董冬，周云丽

神经生长因子1（Netrin-1）是一种分泌型的层黏连蛋白相关蛋白，最初发现该分子在神经系统发育过程中发挥重要的作用。Netrin-1通过识别不同的受体，发挥吸引或者排斥双重导向的功能［1］。Netrin-1 受体根据结构又可以分为两大类，一类是结直肠癌缺失基因（DCC）及其类似物Neogenin，另一类则是非协调-5（UNC5）同源物家族受体［1］。作为Netrin-1重要的受体成员，UNC5同源物家族受到了很多的关注，其成员包括UNC5A、UNC5B、UNC5C和UNC5D（啮齿类动物来源的称作UNC5H1、UNC5H2、UNC5H3 和UNC5H4）。近年来的研究表明，Netrin-1及其受体组织分布很广泛，其生物学功能呈现多样性。除了在神经系统中的作用外，Netrin-1 及其受体对多种分枝型的组织、腺体或脏器也具有重要的发育调控作用，如血管、肺、胰腺及乳腺等［1］。此外，Netrin-1及其受体在细胞存活和肿瘤发生等方面也发挥着重要的调控作用［1］。近年来该家族及其受体在肿瘤生物学方面的研究进展迅速，已成为肿瘤研究领域一个新的热点。

早期的研究发现UNC5同源物家族成员之间存在着很多共同特征：它们在结构上非常相似，在多种肿瘤组织中表达下调，也都具有抑癌性的生物学功能［1］。然而，近几年的研究发现，这些成员之间也存在着很多差异，每个成员都具有其各自不可替代的生物学功能［1］。准确理解UNC5同源物家族成员间的这些共性与个性特征，有助于更好地认识这一家族成员的生物学作用，并更加深入地发掘其潜在的临床应用价值。本研究就UNC5同源物家族成员在肿瘤发生发展过程中的生物学功能及其研究进展做一综述，并着重阐述各成员间的共性和个性特征以及临床应用方面的新发现。

1 UNC5同源物家族成员在调控肿瘤发生发展过程中的共性分析

1.1 UNC5同源物家族成员在结构及功能上的共性 UNC5同源物家族成员在结构上具有很高的相似性。UNC5 家族成员在染色体上的位置分别是UNC5A，5q35.3；UNC5B，10q21-22；UNC5C，4q21-23；UNC5D，8p11-12［1］。如图1 所示，UNC5 家族成员都是单次跨膜分子，分子质量都比较大，蛋白大小在110～130 ku之间；胞外区包括Ig-like和TSP1两个结构域，其中与Netrin-1结合的是Ig-like结构域；在胞内区，主要的结构域为ZU5 和Death 结构域，而Death 结构域被证明是发挥生物学作用的关键组分［1］。

UNC5同源物家族成员在结构上的高度相似性决定了它们在功能上的相似性。UNC5A、UNC5B、UNC5C 和UNC5D 4 个成员属于“依赖性受体”（Dependence Receptors，DRs），这类受体最显著的功能特点就是能够激发2 种信号通路：在配体缺失的情况下，受体呈单体状态，胞内区会被caspase 酶剪切，剪切段会启动下游的促凋亡通路；而在配体存在的情况下，受体会通过形成二聚体等方式阻止胞内区被剪切，这使得细胞继续存活，并为细胞传递生存所需的多种信号［1］。可见，对于表达依赖性受体的细胞而言，其能否存活依赖于配体Netrin-1 是否存在。“依赖性受体”这一功能特性也表明，UNC5同源物家族成员都具有促细胞凋亡的功能，因此，该家族成员被认为是候选的抑癌基因［1］。

1.2 UNC5同源物家族成员的表达及功能受转录因子p53 的调控 p53 是迄今被发现的与肿瘤发生发展关系最为密切的抑癌基因，其发挥作用的重要方式是作为转录因子来调控其靶基因的表达。多项研究证实，UNC5家族成员与p53之间存在着密切的联系。UNC5B、UNC5A和UNC5D相继被证明是p53的下游基因［1］，这提示UNC5家族成员可能是p53发挥抑癌作用的靶点。有趣的是，p53 不仅在上游调控UNC5家族成员的表达，同时也对UNC5家族成员在下游的功能具有重要的调控作用。研究发现，UNC5A、UNC5B 和UNC5D 对肿瘤细胞的凋亡诱导功能均依赖于p53，即只有当p53在细胞中正常表达时，这些受体才能诱导细胞凋亡；而当p53未表达或发生突变时，它们则不能诱导细胞凋亡［1］。

2 UNC5同源物家族成员在调控肿瘤发生过程中的个性分析

2.1 UNC5A 近年来，关于UNC5A 功能的一个重要发现是，该受体在肝脏细胞受肝炎病毒感染后向肝癌转化过程中起重要作用。Plissonnier 团队［2］的研究发现，在丙型肝炎病毒（HCV）感染初期，UNC5A可以诱导感染细胞发生自噬，从而抑制病毒复制。但是随着感染的进展，UNC5A的表达在转录水平被显著抑制了。值得强调的是，在感染初始阶段，UNC5A是通过诱导细胞自噬而非细胞凋亡来抑制病毒复制的。另有研究发现，HCV 可以通过诱导去折叠蛋白反应来抑制UNC5A 的转录，从而减弱UNC5A对病毒复制的抑制作用，最终导致病毒大量的复制［3］。

Fig.1 Schematic diagram of the structure of UNC5 homolog family members图1 UNC5同源物家族成员的结构示意图

Netrin-1 通过与UNC5 受体家族结合参与调控多种肿瘤的发生发展。近期的一项研究发现，Netrin-1 能够通过UNC5A 激活核因子活化B 细胞κ轻链增强子（NF-κB）信号通路，从而促进胶质瘤细胞的生长［4］；而且其表达与肿瘤的预后具有一定的相关性［5］。Padua等［6］的研究则发现，UNC5A能够调控雌激素及其受体所介导信号的下游基因表达。通过短发夹RNA（shRNA）或簇状规则间隔短回文重复序列（CRISPR）等技术手段抑制雌激素受体阳性乳腺癌细胞中UNC5A 的表达，导致该信号传导失控，使细胞对雌激素受体阻断治疗产生抵抗。而且，雌激素受体阳性的乳腺癌细胞会获得类似于肿瘤干细胞的特征，从而进一步加速癌症的进展。以上这些研究均刷新了人们对UNC5A 的认识，揭示了UNC5A多样性的生物学功能。

2.2 UNC5B UNC5B 是该受体家族中被研究得最为深入的成员，“依赖性受体”模型在该成员上得到了充分的体现。在Netrin-1 存在的情况下，UNC5B的胞内区与丝氨酸/苏氨酸死亡相关蛋白激酶（DAPK）及磷酸酶调节亚基65b（PR65b）形成复合体，PR65b 依靠其酶活性使DAPK 处于自身磷酸化的非活化状态；而当Netrin-1缺失时，UNC5B则进一步招募到蛋白磷酸酶2A 的癌性抑制因子（CIP2A），该分子能够抑制PR65b 的酶活性，DAPK 由自身磷酸化变为非磷酸化，进而获得DAPK活性，然后诱导细胞凋亡［1］，并以此来发挥肿瘤抑制性作用。例如，UNC5B在膀胱癌中的表达显著下调，过表达UNC5B则能够诱导膀胱癌细胞凋亡［7］，并能够显著地抑制裸鼠移植瘤的生长［7］。

更深入的研究也揭示了UNC5B 多样的生物学功能。除了肿瘤生物学功能，UNC5B 在器官发育、血管发生以及免疫应答等生物学过程中也发挥着重要的调控作用［1，8-9］。有研究发现，UNC5B 参与了巨噬细胞的存活及滞留，在固有免疫应答中具有不可替代的作用，进而可能参与机体免疫系统针对肿瘤细胞的应答反应。此外，UNC5B 的表达并非只受p53 的调控［10］。在甲状腺癌的发生发展过程中，UNC5B和长链非编码RNA TNRC6C-AS1均受miR-129-5p靶向调控，TNRC6C-AS1能够同UNC5B竞争性地与miR-129-5p 结合，前者下调则导致UNC5B的降解增加，从而促进了肿瘤的发展进程［11］。乳腺癌中，UNC5B 可能受miRNA-221 和miRNA-222 的调控［12］，在结肠癌中则可能受miR-1254 的调控［13］，甲状腺癌中受长链非编码RNA UNC5B-AS1 的调控［14］。由此可见，除了p53，非编码RNA也可以通过UNC5B来调控肿瘤的发生及进展。此外，近期的研究发现UNC5B在前列腺癌中普遍低表达［15］，而其表达水平与多发性骨髓瘤的预后相关［16］。

2.3 UNC5C UNC5C 的遗传学及表观遗传学改变在肿瘤发生发展进程中发挥着重要作用。在结直肠癌中，UNC5C 是继APC 基因后，另一个能够显著影响疾病发生及进展的重要抑癌基因。在结直肠癌组织中，UNC5C启动子区几乎均处于高度的甲基化状态［17-19］，这导致了其表达的缺失［18］。而且UNC5C甲基化改变同肿瘤期别紧密相关：其在晚期结直肠癌中的甲基化程度更高，表达水平更低［17］。

除了以上提到的表观遗传学改变，UNC5C基因的遗传性突变也很常见，并且同样在肿瘤发生中起着重要作用。家族遗传性的丙氨酸突变为赖氨酸（A628K）突变能够去除UNC5C 的凋亡诱导功能，因而该突变同结直肠癌的发病具有显著的相关性［20］。在对治疗产生抵抗的急性淋巴细胞白血病患者中，UNC5C的甲基化程度异常增高［21］，提示UNC5C的甲基化检测在急性淋巴细胞白血病治疗监测中具有重要的应用价值。随着液体活检技术的发展，开发针对UNC5C 的遗传及表观遗传学改变的检测技术具有应用价值，该技术有可能在肿瘤的早期诊断和治疗监测中发挥重要的作用。

2.4 UNC5D 同UNC5 家族的其他成员相比，UNC5D被发现得较晚，肿瘤生物学相关的研究也相对较少。在乙型肝炎病毒（HBV）相关的肝癌中，UNC5D的表达显著下调，提示该基因可能在此类肿瘤发生中发挥着重要的作用［22］。另有研究发现，UNC5D 在乳头状甲状腺癌中发挥抑癌作用［23］。此外，在成神经管细胞瘤的回顾性研究中发现，UNC5D 的表达对于疾病的预后分组具有重要价值［24-25］。但是，也有研究发现，在肺小细胞癌中UNC5D的表达是上调的［26］。

本课题组对UNC5D 的肿瘤生物学作用也展开了深入研究。同其他成员一样，UNC5D也具有诱导细胞凋亡的能力。在人胚肾来源的HEK293 细胞中，过表达UNC5D 能够诱导其凋亡，而加入caspase酶的抑制剂之后，凋亡受到了显著的抑制，这说明UNC5D 同样具有caspase 酶依赖的凋亡诱导能力［27-28］。然而，UNC5D 是否能够发挥凋亡诱导作用取决于细胞的类型，如UNC5D 能够诱导HEK293 细胞的凋亡，却不能够诱导肾癌和前列腺癌细胞的凋亡［27-28］，这是一个令人费解但又十分有趣的现象。肾癌和前列腺癌细胞具有一个显著的临床特征，即对放化疗不敏感，与非肿瘤细胞以及其他组织来源的肿瘤细胞相比，它们具有更强大的凋亡抵抗能力［29-30］。本课题组研究发现，尽管UNC5D不能诱导肾癌和前列腺癌细胞的凋亡，但其却能够通过抑制这些凋亡抵抗细胞的迁移、侵袭及转移能力来发挥抑癌作用［27-28］。

从既往的研究报道可见，UNC5家族成员本身就是细胞迁移信号的传递者及调控者。在神经系统中，在配体Netrin-1 的作用下，UNC5 家族受体能够调控神经轴突的定向迁移［31］；在血管生成中，配体Netrin-1 与UNC5 家族受体可调控内皮细胞的生成及定向迁移［8］；而在免疫系统中，白细胞的趋化迁移运动同样也受到UNC5受体信号的调控［32］。值得注意的是，对于上述研究领域所涉及的细胞迁移运动，UNC5家族受体所提供的信号均是负向的，具有排斥性或抑制性作用［33-34］。而且，这些抑制性作用是通过抑制细胞极化实现的［35-36］，而细胞极化则是细胞迁移运动起始的关键步骤。综上所述，UNC5家族成员具有抑制肿瘤细胞转移的功能基础。而该家族成员在肿瘤细胞中是发挥抑制转移还是诱导凋亡的作用，可能取决于细胞内在或外在的环境。除了复杂多样的肿瘤生物学作用外，该家族成员在临床中潜在的临床应用价值也值得关注。

3 UNC5家族成员在肿瘤临床中的应用价值

基于“依赖性受体”理论，围绕UNC5 家族成员临床应用的核心问题，是如何激活肿瘤细胞的凋亡通路。方案大致有以下2 种：一是恢复该家族受体成员的表达，同时阻断配体Netrin-1的表达；二是阻断Netrin-1与该家族受体成员的结合［37］。而阻断结合的方案或许更具有可行性，研究发现，在部分结直肠癌患者中，UNC5家族受体会与Netrin-1配体同时高表达，阻断两者的结合则可能使这类患者受益［37］。Grandin 等［38］研究发现，DCC 分子的第5个纤连蛋白结构域（DCC-5FbN）可以与UNC5同源物家族成员的胞外区结合，进而阻断其与Netrin-1 的结合。此外，也可以考虑通过阻断性抗体技术，来干扰Netrin-1与受体的结合［38-39］。

UNC5 家族受体所发挥的很多功能均依赖于与配体Netrin-1的结合，Grandin 等［38］的研究正是从这个角度切入，他们首先确定了介导两者相互作用的区域，分别为Netrin-1 的V-2 结构域和UNC5B 的Ig1-Ig2结构域。在体外用人源化抗Netrin-1的抗体（hN1ab）阻断这种相互作用后，即便表达Netrin-1的肿瘤细胞也会发生凋亡；体内实验中，hN1ab与地西他滨等甲基转移酶抑制药物联合应用可以有效抑制肿瘤细胞的生长，尽管这些细胞中Netrin-1高表达；该研究从阻断受体配体结合的角度，揭示了人源化抗Netrin-1抗体在肿瘤治疗中具有的潜在临床应用价值［38］。以上研究本质上是通过靶向性地阻断Netrin-1/UNC5信号来抑制细胞的存活或分化，进而达到遏制肿瘤进展的治疗目的。基于此策略研发的肿瘤治疗药物具有较高的可操作性和实用价值，相关的临床试验也值得期待。