【7.8.2】RET

RET是一个原癌基因,全名:RET proto-oncogene。位于10号染色体上,激活下游信号通路STAT/PLCγ,促进细胞的存活、迁移和生长等。RET基因是钙粘蛋白超家族成员之一,编码一种受体酪氨酸激酶,作为细胞表面分子能够转换用于细胞生长和分化的信号,此基因在神经脊发育中起重要作用,并且由于细胞遗传学的重排原因,在体内和体外均产生致癌性的激活。缺少RET基因的人会得先天性巨结肠症(因为肠子没有神经控制,就不会蠕动,大便把肠子撑得很大)。

RET是一种原癌基因,负责编码一种称为RET的跨膜蛋白,该蛋白属于一种受体酪氨酸激酶。跨膜蛋白分为三个部分:蛋白的一端位于细胞外,一部分位于细胞膜中,另一端则位于细胞内。当RET蛋白与其配体——细胞外信号分子家族的胶质细胞源神经营养因子(GDNF)结合时,其将引起RET蛋白受体的磷酸化并使RET进入激活状态。被激活的RET将磷酸化其底物,造成下游信号通路的激活。

RET蛋白参与的信号通路包括PI3K-AKT-mTOR途径以及RAS-RAF-MEK-ERK途径。PI3K-AKT-mTOR途径参与细胞存活,而RAS-RAF-MEK-ERK通路参与细胞增殖。因此RET蛋白在细胞存活、迁移、增殖上有着一定的作用。

RET基因发生致病性突变——突变或重排,进而激活RET基因,并可能编码出具有异常活性的RET蛋白,其将传递异常信号并造成多方面的影响:包括细胞生长、生存、侵袭、转移等。持续的信号传递会造成细胞的过度增殖,因此导致肿瘤的发生与进展。

RET的异常激活是多种实体瘤生长和增殖的重要驱动因素。常见的RET基因变异主要有RET融合、RET突变2种形式,RET融合常见于乳头状甲状腺癌(PTC)和非小细胞肺癌(NSCLC),而RET突变在甲状腺髓样癌(MTC)和多发性内分泌肿瘤2(MEN2)中更为常见。

一、RET基因的发现

RET基因的发现,是在1985年由哈佛大学医学院的三位科学家完成的,他们使用DNA转染法,以人T细胞淋巴瘤DNA转染小鼠的NIH-3T3细胞。如果转染后有此前尚未发现的新“集落”形成,就提示可能激活了新的癌基因。

Ras家族的多个基因,就是这样被发现的。哈佛团队在研究中发现,被转染诱导形成的新基因,包含两个在正常人体细胞或淋巴瘤细胞内,原本不连接在一起的DNA片段。

经转染发现的RET重排基因,与正常人肾脏细胞DNA或淋巴瘤细胞DNA相比,缺少长度>16kb的DNA片段,提示可能发生了内部缺失,或不相连DNA片段的重组,这与肾脏细胞或淋巴瘤细胞DNA存在明显区别,如不存在6.3Kb/2.3 Kb处的Eco RI片段,却与转染后的NIH3T3细胞DNA更接近

此后研究证实,RET基因是一种能促进癌细胞增殖和存活的原癌基因,但它真正被重视是在2011年底,韩国研究团队最早报告了一例检出KIF5B-RET融合的NSCLC患者。

肺癌患者的群体之庞大,远远不是之前RET基因变异比较多见的甲状腺癌、多发性内分泌腺瘤病2型(MEN2)等癌症能比的,这使得相关的科研探索和药物研发瞬间加速,也让科学界对RET基因有了更多的了解。

二、RET基因

RET基因是个原癌基因,位于10号染色体长臂(10q11.21),

负责编码的是一种受体酪氨酸激酶,它是一种跨膜蛋白,由胞外区、跨膜区和胞内酪氨酸激酶活性区三部分组成。受体酪氨酸激酶在正常器官和成年组织类型中起到维护的作用,当RET基因出现点突变或基因重排时,便会驱动肿瘤的发生。

人类RET基因图谱在10q11.2上,由21个外显子组成,估计大小约为55 kb。RET的生理配体属于神经胶质细胞源性神经营养因子(GDNFs)家族,该家族共包括neurturin、persephin、artemin及 GDNF 四个成员。RET的激活是由 GFRα 1/2/3/4四个受体和GDNFs四个配体之间的相互作用来完成,GFRα能特异性地结合GDNFs家族成员,促使RET蛋白受体的磷酸化并使RET进入激活状态,激活与细胞增殖,迁移和分化有关的下游信号通路:一条是Ras/Raf/MEK/ERK-MAPK通路,另一条是PI3K/Akt/mTOR通路。其他通路还有:PLC-γ通路,JAK-STAT通路等。RET在正常的神经元、交感神经和副交感神经节、甲状腺C细胞、肾上腺髓细胞、泌尿生殖道细胞、睾丸生殖细胞等都有表达。

三、正常RET基因的功能

无配体刺激的野生型RET,是正常的RET结构。在胚胎发育期,RET基因对器官生成、神经发育等过程均有重要的作用,有研究显示敲除RET基因的小鼠出生1天后,就会因为肾脏不发育和先天性巨结肠死亡。而在成年人体组织内,RET基因主要在肾上腺髓质、甲状旁腺、小脑、外周血单核细胞等表达,但对机体功能影响相对胚胎发育期较小,如特异性敲除中脑多巴胺神经元的RET基因,可能会对其长期生存有一定影响。

总而言之,正常的RET基因在胚胎发育期的生理意义相对较大,在成年人体内影响有限。一般情况下RET蛋白的活化需要依赖其配体——神经胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)家族受体(GFLs),但GFLs并不直接结合到RET蛋白上,而是先结合GDNF家族受体α-共受体(GFRα1-4),形成配体-共受体复合物。

配体-共受体复合物再结合到RET蛋白上,介导RET同源二聚体形成,然后经胞内结构域磷酸化完成活化,活化的RET蛋白能够激活Ras/ERK、PI3K/AKT等信号通路促进细胞增殖,从而在器官发育和组织稳态中发挥作用。

四、RET基因变异

RET基因的异常激活是多种实体肿瘤生长和增殖的关键驱动因素。

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2017年《Clin Cancer Res》发表的在4871例已测序的癌症中,发现 RET变异总体频率为1.8%。RET基因改变最常见的是突变(38.6%)> RET融合(30.7%)> RET扩增(25%)> RET重排(3.4%)> RET CNV Gain(1.1%)= RET CNV Loss(1.1%)。

五、与肿瘤的关系

RET基因所产生的突变与多发性内分泌肿瘤,先天性巨结肠病,以及甲状腺髓样瘤均相关。RET功能增强性的突变,会导致:甲状腺髓样癌,多发性内分泌瘤形成(2A型,和2B型),嗜铬细胞瘤和甲状旁腺增生。RET重排也频繁发生在非小细胞肺癌中,与肺癌的发生发展密切相关。RET基因融合包含KIF5B、TRIM33、CCDC6和NCOA4,融合后会导致RET基因的激活,这种现象可以在1%的腺癌患者中发生。但对于年轻的,不吸烟的患者来说,概率可以提升到7%-17%。其中KIF5B-RET融合基因在肺腺癌(非小细胞肺癌的一个亚型)中的阳性率是1-2%,非小细胞肺癌患者用药前检测KIF5B-RET融合基因,能够有效指导非小细胞肺癌患者的个性化治疗。

存在RET变异的肿瘤主要有:乳头状甲状腺癌(PTC:7%~27%)、甲状腺髓样癌(MTC:40%~80%)、未分化甲状腺癌(ATC:4%~16.7%)、多发性内分泌瘤IIA/IIB型(MEN2A/B:>98%)、非小细胞肺癌(NSCLC:0.7%~2%)、嗜铬细胞瘤/副神经节瘤(3%~6%)。除上述肿瘤外,RET变异很少发生在其他实体肿瘤中。

如果出现RET基因融合、点突变等促癌变异时,RET蛋白会发生不依赖配体的异常过度激活。例如MEN2A中常见的RET错义突变,往往发生在细胞外富含半胱氨酸的结构域,使RET蛋白不结合配体就形成同源二聚体并活化。RET基因点突变还可能发生在细胞内的激酶结构域,例如MEN2B型中最常见的M918T突变,活化RET蛋白就不需要形成同源二聚体,而是通过增强RET蛋白与ATP的亲和力,并使RET的活化单体更加稳定,激活下游信号通路促癌。

而在发生RET基因融合时,虽然RET基因细胞外的结构域会丢失,但KIF5B、CCDC6等伴侣基因往往带有卷曲螺旋结构域,其会在新蛋白中诱导同源二聚化过程,从而使RET激酶结构域不依赖配体就持续激活促癌。

NSCLC、甲状腺乳头状癌(PTC)中,最常见的RET基因促癌性变异是RET融合,而甲状腺髓样癌(MTC)、MEN2中较常见的则是体细胞/生殖细胞点突变。其中RET基因融合的发生相对复杂,也是近年来科研探索的重点。

六、相关药物

凡德他尼(vandetanib)是EGFR、VEGFR和RET酪氨酸激酶的抑制剂。卡博替尼(Cabozantinib)是VEGFR2, Met, FLT3, Tie2,Kit and Ret的强效抑制剂。其他的靶向药物还包含舒尼替尼(sunitinib)和普纳替尼(ponatinib)等酪氨酸激酶抑制剂,这些靶向药物已被批准应用于RET阳性的其他肿瘤。另外,瑞戈非尼(regorafenib)和lenvatinib也是RET抑制剂。

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参考资料

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