刘 斌，杨 洋，邵美玲，徐 鹏，杨光义#

(1.十堰市太和医院药学部，湖北 十堰 442000； 2.深圳市宝安纯中医治疗医院药学部，广东 深圳 518000)

盘状结构域受体(discoidin domain receptors，DDR)是一类受体型酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinases，RTK)，其是由Johnson等人于1993年首次发现的，其在RTK结构域中共享89%的同源性，作为胶原受体发挥功能。DDR分为2种高度相关的亚型DDR1和DDR2，是目前所知唯一能与细胞外基质结构成分相互作用的RTK，因此在RTK和基质受体的相互作用中起重要作用[1]。DDR广泛分布于发育期和成熟器官及组织，其中DDR1主要存在于上皮细胞[2]，在胚胎发育中起重要作用。DDR的功能与多种疾病有关，包括胶质瘤、器官纤维化、关节炎和各种恶性肿瘤等，其中DDR1与肿瘤的转移、增殖、转移及肿瘤预后有密切关系[3]。本文就DDR1在非小细胞肺癌中的重要作用及DDR1抑制剂的研究进展作出综述。

1 DDR1的结构、功能和相关信号通路

RTK是一类跨膜受体，通过固有的配体激活方式调控激酶活性。胰岛素受体、表皮生长因子受体、血小板生长因子受体和成纤维细胞生长因子受体都属于这类受体，它们不仅调节胚胎发育期，还参与成熟期的细胞周期、细胞迁移、代谢和分化过程[4]。经典的RTK一般含有3个结构域：胞外结构域，是配体结合的位点；跨膜结构域，具有定位作用；胞内传导信号结构域，激活下游受体传递信号[4]。

DDR1是一种新型RTK，含有913个氨基酸的跨膜蛋白，在人类基因序列中位于6P21.3[5]。DDR1通过胶原Ⅰ—Ⅵ和Ⅷ 激活，然后通过选择性剪切产生各种亚型，目前已鉴定出a—e 5种[6]。研究结果证实，其亚型中仅有DDR1a和DDR1b具有生物功能，DDR1b是胚胎发育过程中的主要形式，DDR1a主要表达于各种恶性肿瘤细胞[7]。DDR1在恶性肿瘤中被广泛研究[8-14]，其在许多类型的恶性肿瘤包括卵巢、胃、食管及前列腺等中表达升高，介导肿瘤增殖和转移并与恶性肿瘤预后相关，可作为潜在的恶性肿瘤预后指标[15-18]。

DDR1与大部分RTK不同，其在未与配体结合前是二聚体形式[19]，因此配体结合后诱导受体变成二聚体这种模式并不适用于DDR1。不同类型的胶原都可以同时作为DDR包括DDR1和DDR2的配体，但少部分胶原有特殊的受体选择性，如基底膜胶原Ⅳ可以选择性与DDR1结合而非DDR2[20]。包括DDR1在内的DDR都对一个被命名为GVMGFO的六氨基酸模块有高亲和力，该模块存在于胶原Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，能与DDR1的胞外盘状结构(extracellular discoidin domain，DS)结构域的顶部结合[21]。但胶原与DDR1的结合以及DS结构域诱导胞内激酶激活的过程目前还不为人所知。

DDR1拥有一段较长的近膜区，其激活方式相对独特。在最初的激活后仍需要数小时才会完全激活[22]。相比之下，经典的RTK则在结合受体后的数分钟甚至数秒内就可完成整个磷酸化的激活过程。在配体与RTK结合后，会募集相关蛋白结合到胞内结构域的磷酸化位点以启动信号通路，但对与DDR1互相作用激活不同信号通路的蛋白的了解还很有限，目前仅确认少量几个与DDR1相互作用的蛋白，如同时与DDR2作用的ShcA以及只与DDR1作用的Nck2蛋白，其他已知与激活后的DDR1相互作用的分子有磷酸酶SHP-1、SHP-2及部分转录激活蛋白[23-24]。DDR1在不同的细胞或组织类型中会通过不同的MAPK激酶来激活MAPK信号通路。在平滑肌细胞、乳腺上皮细胞和巨核细胞中，DDR1激活ERK1/2(细胞外调节蛋白激酶)[25-26]；而在肾小球系膜细胞中，ERK1/2则被DDR1抑制[27]；脂肪基质细胞中DDR1激活JNK(c-Jun氨基末端激酶)[28]。在人类的各种正常细胞或恶性肿瘤细胞、小鼠胚胎干细胞中都发现DDR1的激活会进一步关联磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B(phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt)信号通路[29-30]。

除了MAPK和PI3K/Akt信号通路外，DDR1激活还可能涉及其他信号通路。在乳腺癌和结肠癌细胞中，DDR1激活后可以促进恶性肿瘤细胞在基因毒应激条件下的存活[30]，并能通过核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)蛋白信号通路导致乳腺癌细胞对化疗药的抗性提高[31]。在结肠癌细胞中，γ分泌酶裂解的Notch1胞内结构域转移至细胞核并调控促存活相关基因的表达，而DDR1可以介导Notch1信号通路来产生这种结构域，从而促进恶性肿瘤细胞的存活[32]。在间皮瘤和肺癌中，胰岛素样生长因子/胰岛素样生长因子受体(IGF-I/IGF-IR)系统能通过上调GPER和DDR1的靶基因表达激活相关的信号传导网络，这条新的信号通路可以成为潜在的治疗策略[33]。对于DDR1来说，除了细胞类型差异或造成不同的生物效应外，在同样的细胞中，不同的配体也会引起不一样的细胞反应。例如，在人胚肾细胞中，胶原Ⅰ不会引起MAPK信号通路的激活，而胶原Ⅳ会导致DDR1b依赖的MAPK信号通路激活[30]；胰腺癌细胞中，胶原Ⅰ会引发DDR1诱导的Pyk2磷酸化[34]，而胶原XV却能抑制Pyk2的磷酸化[35]。

2 DDR1在非小细胞肺癌中的表达水平和变异

肺癌是死亡率高和预后差的恶性肿瘤之一，而肺癌患者中80%都是非小细胞肺癌患者，其5年生存率仅为15%。尽管近年来化疗和放疗手段都取得了很大的进步，但化疗和放疗的效果并不理想，通过基因检测提供个性化治疗方案可能会成为恶性肿瘤新的有效治疗手段。因此，对DDR1在肺癌尤其是非小细胞肺癌中表达异常的研究，或许能成为治疗非小细胞肺癌的新策略之一。

与正常组织相比，DDR1在非小细胞肺癌组织中表达升高；因为胶原Ⅰ能够诱导DDR1的表达，而DDR1激活引起恶性肿瘤细胞的迁移和侵袭[36]。Ford等[37]对169例非小细胞肺癌患者恶性肿瘤组织中DDR1和DDR2的表达进行分析，结果表明，DDR1表达上调与患者生存率呈负相关，但是DDR1不依赖患者年龄、性别，可以作为预测患者预后的很好的独立指标。除了在肺癌组织中表达升高，DDR1的磷酸化水平也异常上升。经过定量磷酸化蛋白质组学筛选，DDR1是在人非小细胞肺癌中最多的磷酸化蛋白。在多例非小细胞肺癌样本中，发现肺癌中DDR1和DDR2均为高度磷酸化状态，其中肺腺癌、鳞癌及支气管肺泡癌中DDR1明显表达增多且磷酸化水平高，非小细胞肺癌中DDR1除表达异常外还存在突变情况[38]。此外，还发现DDR1在非小细胞肺癌中的表观遗传学改变，在146例非小细胞肺癌患者的肿瘤组织分析结果中，DDR1的DNA甲基化水平明显降低[39]。

3 DDR1与非小细胞肺癌的发展、转移及预后

研究结果表明，DDR1在肺癌尤其是非小细胞肺癌的发展和转移中有重要作用，且DDR1的表达和磷酸化状态与恶性肿瘤患者预后高度相关。通过对一系列肺癌细胞系中DDR1的磷酸化状态检测和对非小细胞肺癌样本进行免疫组化分析，发现DDR1在大量肺癌标本中均有表达，且DDR1高表达与恶性肿瘤患者低生存率高度相关。DDR1敲除后对于正常细胞的生长并没有影响，但可抑制肿瘤细胞的生长、诱导肿瘤细胞凋亡，还可减弱肿瘤细胞转移能力。在肿瘤骨转移模型中发现，DDR1敲除可以减轻肿瘤骨浸润，减少肿瘤负荷及溶骨损伤[40]。在A549和H358肺腺癌细胞系中，用转染DDR1a和DDR1b 2种亚型cDNA方式高表达DDR1后，导致细胞迁移、侵袭能力以及与胶原的相互作用显著提高。在H358细胞中DDR1高表达后还可以激活MMP9，进而提高肿瘤细胞的转移能力。Yang等[41]研究结果发现，DDR1与恶性肿瘤侵袭相关；在171例非小细胞肺癌包括86例鳞癌、69例腺癌和16例细支气管肺泡癌样本的免疫组化分析中，侵袭性非小细胞肺癌中DDR1阳性率高达61%，与肿瘤细胞淋巴结转移高度一致。表明DDR1可能是一个非小细胞肺癌潜在的治疗靶点。

尽管较多研究结果都发现DDR1在非小细胞肺癌组织和细胞中表达上调，但是DDR1在肿瘤发展中的具体机制还未彻底阐明。胶原Ⅰ直接诱导DDR1的表达，激活后的DDR1促进非小细胞肺癌的迁移和侵袭。在细胞水平，敲除DDR1之后可以显著减弱肿瘤细胞的迁移和侵袭力。而胶原Ⅰ引起的DDR1表达上调激活了MMP2、N-钙粘蛋白和波形蛋白的表达；但减少E-钙粘蛋白表达，抑制DDR1表达后，得到相反结果[36]。上述结果均表明，胶原Ⅰ引起的DDR1表达会通过提高肿瘤细胞侵袭力导致非小细胞肺癌的发展与恶化，其机制可能是通过促进上皮间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)。胶原Ⅳ-α5链只在肺组织等少部分组织中表达，在KrasG12D基因突变造成的肺癌小鼠模型中，DDR1受到胶原Ⅳ-α5链的调控，被胶原Ⅳ-α5链激活并启动下游ERK信号通路，促进肺癌的发展[42-46]。

4 DDR1抑制剂研究进展

一些酪氨酸激酶抑制剂可以抑制DDR1。目前已经出现的DDR1抑制剂有伊马替尼(typeⅡ)、尼罗替尼(typeⅡ)和达沙替尼(typeⅠ)，其最开始是作为BCR-ABL酪氨酸激酶抑制剂，后来发现其对于DDR1有抑制作用[47-48]，其在有DDR1表达的细胞中能够抑制DDR1激酶活性并阻止胶原诱导的DDR1磷酸化[49]。伊马替尼是非选择性DDR1抑制剂，同时抑制DDR1和DDR2的活性，被用于治疗血液疾病如慢性、急性髓性白血病和胃肠道间质瘤，尽管该药在糖尿病和狼疮性肾病模型上也有较好作用，但由于其非选择性抑制RTK活性而导致的上皮细胞毒性会产生一系列不良反应，使其应用受到很大限制。尼罗替尼是第2代RTK抑制剂，在慢性肾病模型中效果很好，但是对临床患者的耐受性仍需更多研究。达沙替尼能够以很小的浓度抑制DDR1的活性，但该药是非选择性RTK抑制剂，可能会导致脱靶效应，并且限制DDR1介导的特异性信号通路的进一步研究。

近年来，逐渐发现了新型DDR1选择性抑制剂。经过研究筛选确定，一些吡唑并嘧啶衍生物能够选择性抑制DDR1的活性，尤其是相对于测试的其他455个激酶，其中的2个吡唑并嘧啶衍生物对于DDR1有高亲和性，能够有效抑制高表达DDR1的恶性肿瘤细胞的生长，但其属于哪一类PTK抑制剂尚未明确[50]。在旨在发现有选择性的第2类(typeⅡ)DDR1抑制剂的研究中，确定DDR1-IN-1是一个强力的DDR1抑制剂[51]，微摩级的DDR1-IN-1可有效抑制细胞中DDR1的磷酸化，但研究结果表明，DDR1-IN-1并不能显著抑制DDR1高表达的恶性肿瘤细胞的增殖，这说明DDR1-IN-1可能单独阻断DDR1的活性但并不足以抑制或停止恶性肿瘤细胞的增殖。尽管如此，DDR1抑制剂仍是促进DDR1介导的生理和病理功能研究及DDR1介导的相关疾病治疗的有效新工具。

一些单克隆抗体可以抑制DDR1。所有的RTK在结构上都拥有一定的相似性，为获得高选择性和亲和性的DDR1抑制药物带来很大难度。根据RTK胞外结构域开发的单克隆抗体药物已经在临床成功应用(如赫赛汀和曲妥单抗)，以DDR1为靶点的抗体药物也已经有相关研究[44]。DDR1蛋白在肺鳞癌组织阳性表达率高于癌旁组织，与肺腺癌组织相比无明显差异；DDR1的表达与分化程度、淋巴结转移及TNM分期相关；多因素分析结果显示，DDR1阳性、TNM分期是非小细胞肺癌预后的独立危险因素。可见DDR1的阳性表达与肿瘤复发、转移相关，可能成为非小细胞肺癌患者预后的不良指标[52]。

近年来，根据DDR1独特的盘状结构开发出了一些抑制剂。如DDR1的抑制剂 3-(2-(吡唑并[1，5-a]嘧啶-6-基)乙炔基)苯甲酰胺7RH在临床上可用于鼻咽癌的治疗，该药可有效地抑制体外鼻咽癌细胞的增殖，且该药与IGF-IR抑制剂合用能发挥协同作用，通过抑制PI3K/AKT通路，更高效地抑制鼻咽癌细胞的增殖[52]。

除以上抑制剂之外，包括阻止DDR1的表达、靶向给予小干扰RNA(如开发核酸类抑制剂)等都是可能有效的抑制DDR1的方法。相信随着研究的深入和对DDR1功能、结构理解的加强，能够为开发基于DDR1治疗非小细胞肺癌的有效药物提供更多驱动力，且在其他DDR1相关疾病的治疗中也取得重要进展。

5 总结与展望

自从胶原被发现是DDR的配体，学者们对于DDR与配体结合的方式及受体结构进行了大量研究。越来越多的研究结果表明，DDR1不仅在肺癌的发展和转移中有着重要作用，在乳腺癌、胰腺癌和肝癌等疾病中也发挥着重要作用。通过与胶原的结合，DDR1能够影响恶性肿瘤细胞的增殖和侵袭，并影响恶性肿瘤患者的预后，这使得DDR1成为新的治疗非小细胞肺癌的有效靶点。尽管已对DDR1的生理和病理情况中的作用进行了很多研究，DDR1激活和发挥作用的详细机制仍未阐明。胶原与DDR1结合后是如何传递至细胞内引起信号通路的激活，DDR1激活的信号通路如何关闭，都是研究DDR1过程中需要解决的问题。目前对于DDR1激活的信号通路的了解非常有限，关于DDR1的基本功能也有待进一步探讨，仍需更进一步的研究。