DDRs对免疫细胞调控机制的研究进展①

王天怡 马雪妮 张露丹 王变丽 张德奎

（兰州大学第二医院，兰州 730030）

盘状结构域受体（discoidin domain receptors，DDRs）是胶原活化的受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases，RTKs）超 家 族 的 重 要 成 员，由JOHNSON等于1993年筛选乳腺癌细胞中的蛋白酪氨酸激酶时首次发现［1］。目前研究表明，DDRs在多种免疫细胞中表达，并通过对免疫细胞的调控影响疾病的发生发展。本文就DDRs对免疫细胞的调控及影响相关疾病作用进展进行综述。

1 DDRs概述

DDRs是由2个非整合素胶原受体DDR1和DDR2组成的家族。DDR1编码基因定位在人类6号染色体（6p21.3）和小鼠17号染色体（17c）上，是由17个外显子组成，这些外显子选择性剪接形成5种不同的亚型，DDR1a到DDR1e，DDR1a~DDR1c具有生物功能，DDR1d和DDR1e缺乏全部或部分酪氨酸激酶域而不能被激活［2］。而DDR2基因位于两个物种的1号染色体上（1q23.3），到目前为止，只发现了一种异构体。DDRs存在6个不同的蛋白结构域：细胞外盘状蛋白（discoidin，DS）结构域、DS样结构域、细胞外近膜（extracellular juxtamembrane，EJXM）区域、跨膜（transmembrane，TM）片段、长的细胞内近膜（intracellular juxtamembrane，IJXM）区域和细胞内酪氨酸激酶结构域（kinase domain，KD）［3］。胶原与包含胶原蛋白结合位点的DS域结合后，可诱导其酪氨酸磷酸化并激活其KD，从而导致下游细胞信号转导，这引发了调节各种细胞-胶原相互作用的遗传和细胞程序［4］。在胶原蛋白Ⅰ~Ⅲ中发现的保守GVMGFO基序是DDR1和DDR2的主要结合位点，而Ⅳ型胶原仅被DDR1识别［5］。DDR1主要存在于上皮细胞和平滑肌细胞（smooth muscle cells，SMC），而DDR2主要在间质起源的组织中表达，例如结缔组织、肌肉和骨等，在上皮-间充质转化过程中，DDR1向DDR2表达的转变，触发了DDR2的上调，提示DDR1和DDR2在上皮和间充质分化过程中具有不同的功能［6-8］。目前研究发现，DDRs参与多种免疫细胞的黏附、迁移和细胞因子/趋化因子的分泌，因此，DDRs可能是免疫反应调控中的潜在靶标。

2 DDRs对免疫细胞的调控

2.1 DDRs与树突状细胞树突状细胞（dendritic cells，DCs）是最经典的抗原提呈细胞，其发育成熟过程中有树突状或伪足样的突起，具有抗原呈递活性、激活初始T细胞诱导适应性免疫应答的功能。同时，DCs上表达丰富的免疫识别受体，在病原微生物的刺激下参与固有免疫应答。因此，DCs是固有免疫和适应性免疫反应的枢纽。研究表明，DDR2在小鼠骨髓来源的未成熟DCs中表达，在TNF-α刺激的成熟DCs中显著上调［9］。Ⅰ型胶原（typeⅠcollagen，ColⅠ）可以通过诱导DDR2磷酸化促进未成熟DCs释放IL-12、表达CD86和上调抗原呈递活性，同时，DDR2-ColⅠ相互作用可以增加成熟DC激活T淋巴细胞的能力［9］。在损伤过程中，DDR2的激活通过胶原-细胞相互作用产生基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）导致胶原降解，这可能在DC向归巢部位的迁移中发挥重要作用［9］。此外，DDR2在成熟人单核细胞来源的树突状细胞（human monocyte-derived dendritic cells，hDCs）上的表达明显高于未成熟hDCs［10］。ColⅠ促进hDCs释放IL-12p40、TNF-α和IFN-γ，并且hDCs表现出共刺激分子的增强表达和强大的功能活性，而DDR2缺失使hDCs刺激T细胞增殖的能力降低［10］。因此，DDR2是DCs激活的关键胶原受体，可以促进DCs的功能活性，DDR2与胶原的相互作用在DC调节免疫应答功能中起重要作用。

2.2 DDRs与巨噬细胞单核吞噬细胞系统由血液中的单核细胞（monocytes，Mo）和组织器官中的巨噬细胞（macrophages，Mφ）组成。Mφ是由单核细胞分化而来，是机体免疫防御的第二道防线之一，在免疫应答中发挥吞噬功能，并通过抗原提呈及释放各种细胞因子参与适应性免疫应答的调节，参与多种疾病的病理生理过程。DDR1的表达能够激活巨噬细胞，并促进Mφ的迁移和分泌。Mφ在炎症部位产生一系列促炎介质，并有助于炎症反应的发展。研究表明，DDR1b与胶原蛋白的相互作用依赖p38 MAPK和NF-κB信号通路上调人巨噬细胞中IL-8、巨噬细胞炎症性蛋白-1α（macrophage inflammatory protein-1α，MIP-1α）和单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）的 产 生［11］。KIM等［12］研究证明，DDR1与胶原蛋白的相互作用通过激活NF-κB、p38 MAPK和JNK诱导鼠Mφ系J774细胞中的一氧化氮合酶（inducible NO synthase，iNOS）表达和NO的合成，从而导致免疫炎症反应增加。其中，DDR1介导的NF-κB激活是通过将适配蛋白Shc募集到受体的LXNPXY基序上，并受下游TRAF-6和NF-κB Act-1信号级联所调节［11-12］。部分广泛的酪氨酸激酶抑制剂可以干扰DDRs的信号转导途径，例如：LCB-03-0110剂量依赖性抑制脂多糖诱导的J774A.1巨噬细胞迁移和NO、iNOS、COX-2、TNF-α等炎症因子的合成［13］。综上所述，DDR1信号传导有助于组织微环境中Mφ的分化，并使得组织浸润的Mφ在疾病的发展过程中产生大量的促炎细胞因子、趋化因子和iNOS等，促进适应性免疫应答的发展，提示靶向干预Mφ中DDR1信号通路可用于控制疾病发展。

2.3 DDRs与小胶质细胞小胶质细胞是中枢神经系统（central nervous system，CNS）中的免疫效应细胞，活化的小胶质细胞表达和分泌各种炎症介质，与多种神经退行性疾病的发病机制有关。DDR1表达于小胶质细胞中，胶原诱导DDR1酪氨酸磷酸化，同时诱导小胶质细胞炎症激活，诱导NO产生及iNOS、COX-2、CD40和MMP-9的表达。胶原蛋白诱导的小胶质细胞活化是由p38 MAPK、JNK和NF-κB介导，不受Toll样受体4（toll-like receptor 4，TLR4）和经典细胞表面胶原受体β1整合素的影响［14］。DDR1在CNS中表达，参与了神经精神疾病的发生，在神经退行性疾病中，脑中DDRs高表达，DDRs的敲除改变了大脑的免疫功能，促进神经毒性蛋白的清除，减少小胶质细胞的数量，抑制TREM2的信号转导，减轻了中枢神经系统炎症［15-16］。

2.4 DDRs与中性粒细胞中性粒细胞作为先天免疫反应的效应物，能够调节急性损伤、修复、癌症、自身免疫和慢性炎症过程，此外，还参与对T细胞和B细胞的调节［17］。中性粒细胞通过间质组织的定向迁移对于宿主防御至关重要。在中性粒细胞表面表达多种胶原受体，在各种不同的环境条件下保持稳定迁移的能力，虽然整联蛋白对于中性粒细胞在二维（two dimensional，2D）表面上的黏附和迁移至关重要，但缺乏整联蛋白的中性粒细胞能够在三维（three dimensional，3D）环境中保持正常的迁移速度［18］。研究显示，循环的中性粒细胞仅表达DDR2，抑制DDR2的作用对2D表面上的中性粒细胞迁移没有影响，但在3D胶原蛋白基质中DDR2可是中性粒细胞趋化性的重要调节剂［18］。在急性炎症过程中，活化的DDR2诱导MMP-8分泌增加，导致胶原蛋白趋化肽的生成，该肽趋于形成局部梯度来调节中性粒细胞的持久性和方向性，增强中性粒细胞在体内向炎症部位迁移，一旦到达炎症部位，DDR1的激活就会发生，进一步增加了MMP分泌，并在炎症部位产生脯氨酰-甘氨酰-脯氨酸（prolylglycyl-proline，PGP）［18］。在慢性炎症期间，中性粒细胞产生MMP-9水平升高，MMP-9产生了能调节中性粒细胞趋化性的胶原蛋白片段Ac-PGP，这些胶原片段与趋化因子受体CXCR1和CXCR2结合，导致更多的MMP-9和中性粒细胞的产生［19-20］。可以看出，DDR1和DDR2在急性炎症反应中对中性粒细胞的作用是具有先后顺序的，DDRs在慢性炎症中的作用亟待研究。

2.5 DDRs与T淋巴细胞T淋巴细胞是适应性免疫系统的重要组成部分，抗原/MHC复合物与TCR的连接以及共刺激受体的相互作用调节T细胞活化［21］。细胞迁移对发育、伤口愈合、免疫反应和监测至关重要，经内皮细胞迁移后，活化的T淋巴细胞通过基底膜的细胞外基质（extracellular matrix，ECM）和富含胶原的间质组织到达靶器官的炎症部位，对于适应性免疫反应的发展发挥重要作用［22］。有研究证明，TCR诱导活化的T细胞DDR1的表达受Ras/Raf/ERK/MAPK和PKC通路的调节［22］。活化的T细胞以DDR1依赖的方式结合ColⅠ，DDR1可以促进T细胞的迁移而不增加与胶原的黏附，这表明DDR1可以促进活化T细胞在胶原基质中的阿米巴样运动［22］。辅助性T细胞（helper T cell，Th）作为T细胞免疫调节的重要组成部分，被分为Th1、Th2、Th17细胞。其中，人Th17细胞优先表达DDR1，抑制其活性会大大降低人Th17在3D胶原中的运动性、侵袭性和趋化性［23］。研究发现，DDR1通过激活RhoA/ROCK/MAPK/ERK和p38 MAPK这两 条 信号通路促进Th17细胞的迁移，靶向这两条通路可能有利于Th17介导的免疫炎症疾病的治疗［23-24］。同时，研究表明，DDR2是增强抗PD-1免疫治疗反应的主要靶点，DDR2缺失增加了抗PD-1治疗的敏感性，RNA-seq和CyTOF分析显示，DDR2缺失和达沙替尼联合抗PD-1治疗的肿瘤中CD8+T细胞数量较高［25］。

3 DDRs通过免疫细胞参与疾病的调节

DDRs是调节免疫细胞的关键因子，在炎症、纤维化或肿瘤等疾病中，多种免疫细胞中DDRs的表达水平明显升高，同时DDRs影响免疫细胞在炎症性或肿瘤微环境的浸润及分泌，参与疾病的进展。因此，DDRs与疾病之间通过免疫细胞相互调节。

在主动脉粥样硬化中，骨髓源性巨噬细胞上DDR1的表达，通过介导与富含Ⅳ型胶原的内皮基底膜的相互作用和侵袭，促进单核/巨噬细胞在动脉内膜的侵袭和聚集，并在多个阶段促进了疾病的进展，而在缺乏DDR1的巨噬细胞中，MMPs的表达降低，限制了巨噬细胞在内皮基底膜和斑块细胞外基质的堆积，减少内膜炎症，减轻动脉粥样硬化［26］。在肾毒性血清诱导的肾小球肾炎模型中DDR1表达上调，其主要分布在肾小球，而DDR1的缺失减少了肾皮质中巨噬细胞的数量，并减弱了IL-1β、MCP-1、细胞间黏附分子-1（intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1）和血管细胞黏附分子-1（vascular cell adhe‑sion molecule-1，VCAM-1）等炎症介质分泌，减缓了肾小球损伤和纤维蛋白沉积，抑制DDR1特异性逆转炎症的基因网络，调节了肾小球细胞基因信号的表达［27-28］。精神病患者的白细胞中DDR1高甲基化，这种高甲基化和患者的心理压力、中性粒细胞与淋巴细胞的比率呈正相关［29］。在乳腺癌中，DDR1通过调节肿瘤浸润性T细胞、CD4+和CD8+T细胞，抑制抗肿瘤免疫力促进了乳腺肿瘤的生长，抑制DDR1可降低体内乳腺癌的生长［30］。有研究表明，DDR1基因缺失的小鼠对博来霉素诱导的肺部炎症和纤维化具有抵抗力，其组织中CD3+T淋巴细胞和F4/80+巨噬细胞的数量明显减少，支气管肺泡灌洗液中巨噬细胞的浸润减少，p38 MAPK信号通路不能被激活，由此可以看出DDR1敲除小鼠的炎症减轻可能是由于募集的免疫细胞水平较低引起［31］。同时，MCDONALD等［32］发现循环中成纤维细胞前体细胞（circulating fibroblast precursors，CFPs）群 体 是 由CD45和DDR2的共同表达所定义，CFP亚群在体内可以上调共刺激分子和MHCⅡ的表达，促进二氧化硅诱导的肺纤维化中胶原沉积的增加，并且可以通过减少CD4+和CD8+T细胞产生IL-2和IFN-γ而对Th1型细胞产生抑制作用，促进T细胞转向促炎状态，调节肺纤维化过程中的炎症-免疫平衡。此外，研究发现，四氢异喹啉-7-羧酰胺衍生物剂量依赖性抑制DDR1激酶及其下游p38蛋白的磷酸化，优化的杂环炔基苯甲酰亚胺化合物3-（咪唑并［1，2-a］吡嗪-3-基乙炔基）-4-异丙基-N（3-（（4-甲基哌嗪-1-基）甲基）-5（三氟甲基）苯基）苯甲酰胺对DDR1和DDR2有协同抑制作用，上述两种化合物均可抑制LPS诱导的小鼠腹腔Mφ IL-6的释放，在小鼠急性肺损伤模型中表现出良好的体内抗炎作用，因此，两者可能成为新型抗炎药研发的前体化合物［33-34］。

4 小结

本文就DDRs与免疫细胞之间的关系进行重点阐述，DDRs作为RTKs家族的重要成员，在DCs、Mφ、小胶质细胞、中性粒细胞、T淋巴细胞中均有表达，并参与免疫细胞的黏附、迁移和细胞因子/趋化因子的分泌，其余的免疫细胞是否有DDRs的表达仍待进一步研究。同时，发现p38MAPK在巨噬细胞分泌以及Th17细胞的迁移中起关键作用，针对p38MAPK的干预会对DDRs与免疫细胞的作用产生重要影响。尽管DDRs与免疫细胞的研究已有很多报道，但DDRs对免疫细胞在疾病中的调节作用尚未完全阐明，后续研究仍需继续深入探讨其相关机制。DDRs参与免疫细胞的调节，促进多种疾病的发生发展，因此，特异性抑制DDRs，有助于炎症的控制以及纤维化和癌症的预防。目前，DDRs是探索免疫及相关疾病靶向治疗的重要潜在分子，随着研究的深入，针对DDRs所研发的新型药物对于疾病的治疗必将具有巨大价值和应用前景。