死亡受体DR3与肿瘤关系的研究进展

张琳+赵琳+张显岚

[摘要] 死亡受体3（Death receptors 3，DR3）属于肿瘤坏死因子受体超家族，除了表达于淋巴系统外，近年来还发现其在结肠癌、肝癌、肺癌、宮颈癌等肿瘤中表达。DR3分子具有多个亚型，在肿瘤中也存在不同的DR3亚型分子。因此，DR3是一个与肿瘤密切相关的重要死亡受体。该文综述了DR3在肿瘤的激活表达及对肿瘤细胞凋亡、转移、耐药的调控及相关机制；此外，对肿瘤中DR3变异分子及功能变化做一总结。

[关键词] 肿瘤；死亡受体3；分子亚型

[中图分类号] R730.231 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2017）06（b）-0195-04

[Abstract] Death receptors 3 belongs to the tumor necrosis factor receptor superfamily， besides expressed in lymphatic system， it is also expressed in colon cancer， liver cancer， lung cancer and cervical cancer， and DR3 molecules have many subtypes， and different DR3 subtype molecules also exist in tumor， therefore， DR3 is an important death receptor closely related to tumors， and the paper elaborates the activated expression of DR3 in tumors and adjustment and related mechanism of aoptosis， metastasis and drug resistance of tumor cells， in addition， the paper summarizes the DR3 variation moleculars in tumor and function changes.

[Key words] Tumor； Death receptors 3； Molecular subtype

死亡受体3（Death receptors 3，DR3），属于肿瘤坏死因子受体超家族成员。它是一分子量约为47 kDa的转膜蛋白，具有富含半胱氨酸的肿瘤坏死因子受体样胞外结构域，以及与TNFR1相似的胞内死亡域结构。当其激活后，通过死亡区与TNFR-1相关死亡结构域蛋白（TRADD）结合，然后相继与Fas相关死亡结构域蛋白（FADD）等蛋白分子结合，启动活化级连反应，使细胞发生凋亡。DR3最初发现表达于脾脏、胸腺等淋巴细胞富集器官，参与调控淋巴细胞的生长、分化和增殖[1]。此外，DR3还介入炎性和自身免疫性疾病的调控等过程[2-5]。DR3至少有11～12种mRNA剪接变异体，近年来，在卵巢癌、宫颈癌、乳腺癌、肺癌、结肠癌、肝癌、胰腺癌等肿瘤中均发现有DR3及其亚型分子的表达。研究显示，DR3及其亚型分子对肿瘤的发生起着重要的调控作用。该文对DR3与肿瘤的关系做一综述。

1 DR3与肿瘤

1.1 DR3在肿瘤细胞的激活表达

近年来，在卵巢癌、宫颈癌、乳腺癌、肺癌、结肠癌、肝癌、胰腺癌等肿瘤中均发现有DR3及其亚型分子的表达。某些生物毒素如蛇毒[6]及蜂毒[7]均可直接刺激卵巢癌、宫颈癌等肿瘤细胞使之DR3表达，使细胞发生凋亡。除了这些生物毒素外的直接激活外，DR3配体、NK细胞及其分泌的白介素-32等因子，可直接或间接使DR3激活或表达升高。Kollipara等[6]发现，当肺癌细胞株和蛇毒素处理过的NK-92MI细胞共同孵育，较之蛇毒素直接作用或者与单纯NK-92MI细胞孵育，DR3表达继续升高，其存活率也下降约2倍之多。这说明生物毒素孵育的NK-92MI细胞通过某种因子激活肿瘤DR3表达，进而诱导其凋亡。他们[7]在进一步的研究中观察到经蜂毒素处理后的NK-92MI细胞DR3配体表达增加。而Park等[8]发现，在结肠癌细胞SW620和NK92细胞共孵育过程中，NK92细胞上的DR3配体APO3L不但表达升高，更是通过其分泌的白介素-32激活SW620结肠癌细胞DR3表达并使其凋亡，从而发挥细胞毒作用。

1.2 诱导肿瘤细胞凋亡的相关机制

DR3激活后，通过多种机制使肿瘤细胞发生凋亡。Choi等[9]观察到，小剂量蛇毒毒素使肺癌细胞株A549和NCI-H460 DR3表达上调，NF-κB活性抑制，细胞凋亡；而多西他赛和顺铂可使DR3表达进一步上调，NF-κB活性进一步受到抑制。 Lee等[10-11]的实验结果发现，蛇毒毒素或蜂毒素在诱导人宫颈癌细胞株凋亡的过程中，DR3表达增强，NF-κB活性受到抑制，而DR3 siRNA（Small interfering RNA，siRNA）能明显逆转此过程。也就是说，肿瘤细胞DR3激活后可使核转录因子NF-κB活性下降，从而发生凋亡。

信号转导和转录激活因子3（signal transducers and activators of transcription 3，STAT3）在细胞凋亡中起着非常重要的作用[12-13]。Jo等[14]观察到，小剂量蜂毒素和蜂毒肽诱导卵巢癌细胞株SKOV3和PA-1凋亡的过程中，DR3和死亡受体6（Death receptors6，DR6）表达上调，STAT3活性下降，其下游分子caspase-3， 8， 和Bax等相关凋亡蛋白表达增加。有人在[15]萜类化合物Tectochrysin诱导肺癌细胞株A549和NCI-H460凋亡过程中，观察到了DR3表达升高，STAT3磷酸化水平下降的现象。DR3小干扰RNA预处理均可以逆转卵巢癌细胞株和肺癌细胞株的凋亡及STAT3磷酸化水平的下降[14-15]。说明，DR3激活后可下调磷酸化的信号转导和转录激活因子3（signal transducers and activators of transcription 3，STAT3）的表达，使肿瘤细胞发生凋亡。endprint

DR3还可能参与调控肿瘤细胞的生长周期。有人观察到，蛹虫草菌素（cordycepin）诱导结肠癌细胞株HT-29凋亡过程中，DR3及下游凋亡相关蛋白和聚ADP核糖聚合酶表达均增高；这些凋亡细胞主要处于亚G1和G2/M期[16]。Han等[17]的一项研究中，肝癌细胞株Huh7经L. casei提取物处理后，DR3 mRNA表达增加，活力下降，大多延滞于G2/M期而发生凋亡。

1.3 DR3上调使细胞生长抑制或化疗敏感性增加

DR3表达上调和NF-κB抑制不仅参与肿瘤细胞的凋亡，还与肿瘤细胞对化疗的耐受性有关。Lee等[10]发现，TNF相关凋亡诱导配体抵抗的乳腺癌细胞株MCF-7经蛇毒毒素处理后，除凋亡增加外，还对化疗的敏感性增加；进一步检测发现，其与DR3表达上调，NF-κB活性抑制有关。

1.4 DR3对肿瘤细胞侵袭及转移能力的影响

DR3与肿瘤的侵袭及转移相关，NF-κB可能参与其中，但具體机制不详。Gout等[18]发现结肠癌细胞株HT29和LoVo DR3基因被敲除时，细胞转移能力下降。Murtaza等[19]发现，天然萜类化合物Fisetin能够诱导人胰腺癌耐药株AsPC-1的凋亡和抑制其浸润转移，当AsPC-1经Fisetin处理后，DR3表达明显降低，NF-κB的抑制因子IκBα表达明显增高，活性pNF-κB/p65及基质金属蛋白酶9（MMP9）水平表达下降；DR3 siRNA基因沉默或DR3抗体作用均可出现类似作用效果。Zhang等[20]也得到类似的结果，发现当肝癌细胞株Bel-7402的DR3基因被敲除后，NF-κB表达降低，P53水平下降，生长和侵袭受到抑制。Ge等人[21]发现，在体外试验中，用核酶基因敲除乳腺癌细胞株MCF7和MDA-MB-231的DR3基因后，对这两乳腺癌细胞株的生长和粘附、侵袭能力没有影响，但是其迁移能力明显下降。

DR3还参与抑制肿瘤血管的生成。血管内皮细胞生长抑制因子VEGI已被证明是DR3的配体。Fang Tian等人[22]发现，由内皮祖细胞分化形成的血管内皮细胞上有DR3表达，VEGI对此分化的血管内皮具有凋亡诱导作用，从而抑制血管的生成；而DR3抗体或者可溶性DR3可抑制VEGI的凋亡诱导作用。说明VEGI对血管内皮细胞的凋亡诱导作用是DR3介导的。

2 DR3其它亚型分子与肿瘤

2.1 DR3mRNA剪接变异体和亚型分子及其在肿瘤中的分布

DR3基因位于染色体1p36.3， 其基本结构框架有10个外显子，其中6个是前导序列和胞外区，1个跨膜区，3个是胞内区。而DR3mRNA变异体的形成，大多是外显子3～8的跳跃性缺失，形成部分转录，使跨膜区或死亡区缺失，因此大多数没有跨膜结构域。有些DR3mRNA变异体的形成则是由于碱基的插入，或点突变。目前已发现至少有11～12种DR3mRNA剪接变异体。在淋巴瘤[23]、神经母细胞瘤[24]、骨肉瘤[25]、结肠癌[18]、肝癌[26]中均发现有DR3mRNA剪接变异体或DR3亚型分子的存在。DR3mRNA变异体在肿瘤中的分布和正常组织细胞有所不同。Utkin等[27]研究了4种DR3mRNA变异体在结直肠癌病人血液和肿瘤组织及细胞株中的分布。发现结直肠癌患者血液、肿瘤组织、细胞株中，DR3mRNA变异体分布方式减少，主要是可溶性DR3βmRNA分布频率减少。DR3亚型分子在肿瘤表达也不同于正常组织或细胞。Gout等[18]观察到结肠癌细胞株HT29和LoVo中DR3有多个亚型分子，相对于正常组织，某些大分子量的亚型分子仅在肿瘤表达。

2.2 DR3亚型分子结构和功能

通常情况下，DR3表达的升高或激活，会引起下游凋亡分子激活，从而使细胞凋亡。然而DR3亚型分子由于结构的变异，其功能也发生变化。

Gout等[18]及Porquet发现HT29和LoVo，SW620结肠癌细胞株表达高水平的DR3变异分子，当DR3基因被敲除时，细胞转移能力下降。进一步的研究发现，这种DR3变异体分子缺乏转膜区和死亡区，因此各种凋亡信号不能传递到细胞内，细胞也就不发生凋亡。Borysenko等在骨肉瘤部分细胞中也发现死亡区缺乏的可溶性DR3亚型分子，这些细胞在凋亡信号诱导下不发生凋亡，或者这些细胞核内的NF-kB在凋亡信号发出后不发生转位。Grenet等[23]在神经母细胞瘤肿瘤细胞上发现变异的没有胞内死亡区的DR3。其原因是由于1p36.2–p36.3染色体的DR3基因和MYCN基因串联复制或转位，导致DR3基因仅仅是胞外部分转膜区复制，而使胞内区缺失。该DR3变异分子功能上相当于诱骗性受体，因此影响了肿瘤细胞的抗凋亡及化疗药物耐受能力。

有些变异体的形成，是由于碱基的插入或删除。Warzocha等[22]在滤泡性非霍奇金淋巴瘤病人肿瘤组织和人细胞株中，分离出DR3分子的新变种DR3β，与DR3相比，其mRNA胞外区分别插入20和7个碱基对，此分子严格限制于淋巴样T细胞，未成熟B细胞以及某些滤泡性淋巴瘤。Borysenko等[24]在骨肉瘤细胞中，除检测到可溶性DR3亚型分子外，还发现有点突变的DR3亚型分子，与DR3相比，由于一个点突变而造成氨基酸的删除。此外，抗体的交联使MG63细胞基质金属蛋白酶2（matrix metalloproteinases2，MMP2）产生减少，基质合成减少；然而在低浓度的抗体作用下不明显。他们认为，DR3的激活能够介导骨肉瘤细胞的凋亡及分化，然而，其活性受到变异的可溶性受体以及某些生存信号的高度限制。

3 结语

DR3是一个重要的死亡受体，它有多个亚型分子，其mRNA有多个变异体。它们在多种肿瘤中存在表达，由于结构差异，它们功能也有所不同。它们单独或共同参与了肿瘤的发生、生长、转移、耐药，它们的平衡可能共同参与肿瘤的调控，然而具体机制需要进一步的探索，DR3亚型分子及mRNA变异体在肿瘤中的生物学功能也待进一步的研究。endprint

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（收稿日期：2017-03-20）endprint