【7.8.8.4】DDR1
DDR1/2(Discoidin Domain Receptor 1/2，盘状结构域受体 1/2)
DDR 包括 DDR1(CD167a)和 DDR2(CD167b)，是近年来发现的一种特殊类型的 跨膜受体酪氨酸激酶(RTK)。与典型的 RTK 不同，DDR 通过与细胞外基质中含量最丰 富的胶原蛋白结合而被激活，在调节胶原的产生和降解中起关键作用。DDR 表现出不同 的表达谱，其中 DDR1 在肺、肾、结肠和脑的上皮细胞中广泛表达，而 DDR2 主要在肾、皮肤、肺、心脏和结缔组织中的间充质细胞中表达。
近年来研究发现，DDR1 和 DDR2 在许多恶性肿瘤中异常表达，并与肿瘤进展和患者 预后不良有关。被激活后的 DDR 通过刺激肿瘤细胞的信号通路，促进或抑制肿瘤细胞的 增殖、迁移和侵袭。目前许多公认的酪氨酸激酶抑制剂，如 BCR-ABL 抑制剂尼洛替尼和 达沙替尼，都能有效地抑制 DDR1 或 DDR2 的活性。然而，这些抑制剂均是非选择性的。 自 2013 年以来，新的 DDR 抑制剂的开发迅速增长，这表明抑制 DDR 可能会成为一种新 的肿瘤治疗策略。
DDR 的亚型、结构和活化 DDR1 有 5 种异构体，包括 DDR1a-e，这些异构体之间的 差异是由细胞内激酶结构域 mRNA 的选择性剪接或缺失造成的。由于缺乏完整的阅读框 架，DDR1d 和 DDR1e 亚型是激酶缺陷型受体，而 DDR1a、DDR1b 和 DDR1c 是编码全 长的酶活性受体。此外，DDR2 只有 1 种异构体。
与其他 RTK 一样，DDR 的分子结构包括 3 个部分:胞外结构域、跨膜结构域和胞内 激酶结构域。胞外结构域由盘状 (DS)结构域和 DS 样结构域组成，主要用于 DDR 与 胶原结合。跨膜结构域由一个胞外旁膜区和一个跨膜螺旋组成，胞外旁膜区含有可磷酸化 的酪氨酸，是 DDR 结合蛋白的对接区域;而跨膜螺旋则用于介导胶原蛋白非依赖性二聚 体。胞内激酶结构域包含一个胞内近膜区和一个催化酪氨酸激酶区，主要参与胶原诱导受 体的激活，招募下游分子调节细胞信号通路。
与其他 RTK 不同的是，DDR 可被不同类型的三维螺旋胶原激活，而不是典型的肽样 生长因子。各种类型的胶原都可以充当 DDR 配体，但也有部分胶原具有受体选择性，如 DDR1 可以与几乎所有类型的胶原结合，而 DDR2 则只能与I型、II型、III型纤维胶原以及 非纤维型的X型胶原结合。除此之外，典型的 RTK 激活是在与配体结合后几秒钟内触发 的，而 DDR 的磷酸化过程非常缓慢，需要几个小时才能达到完全激活。之前的研究表明， DDR 只能通过胶原结合才能激活，近年来研究人员通过与 IIGF 系统的相互作用发现了 DDR 的一种新的激活模式。胰岛素、IGF1 和 IGF2 可以上调 DDR1 的表达，并以非胶原 依赖的方式诱导其磷酸化;反过来，DDR1 的表达增强了胰岛素受体和 IGF1R 的活性， 这表明 IIGF-DDR1 存在正反馈调节 20，具体调节机制还在进一步探索。
1. DDR 在肿瘤中的作用
根据对临床前模型和临床标本的研究，研究人员发现正常的 DDR 信号在胚胎发育、 乳腺发育等生理过程中起调控作用，而异常的 DDR 表达则通过各种信号通路调控多种恶 性肿瘤的发生发展。
多项研究已经证实，DDR1 或 DDR2 的异常表达与乳腺癌、肺癌、结直肠癌等多种肿瘤密切相关。Toy KA 等的研究发现，DDR1 和 DDR2 在乳腺浸润性导管癌中高表达，并 且其表达水平与肿瘤 TNM 分期和淋巴结转移显著相关。Yang SH 等人分析了 171 例 NSCLC 的表达，发现侵袭性 NSCLC 患者的 DDR1 阳性率高达 61%。在结直肠癌中有研 究表明，DDR2 的表达水平与患者的肿瘤分期、淋巴结转移以及预后不良相关。然而，一 些研究也发现 DDR1 具有抑制肿瘤的作用。在管腔型乳腺癌小鼠模型中 Takai 等发现，与 对照组相比，DDR1 敲除组的肿瘤更具侵袭性。因此，DDR 在肿瘤中的作用是有争议的， 这可能与肿瘤类型以及分期有关。
2. DDR 与肿瘤细胞增殖
体内外研究表明，DDR 参与了肿瘤细胞的增殖。在乳腺癌、结肠癌和骨肉瘤细胞系 中，DDR1 可通过 RAS/Raf/有丝分裂原激活的蛋白激酶途径促进细胞在基因毒性应激下 的存活。在 KRAS 突变的肺癌中，DDR1 通过激活 PI3K/AKT 信号通路促进肺癌细胞增殖。 此外，Han JA 等人发现，环氧合酶-2(COX-2)诱导的 DDR2 过表达可以促进 U2OS 人 骨肉瘤细胞增殖。这些数据表明，DDR 可促进肿瘤细胞增殖，尽管也有研究显示 DDR2 可通过阻断 G0/G1 细胞周期来抑制纤维肉瘤细胞的生长。因此，针对不同的肿瘤细胞类 型 DDR 的作用具有差异性。
3. DDR 与肿瘤上皮间充质转化
许多研究已经证实 DDR 主要以配体和细胞类型依赖性方式促进或抑制上皮间充质转 化(EMT)。在前列腺癌细胞中，DDR1 的激活可以诱导 PYK2/MKK7 磷酸化，从而促进 EMT的发生。在上皮性卵巢癌EOC细胞中，降低DDR1的表达可以通过其启动子的CpG 高甲基化来诱导 EMT 发生，这表明在 EOC 细胞中 DDR1 表达与 EMT 过程呈负相关。在 乳腺癌中，I型胶原激活的 DDR2 通过 ERK2/SNAIL1 信号转导促进 EMT34。在 A549 肺 癌细胞中，敲除 DDR1 和 DDR2 可抑制I型胶原或转化生长因子 β(transforming growth factor-β，TGF-β)诱导的 EMT 发生。因此，DDR 通过与不同细胞类型的不同下游信号通 路相互作用而促进或者抑制肿瘤细胞发生 EMT。
4. DDR 与肿瘤细胞迁移
在乳腺癌细胞中，DDR1 通过激活 PKCα/JAK/STAT 通路与 TM4SF1 相互作用，诱导 肿瘤细胞发生转移。在结直肠癌中，DDR1 通过 Wnt/β-catenin 依赖性、RAS 依赖性，以 及 BCR 和 PEAK1 依赖性机制调控肿瘤转移。另有研究表明，DDR 也具有抑制肿瘤细胞 迁移的能力，如在 DDR1 缺失的乳腺癌细胞株 MDA-MB-231 中，DARPP-32(一种受多 巴胺和 cAMP 调节的神经元磷酸蛋白)单独表达对肿瘤细胞迁移没有影响，而 DDR1 和 DARPP-32 的共表达则可以抑制细胞迁移。综上，DDR1 对不同肿瘤细胞迁移行为具有不 同的影响，将进一步综述该受体功能的复杂性。
5. DDR 与肿瘤细胞侵袭
肿瘤细胞侵袭是一个细胞外基质降解和组织重塑的过程，其中基质金属蛋白酶(MMP) 是一类细胞外基质降解酶，对肿瘤细胞的侵袭起重要作用。在 MDA-MB-231 乳腺癌细胞 中，DDR1 通过上调 MMP2 和 MMP9 的分泌诱导肿瘤细胞发生侵袭。在结肠癌细胞中， DDR1 可通过上调 MMP2 的表达诱导细胞侵袭。Poudel B 等的研究发现，抑制 DDR2 可 以降低 B16BL6 黑色素瘤细胞的侵袭能力，DDR2 通过 ERK/NF-κB 信号通路调控 MMP2 和 MMP9 的表达，进而影响肿瘤发生侵袭。然而，Reger de Moura C 等发现，在小鼠 B16- F10 黑色素瘤细胞中下调 DDR2 表达对肺转移没有任何影响。因此，需要进一步研究来阐 明 DDR 在不同肿瘤细胞侵袭中的具体分子机制。
6. DDR 与免疫调节
近年来陆续有报道证明 DDR 具有免疫调节功能。研究人员发现，DDR1 通过调节肿 瘤浸润 CD4+T 细胞和 CD8+T 细胞调节乳腺癌细胞的生长，与此一致的是，通过单克隆抗 体抑制 DDR1 可以减少体内乳腺癌的生长。此外，2021 年 Sun XJ 等在 Nature 中报道了 三阴性乳腺癌 DDR1 表达的研究，指出 DDR1 的表达不仅与肿瘤中 T 细胞的浸润水平呈 负相关，且可抑制 CD4+和 CD8+T 细胞中 IFN-γ 的分泌，其机制可能是 DDR1 促进胶原纤 维的排列引起了免疫排斥。最新发现在结肠癌中，DDR1 可以通过抑制 IL-18 分泌减少肿 瘤中 CD4+和 CD8+T 细胞的浸润，进而促进肿瘤生长。2019 年 Tu 等报道了一项使用同基 因小鼠模型的体内研究，该研究表明，DDR2 的减少增加了 CD8+T 细胞的数量，并增加 了对抗 PD-1 治疗的敏感性。然而，具体的调控机制以及 DDR 是否影响其他免疫检查点 仍不清楚。
7. DDR 抑制剂进展
目前大多数 DDR 抑制剂都是竞争性 ATP 抑制剂，它们或者结合活性构象(I抑制物)， 或者结合非活性构象(II型抑制物)，阻断末端磷酸基团向蛋白质底物的转移。由于 DDR 激酶结构域的结构具有相似性，许多公认的 BCR-ABL 酪氨酸激酶抑制剂，如伊马替尼(II 型)和达沙替尼(I 型)，已被发现对 DDR 具有抑制作用。伊马替尼是一种非选择性的 DDR1 抑制剂，可同时抑制 DDR1(IC50=337±56nmol/L)和 DDR2(IC50=675±127nmol/L)。 达沙替尼是一种多激酶 RTK 抑制剂，可以在非常低的浓度下抑制 DDR1 活性 (IC50=3.7±1.2nmol/L)。在 MC38 结肠癌小鼠模型和 1956 肉瘤小鼠模型中，达沙替尼和 抗 PD-1 抗体联合使用可协同降低肿瘤负荷。我们推测，DDR 抑制剂和免疫检查点抑制剂 联合使用可能会获得更好的治疗效果。
近年来，许多新的选择性 DDR 抑制剂出现。例如，Kim D 等设计了一系列II型抑制 剂，如 DDR1-IN-1(IC50=105nmol/L)，可以有效抑制 DDR1 磷酸化，但研究结果显示， DDR1-IN-1 并不能显著抑制肿瘤细胞增殖，这表明 DDR1-IN-1 可以降低 DDR1 的活性但 并不足以抑制细胞增殖。此外也有研究发现，吡唑并吡啶类化合物(7rh and 7rj)和四氢 异喹啉类化合物(compound 10)可以高亲和力选择性地抑制 DDR1 活性。2020 年 Mo 等 研究了一种高选择性的 DDR1 抑制剂化合物 8v，该化合物为 3’-(咪唑并[1，2-a]吡嗪-3- 基)-[1，1’-联苯]-3-甲酰胺，对 DDR1 有选择性抑制作用(IC50=23.8nmol/L)，且功能研 究表明，化合物 8v 可抑制 NSCLC 细胞的增殖和迁移。
由于具有高度的特异性，单抗被认为是很有前途的 DDR 抑制剂，例如，DDR1 单抗 48B3 可以抑制 G140 人脑胶质瘤细胞的侵袭和迁移。2019 年，Tao 等开发了一种名为 T4H11-DM4 的 DDR1 抗体 DM4 (一种阻断细胞分裂的抗微管蛋白试剂)药物结合物， 可以抑制结肠癌的发生发展。
人工智能设计的 DDR1 抑制剂也得到了进一步探索。一项研究报告了一种专门针对 DDR1 的抑制剂，该抑制剂使用一种名为生成性张量强化学习(GENTRL)的机器学习方 法。通过运行 GENTRL 和已知的数据库，研究人员获得了 30 000 个 DDR1 抑制剂的结 构，并最终选择了 6 个结构来合成抑制剂分子。经过一系列生物学评估，Compound 1 被 认为是最有效的 DDR1 抑制剂，其 IC50 为 10nmol/L。
8. 总结与展望
由于 DDR1 和 DDR2 对多种肿瘤的发生进展起着关键作用，有望成为肿瘤治疗中极 具吸引力的新靶点和生物标志物。本文初步综述了 DDR 的结构、功能、在部分肿瘤发生 发展阶段的作用和信号调控通路，以及 DDR 抑制剂的最新进展，为肿瘤靶向及免疫治疗 提供了新思路，也能更好地指导选择性 DDR1 或 DDR2 抑制剂的开发应用。目前已研制 出具有不同作用机制的多种 DDR 抑制剂，其在肿瘤治疗中表现出初步疗效，因此继续寻 找高选择性 DDR 抑制剂是我们未来科研工作的重点。 随着 DDR 研究的深入，我们期待 着 DDR 能成为肿瘤治疗的有效靶点，为肿瘤患者带来新的治疗希望。
参考资料
- 《2022年度中国抗肿瘤新药临床研究评述》
