的建立不仅有利于阐明生理学功能和分子机制，也许还能为肿瘤免疫治疗的临床应用和新型诊断提供有理论基础的新途径。

3.2 DC-SIGN与卡波济氏肉瘤的研究

卡波济氏肉瘤是一种缓慢进展的恶性多发色素性血管肉瘤，因为其与AIDS有着密切的关系而受到了广泛关注[22]。目前有研究认为DC-SIGN与卡波济氏肉瘤的发生及免疫逃逸有关。Rap-pocciolo等的研究表明DC-SIGN是卡波济氏肉瘤主要病原体人类8型疱疹病毒（human herpe-sivirus-8，HHV-8）感染髓系DCs和巨噬细胞所必需的受体[23]。HHV-8感染DCs后能够下调DC-SIGN的表达，从而降低内化作用的活性和抑制抗原对CD8+T细胞的刺激。这暗示着DC-SIGN可能在由HHV-8感染引起的免疫功能紊乱和瘤形成中起到了门户作用。还有研究发现HHV-8能够通过DC-SIGN感染活化的B淋巴细胞。来自外周血和扁桃体的活化B淋巴细胞在被HHV-8感染后，其表面的DC-SIGN表达增加[24] 。DC-SIGN将介导HHV-8有效地感染B淋巴细胞或被内化进入B淋巴细胞进行复制，进而有利于卡波济氏肉瘤的形成。此外，Lang等的研究发现DCs上的DC-SIGN能增强HHV-8的感染能力，但是在机体感染HHV -8后，DC -SIGN会受到HHV-8的MARCH家族泛素连接酶K5和K3的调节并发生泛素化或降解，使得DCs的内化作用减弱，以利于肿瘤细胞的免疫逃逸[25] 。因此，深入了解DC-SIGN介导HHV-8感染靶细胞和在靶细胞内复制的机制将有助于设计出新的治疗卡波氏肉瘤的方案。

3.3 DC-SIGN与乳腺癌的研究

van Gisbergen等将单核细胞来源的未成熟DCs和成熟DCs分别与乳腺癌SKBR3细胞系进行共培养并检测细胞分子间的黏附，结果显示乳腺癌SKBR3细胞系与未成熟DCs有较高结合率而不与成熟DCs结合[19]。乳腺癌SKBR3细胞系与未成熟DCs的结合能被Ca2+螯合剂或抗DC-SIGN的抗体完全抑制，这表明DC-SIGN是介导未成熟DCs与乳腺癌肿瘤细胞间相互作用的重要受体。他们还发现存在于乳腺癌组织中的DC-SIGN+未成熟DCs不能激活有效的T细胞反应却能诱导T细胞耐受，而在乳腺癌组织周围的成熟DCs则能够激活T细胞反应来抵抗癌细胞。他们推测乳腺癌肿瘤细胞也许和结核分枝杆菌一样，也可以利用与DC-SIGN的特异结合来抑制DCs的成熟，实现肿瘤细胞的免疫逃逸。Jubb等对296例乳腺癌和38例导管原位癌的组织进行基因芯片分析并利用免疫组化技术对相关炎症标记分子进行检测，结果发现在总体生存率的单因素分析中表达于MoDCs上的DC-SIGN是影响预后的重要因素[26]。Domnguez-Soio等的研究发现乳腺癌SKBR3细胞系和M2极化型巨噬细胞能通过DC-SIGN相互作用并增加免疫抑制因子IL-10的释放[27]。IL-10释放的增加能促进信号转导与转录激活因子 （signal transducer and activator oftranscription，STAT3）的洁化。活化的STAT3不但有利于肿瘤细胞的增长和转移，还能抑制肿瘤细胞的凋亡，从而削弱了肿瘤相关巨噬细胞产生有效抗肿瘤反应的能力[28]。因此，Domnguez-Soto等推测DC-SIGN介导的M2巨噬细胞与肿瘤细胞的相互作用将有助于维持利于肿瘤发展的免疫抑制环境。以上的研究结果提示DC-SIGN可能与乳腺癌的预后及免疫耐受有关，但具体机制仍不明确，需要进一步的研究。

3.4 DC-SIGN与鼻咽癌的研究

近年来有科研人员发现DC-SIGN与鼻咽癌的发病密切相关。Epstein-Barr病毒（EBV，EB病毒）在上皮细胞中的潜伏感染是公认的鼻咽癌致病因素之一，但其感染鼻咽上皮细胞的机制至今仍未清楚[29]。曾木圣等的研究发现鼻咽癌患者局部鼻咽黏膜下存在大量的DC细胞，正常人外周血中分离的B淋巴细胞表面不表达DC-SIGN，但用EBV悬液感染外周血单核细胞诱导生成的DC和B淋巴细胞后，显示两种细胞均可被EBV感染，而且DC-SIGN的表达上调，除DC细胞外，B淋巴细胞亦检测到DC-SIGN的表达，初步证明了DC-SIGN是DCs上潜在的EB病毒受体[30，31]。但是EB病毒具体是通过其表面的哪一个分子与DC-SIGN结合的目前还不能确定，需进一步研究。Xu等以广东人为基础将鼻咽癌病人与正常人进行了一次病例对照实验，实验结果表明DC-SIGN启动子区域的DC-SIGN-139GG和-939AA与鼻咽癌的易感性显著相关[32]。Moumad等的研究显示在北非人群中DC -SIGN的SNP位点rs7248637与鼻咽癌的易感性有关联[33] 。在我们的前期工作中，已经成功地在体外将健康人及鼻咽癌病人外周血单核细胞诱导成为DC，这些DC能够呈递鼻咽癌LMP2的HLA -A2限制型肽段CLGGLLTMV和LTAGFIFL，诱导自身特异性CD8+T细胞，但亦发现鼻咽癌病人来源的DC表面的成熟标志CD83+、CDla表达率明显低于正常人来源的DC，且诱导混合淋巴细胞的能力前者显著低于后者，提示鼻咽癌病人单核细胞来源的DC功能下降[34，35] 。这一现象是否由于DC-SIGN的表达差异造成仍需我们进一步研究。同时，我们团队也致力于广西人群中DC-SIGN与鼻咽癌发病之间关系的研究，力图更深入了解DC-SIGN与EBV感染及鼻咽癌的相关性，为探索EBV感染上皮细胞、鼻咽癌的发病机制以及早期预警奠定基础。

3.5 DC-SIGN与其他肿瘤的研究

除了上述肿瘤外，人们还发现DC-SIGN与肺癌、胃癌、肝癌等肿瘤的发病机制以及黏液纤维肉瘤的免疫耐受有关[36-38]。但目前关于DC-SIGN与这些肿瘤的报道还相对较少，其与肿瘤的作用机制也尚未明确，有待进行更深入的研究。4 DC-SIGN在肿瘤治疗中的应用前景

恶性肿瘤的治疗方法主要包括手术治疗和放化疗，但总体疗效不尽如人意。随着肿瘤免疫学研究的不断深入，利用免疫学抗肿瘤的方法逐渐引起了人们的注意，尤其是以DC靶向疫苗抗肿瘤的方法[39]。DC疫苗的靶向性与DC上的受体密切相关。DC—SIGN高度特异表达于未成熟的DCs，它强有效的内吞能力使之成为代表DC靶向性的理想的候选受体。有体外研究表明，用抗DC-SIGN的抗体与钥孔血蓝蛋白（KLH）形成的偶联物靶向DC-SIGN受体可导致KLH抗原在DC表面的内化与呈递，并能诱导抗KLH的T细胞反应。Kretz-Rommel等建立了一个拟人的重组Rag2-/-yc-/-小鼠模型，他们发现在小鼠体内，载药的KLH作为模型抗原连接抗DC-SIGN的抗体后能有效靶向DCs并增强T细胞反应[40]。此外，他们使用肿瘤异种移植模型来评估KLH连接了抗DC-SIGN抗体的给药是否可以提高载药KLH的活性，结果显示KLH连接了抗DC-SIGN抗体后抑制肿瘤生长的作用显著增强，这表明在重组小鼠模型中通过DC-SIGN特异识别抗原靶向性分子能提高抗原疫苗靶向DCs的效率，从而引起强烈的免疫反应甚至抑制肿瘤的生长。于永生等在研究DC靶向性DNA疫苗抗肿瘤的作用及机制时发现如果将逆转录病毒载体的外膜设计成DC-SIGN的特异性配体，则载体靶向DCs的效率增加且可以得到更强的免疫原性[41]。 Hesse等的实验表明在体内通过DC-SIGN靶向DCs能够显著增强CD8+T细胞介导的保护性免疫[42]。van Kooyk等的研究也显示在人皮肤体系和小鼠模型中，基于DC-SIGN的多聚糖（例如：Leb或Lex多聚糖结构）靶向疫苗能够大大增加机体抗原摄取的效率和提高抗原提呈的能力，引起更强的抗原特异性CD4+和CD8+T细胞反应，从而降低了副反应的发生风险[43] 。综上可以看出，通过DC-SIGN靶向DC的DC靶向性疫苗不但具有较好的靶向性和特异性，还能在机体内产生更有效的免疫反应，而这些特性正是当今肿瘤治疗中所缺乏的.因此利用DC-SIGN来设计疫苗并应用于肿瘤方面的治疗将拥有着广阔的前景。

5 结语

自发现DC-SIGN以来，许多体外研究证明了DC-SIGN是个多功能的受体，人们也日渐认识到了DC-SIGN的价值。但是，到目前为止，关于DC-SIGN的研究大多数都局限在体外，而用于预测DC-SIGN生理功能的体内模型还没能完全建立起来。例如当人们计划用小鼠来建立研究DC-SIGN的体内模型时，发现小鼠体内有8种DC-SIGN的同系物，但不能确定哪一种才是DC-SIGN的直接同源物，这个不确定阻碍了体内模型的建立[44]。而要进一步研究DC-SIGN在体内的作用，尤其是阐明DC-SIGN在控制免疫稳态的功能性作用上，建立体内模型是极为必要的。与此同时，DC-SIGN的体外研究也遇到了尴尬。研究者们在研究DC-SIGN的基因多态性与宿主易感性的关系时，部分实验结果出现相互矛盾甚至完全相反的情况。例如，Vannberg等发现DC-SICN启动子-336为A会增加结核的发病率，Barreiro等的研究结果却是DC-SIGN启动子-871 G和-336A会减小结核的发病率[45]。此外，DC-SIGN与肿瘤作用的机制也尚未清楚。这些问题的出现说明，关于DC-SIGN我们还有许多未了解透彻的方面，它的一些潜在价值可能还未被挖掘出来。目前，恶性肿瘤、艾滋病以及登革热等疾病仍旧威胁着人类的健康，而这些疾病又或多或少都与DC-SIGN有关。因此，如果可以继续深入研究DC-SIGN与疾病的关系，也许就能掌握DC-SIGN对人体的真正作用，为了解病原体的感染和肿瘤的发病机制提供新的切人点，给疾病的预防与治疗提供新的思路与策略。