LY6G6D（LY6-G）：淋巴抗原6新成員，結(jié)直腸癌CRC雙抗靶點或免疫老化新指標！
日期：2023-03-17 08:59:56
近期，全球知名生物技術公司基因泰克（Genentech）開發(fā)了一種新型LY6G6D/CD3 T細胞依賴性雙抗（LY6G6D-TDB），靶向LY6G6D，用于治療結(jié)直腸癌CRC。臨床前數(shù)據(jù)結(jié)果表明，LY6G6D-TDB作為單一藥物對治療LY6G6D高表達的結(jié)直腸癌CRC具有抗腫瘤功效，當LY6G6D-TDB與PD-1聯(lián)合用藥時可增強療效。在實體瘤ADC藥物治療中，當正常組織也會表達目標靶標時，正常細胞便會攝入ADC藥物，導致“脫靶”毒性效應。因此，LY6G6D在CRC中的特異性高表達是合適臨床的理想ADC靶標。
目前廣泛報道的結(jié)直腸癌靶點包括KRAS、HER2、EGFR、VEGF和GPA33。LY6G6D作為CRC新的治療靶標，現(xiàn)有相關報道非常少，針對LY6G6D靶點臨床藥開發(fā)，目前公開披露的僅有LY6G6D-TDB。此外，有研究揭示LY6G6D或是免疫衰老功能損害的新標記物。最為重要的是，LY6G6D作為淋巴抗原6超家族（Ly-6SF）新成員，將為CRC雙抗治療注入新的生命力!
1. 什么是Ly6超家族（Ly-6SF）？
Ly6/uPAR/CD59/netuotoxin超家族（Ly-6SF）被稱作淋巴抗原６或蛇毒素超家族 [1-2]。1977年，淋巴抗原6（Ly6）首次被報道為一組小鼠淋巴細胞同種抗原。1986年，Ly-6E.1 cDNA首次從小鼠中克隆，并定位在小鼠15號染色體，該位點處還包含其它多基因簇，包括Ly6-A、Ly6-C、Ly-6ThB、Ly6-F、Ly6-G、Ly6-H和Ly-6M，被定義為淋巴抗原6超家族，簡稱Ly-6SF [1-2]。Ly-6SF大部分為糖基磷脂酰肌醇（GPI）蛋白，通過GPI將蛋白錨定在細胞膜外表面，參與細胞的跨膜信號轉(zhuǎn)導 [1-2]。
目前，至少發(fā)現(xiàn)有35種人和61種小鼠Ly6蛋白，如表達在人類肺、腎、心臟、肝臟的CD59；小鼠角質(zhì)細胞的Lynx1；SLUPR-1則表達在大多數(shù)免疫細胞，支氣管表皮細胞；CD45，CD43，Sca-1/Ly-6A.2/Ly-6E.1及CD117都表達在小鼠骨髓中。另外，還有銀環(huán)蛇毒素Cbt、金環(huán)蛇毒素aBgt、半環(huán)扁尾蛇aEbt等神經(jīng)毒素。現(xiàn)有研究表明Ly6超家族主要參與免疫調(diào)節(jié)、信號轉(zhuǎn)導、神經(jīng)調(diào)節(jié)和細胞組織發(fā)育調(diào)節(jié) [3-5]。
2. 什么是LY6G6D？
2.1 LY6G6D的結(jié)構(gòu)
淋巴細胞抗原6復合位點G6D（Lymphocyte antigen 6 complex，locus G6D，LY6G6D，又名LY6-D；LY6-G；G6D；NG25；MEGT1；C6orf23）是淋巴抗原6超家族（Ly-6SF）中的成員之一 [6-7]。LY6G6D基因位于6號染色體上的主要組織相容性復合體（MHC）III類區(qū)域，編碼133個氨基酸殘基的蛋白質(zhì)，分子量約為13.7 kDa。Ly-6SF蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上有一個顯著性的特點，含有一個或多個空間結(jié)構(gòu)保守的Ly6/uPAR（LU）結(jié)構(gòu)域，即以亮氨酸或異亮氨酸為N端開始，包含8-10個半胱氨酸構(gòu)成的四至五對保守的二硫鍵，形成三指蛋白結(jié)構(gòu)域（three-fingered protein domain，TFPD)，家族成員具有序列保守性低，進化速度快，成員數(shù)量龐大并且功能多樣化等特點（圖1） [7-9]。
圖1. Ly-6SF“三指”蛋白結(jié)構(gòu)示意圖 [9]
2.2 LY6G6D的表達
LY6G6D在髓系細胞包括單核細胞、巨噬細胞、粒細胞和中性粒細胞的發(fā)育過程中均有不同表達量 [7]。髓系細胞是構(gòu)成先天免疫反應的主要部分。據(jù)報道，CD11b+Ly6G-髓系細胞介導機械性炎癥疼痛超敏反應 [10]。LY6G6D通常在單核細胞發(fā)育過程中瞬時表達，而在成熟粒細胞和外周血中性粒細胞保留表達，研究表明，LY6G6D在中性粒細胞浸潤，招募和遷移中均發(fā)揮重要作用 [7]。
3. LY6G6D及家族蛋白相關的調(diào)節(jié)機制
LY6G6D作為Ly-6超家族的新興靶點，盡管其機制相關報道十分有限，但最近研究揭示，LY6G6D可能是結(jié)直腸癌CRC發(fā)生和免疫逃避的關鍵靶點。LY6G6D高表達增加了治療后CRC轉(zhuǎn)移性復發(fā)的風險。STAT5敲除，顯著降低LY6G6D水平，表明STAT5能調(diào)控LY6G6D表達。進一步驗證發(fā)現(xiàn)，JAK/STAT抑制劑可通過靶向STAT5/LY6G6D軸，增加CRC細胞死亡 [11]。
Ly-6家族數(shù)量龐大，其結(jié)構(gòu)上較低的保守性也造成了它們功能極具多樣性的特點，如C4.4A/LYPD3是在鱗狀細胞癌亞型上高表達的一種癌癥相關細胞表面蛋白 [12]；Lypd6則是存在于Wnt/β-catenin信號通路中的一個正向調(diào)節(jié)因子，其通過Wnt8調(diào)節(jié)中胚層和神經(jīng)外胚層 [13]；Lynx1與煙堿型乙酰膽堿受體（nAChR）相互作用，被認為可作為nAChR活性的調(diào)節(jié)劑發(fā)揮作用，以防止過度興奮，對神經(jīng)元起到保護作用 [14]。在肺炎感染中，LY6G表達增強，可誘導脾臟自然殺傷細胞中的CD69和KRG1分子被激活 [15, 16]；Ly6e被報道參與調(diào)節(jié)冠狀病毒、SARS-CoV、MERS-CoV和SARS-CoV-2的病毒感染 [17]；CD59可調(diào)控補體激活調(diào)節(jié)因子MAC，進而參與補體調(diào)節(jié)的細胞凋亡 [18]；CD46能保護宿主不受噬菌體攻擊，協(xié)同眼睛中的β-1整聯(lián)蛋白（ITG-Beta1/CD29）相互作用，后者起到視網(wǎng)膜色素細胞粘附作用 [19]。
4. LY6G6D在結(jié)直腸癌及免疫老化中的作用
LY6G6D作為Ly-6超家族成員之一，其被鑒定后，國內(nèi)外相關方面的報道很少，多年來功能不明。然而，最近一些研究開始集中研究LY6G6D和結(jié)腸癌發(fā)生和發(fā)展之間的關系。另有報道還揭示LY6G6D與衰老現(xiàn)象存在密切聯(lián)系。
4.1 LY6G6D和結(jié)直腸癌
結(jié)直腸癌（CRC）是胃腸道中常見的惡性腫瘤，然而病因目前尚未明確，在全球范圍內(nèi)結(jié)直腸癌已經(jīng)是最常見的癌癥之一。有研究揭示，同正常結(jié)直腸組織相比，LY6G6D在原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸腫瘤組織中高表達。LY6G6D的高表達與免疫抑制型細胞的高度浸潤相關，在CD8+T淋巴細胞減少的結(jié)腸癌中，LY6G6D表達和STAT5活化增強。此外，LY6G6D陽性的CRC細胞可通過骨髓源性抑制細胞（MDSC）的擴增，從而抑制T細胞增殖 [20]。
同樣在CRC中，有報道顯示，p38α MAPK的抑制劑以及DNA甲基轉(zhuǎn)移酶DNMT1敲低，可導致LY6G6D表達降低。在轉(zhuǎn)移性CRC組中，LY6G6D高甲基化，預示著FOLFOX（藥物亞葉酸(LV)、氟尿嘧啶(5-FU)和奧沙利鉑）一線治療的耐藥性 [21]。因此，在結(jié)直腸癌中，LY6G6D差異性高表達與癌癥發(fā)生密切相關，有望作為結(jié)直腸癌潛在預測指標或治療靶點。
4.2 LY6G6D和免疫老化
免疫系統(tǒng)也會發(fā)生衰老，即免疫衰老或免疫老化。衰老是不可避免的生理事件，會影響包括免疫在內(nèi)的各種生物過程。老化環(huán)境中的T細胞容易轉(zhuǎn)變?yōu)樗ダ蠣顟B(tài)，上調(diào)共抑制分子的表達，如PD-1/CD279，TIM-3/CD366，VISTA，其表達變化可導致T細胞功能受損，從而導致整個免疫系統(tǒng)受到干擾。同樣地，當中性粒細胞和巨噬細胞等先天免疫細胞的功能發(fā)生障礙，可導致病原體入侵，增加慢性炎癥和動脈粥樣硬化的風險 [22-24]。
一項研究揭示LY6G6D下調(diào)是中性粒細胞免疫衰老發(fā)生功能損傷的重要指標。實驗發(fā)現(xiàn)，與年輕老鼠相比，老年小鼠骨髓中性粒細胞中LY6G6D的表達顯著下調(diào)，并且發(fā)現(xiàn)LY6G6D表達水平與中性粒細胞抗細菌免疫中的免疫功能之間存在強相關性，這些免疫能力隨著衰老而減弱，如吞噬作用、活性氧（ROS）產(chǎn)生、白細胞介素IL-1β產(chǎn)生、中性粒細胞胞外陷阱（NET）的形成、遷移以及細菌清除 [8]。免疫衰老是導致先天免疫系統(tǒng)嚴重功能受損的關鍵事件。然而，目前對骨髓譜系細胞的免疫老化決定開關的機制知之甚少。因而，研究者認為LY6G6D下調(diào)可以作為預測中性粒細胞中與年齡相關的功能損害的新標記物。
5. LY6G6D的臨床應用前景
多項研究表明，LY-6成員對于調(diào)節(jié)免疫、神經(jīng)系統(tǒng)和補體的功能非常重要。特別是在癌癥中，眾多LY-6成員在許多類型的癌癥，例如胃癌、宮頸癌、乳腺癌、卵巢癌、肺癌和膀胱癌中發(fā)揮著關鍵的作用。因此，LY-6基因家族或?qū)⒃谂R床實踐中發(fā)揮重要作用，不僅是疾病預后的一種標志物，而且也是開發(fā)新藥的重要靶標。深入研究它們的生物學功能，對闡明Ly-6家族功能、分析其結(jié)構(gòu)中蛋白相互作用情況、探索疾病發(fā)病機制、發(fā)現(xiàn)新的治療靶點等，將具有重要意義。LY6G6D作為LY-6基因家族新成員，陸續(xù)研究報道LY6G6D在結(jié)直腸癌等疾病發(fā)生過程中扮有重要的角色，如前所述，已有一款基于LY6G6D的雙抗藥用于結(jié)直腸癌治療，這預示著LY6G6D有望成為基于抗體治療的一個有潛力的靶點。
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LY6G6D Protein
參考文獻：
[1] Pflugh, David L., Stephen E. Maher, and Alfred LM Bothwell. "Ly-6I, a new member of the murine Ly-6 superfamily with a distinct pattern of expression. "The Journal of Immunology 165.1 (2000): 313-321.
[2] Guo, Quanyang, et al. "Identification and expression of an uncharacterized Ly-6 gene cluster in zebrafish Danio rerio." Functional & integrative genomics 15 (2015): 577-585.
[3] Rathbun, Luke, Anthony Magliocco, and Anil K. Bamezai. "Upregulated Ly-6 gene expression is associated with poor overall survival in uterine corpus endometrial carcinoma patients." The Journal of Immunology 208.1_Supplement (2022): 179-05.
[4] Swamynathan, Sudha, et al. "Secreted Ly-6/uPAR-related protein-1 (SLURP1) is a pro-differentiation factor that stalls G1-S transition during corneal epithelial cell cycle progression." The Ocular Surface 24 (2022): 1-11.
[5] Bamezai, Anil K., and Julie M. Miwa. "Biology of Ly-6 Supergene Family in Health and Disease. "Frontiers in Cell and Developmental Biology 10 (2022).
[6] Upadhyay, Geeta. "Emerging role of lymphocyte antigen-6 family of genes in cancer and immune cells. "Frontiers in immunology 10 (2019): 819.
[7] Beliakov, I. S., T. A. Karakasheva, and N. N. Mazurenko. "Exon-intron structure of the LY6G6D gene. "Molecular biology 43 (2009): 543-551.
[8] Saito, Suguru, et al. "Lymphocyte antigen 6 complex locus G6D downregulation is a novel parameter for functional impairment of neutrophils in aged mice. " Frontiers in Immunology 13 (2022).
[9] Lee, Pui Y., et al. "Ly6 family proteins in neutrophil biology." journal of leukocyte biology 94.4 (2013): 585-594.
[10] Tan, Peng, et al. "Myeloid loss of Beclin 1 promotes PD-L1 hi precursor B cell lymphoma development." The Journal of clinical investigation 129.12 (2022) : 5261-5277. : 5261-5277.
[11] Caruso, Francesca Pia, et al. "Lymphocyte antigen 6G6D-mediated modulation through p38α MAPK and DNA methylation in colorectal cancer." Cancer Cell International 22.1 (2022): 1-13.
[12] Willuda, Joerg, et al. "Preclinical anti-tumor efficacy of an anti-C4. 4a (LYPD3) antibody drug conjugate for the treatment of lung squamous cell carcinoma." Cancer Research 74.19_Supplement (2014): 5445-5445.
[13] ?zhan, Günes, et al. "Lypd6 enhances Wnt/β-catenin signaling by promoting Lrp6 phosphorylation in raft plasma membrane domains." developmental cell 26.4 (2013): 331-345.
[14] Miwa, Julie M. "Lynx1 prototoxins: critical accessory proteins of neuronal nicotinic acetylcholine receptors." current opinion in pharmacology 56 ( 2021): 46-51.
[15] Broquet, Alexis, et al. "Depletion of natural killer cells increases mice susceptibility in a Pseudomonas aeruginosa pneumonia model." critical care medicine 42.6 (2014): e441-e450.
[16] Wang, Wenxiu, et al. "Exogenous interleukin-33 promotes hepatocellular carcinoma growth by remodelling the tumour microenvironment." journal of translational medicine 18 (2020): 1-15.
[17] Pfaender, Stephanie, et al. "LY6E impairs coronavirus fusion and confers immune control of viral disease." Nature microbiology 5.11 (2020): 1330-1339.
[18] Farkas, Imre, et al. "CD59 blocks not only the insertion of C9 into MAC but inhibits ion channel formation by homologous C5b-8 as well as C5b -9." The Journal of physiology 539.2 (2002): 537-545.
[19] McLaughlin, Barbara J., et al. "Novel role for a complement regulatory protein (CD46) in retinal pigment epithelial adhesion. "Investigative ophthalmology & visual science 44.8 (2003): 3669-3674.
[20] Giordano, Guido, et al. "JAK/Stat5-mediated subtype-specific lymphocyte antigen 6 complex, locus G6D (LY6G6D) expression drives mismatch repair proficient colorectal cancer." Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 38.1 (2019): 1-11.
[21] Caruso, Francesca Pia, et al. "LY6G6D is Epigenetically Activated in Classical Colorectal Adenocarcinoma and Hyper-Methylated in Mucinous Subtypes Determining Resistance to FOLFOX Therapeutic Regimens."(2021).
[22] Batista-Duharte, Alexander, et al. "Immune Checkpoint Inhibitors for Vaccine Improvements: Current Status and New Approaches." Pharmaceutics 14.8 ( 2022): 1721.
[23] Zych, Micha?, et al. "Differences in Immune Checkpoints Expression (TIM-3 and PD-1) on T Cells in Women with Recurrent Miscarriages- Preliminary Studies." Journal of Clinical Medicine 10.18 (2021): 4182.
[24] Liu, Jun, et al. "Immune-checkpoint proteins VISTA and PD-1 nonredundantly regulate murine T-cell responses. "Proceedings of the National Academy of Sciences 112.21 (2015): 6682-6687.
