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前言
癌症是全球范围内导致死亡的主要疾病之一,尽管近年来肿瘤治疗领域取得了显著进展,如嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法和抗体偶联药物(ADC)的应用,但肿瘤细胞的高度异质性和耐药性仍然是治疗面临的重大挑战。因此,探索新的肿瘤特异性靶点并开发创新疗法至关重要。近年来,研究发现IL-1受体相关蛋白(IL-1RRP)在多种恶性肿瘤中异常表达,并参与调控肿瘤微环境(TME)的炎症反应及肿瘤进展,使其成为极具潜力的治疗靶点。
IL-1RRP是IL-1受体超家族的重要成员,参与调控IL-1、IL-33及IL-36等细胞因子的信号转导,这些信号通路在多种癌症中发挥促肿瘤作用。研究表明,IL-1RRP在血液系统恶性肿瘤(如急性髓系白血病、慢性粒细胞白血病)及实体瘤(如胰腺癌、结直肠癌、乳腺癌等)中显著上调。目前,针对IL-1RRP的多种治疗策略正在开发中,包括单克隆抗体、CAR-T细胞疗法及小分子抑制剂,部分已进入临床试验阶段。
IL-1超家族及其受体系统
IL-1超家族由11种细胞因子、5种受体及5种辅助受体组成,其成员在炎症、免疫调节及肿瘤发生中发挥关键作用。根据其共受体的不同,IL-1超家族可分为四个亚群:
IL-1亚家族:包括IL-1α、IL-1β及其受体IL-1RI/IL-1RII,依赖IL-1RRP传递信号。
IL-33亚家族:IL-33通过ST2(IL-1RL1)受体结合IL-1RRP激活下游通路。
IL-36亚家族:包括IL-36α、IL-36β、IL-36γ,其信号转导需IL-1RRP参与。
IL-18亚家族:IL-18和IL-37通过IL-18Rα/IL-18Rβ传递信号,不依赖IL-1RRP。
IL-1RRP作为共受体,在IL-1、IL-33及IL-36的信号通路中起核心作用,其异常激活可促进肿瘤细胞的增殖、侵袭及免疫逃逸。
IL-1RRP的结构与信号转导机制
IL-1RRP属于I型跨膜蛋白,其结构包含:
胞外区:由三个免疫球蛋白样结构域(D1-D3)组成,负责与IL-1家族受体(如IL-1RI、ST2、IL-36R)形成复合物。
跨膜区:锚定于细胞膜。
胞内区:含有Toll/IL-1受体(TIR)结构域,可招募下游适配蛋白(如MyD88、IRAKs、TRAF6),激活NF-κB和MAPK信号通路。
IL-1RRP存在多种剪接变体,包括:
膜结合型(mIL-1RRP):主要参与炎症及肿瘤信号转导。
可溶性形式(sIL-1RRP):通过竞争性结合细胞因子抑制IL-1信号,发挥负调控作用。
IL-1RRPβ(AcPb):具有独特的C端延伸结构,可能参与神经免疫调节。
信号通路激活过程:
IL-1家族细胞因子(如IL-1β、IL-33)先与主受体(如IL-1RI或ST2)结合。
受体复合物招募IL-1RRP,形成功能性信号转导单元。
胞内TIR结构域二聚化,募集MyD88、IRAK4等适配分子,激活下游NF-κB和MAPK通路,促进促炎因子(如IL-6、TNF-α)的释放。
IL-1RRP在肿瘤中的表达及功能
1. 血液系统恶性肿瘤
慢性粒细胞白血病(CML):IL-1RRP在CML干细胞中高表达,促进细胞存活及耐药性。
急性髓系白血病(AML):IL-1RRP敲除可抑制AML细胞集落形成并诱导凋亡,提示其作为治疗靶点的潜力。
2. 实体瘤
胰腺导管腺癌(PDAC):81%的PDAC患者肿瘤组织高表达IL-1RRP,其沉默可抑制肿瘤增殖并阻滞细胞周期。
尤因肉瘤:IL-1RRP mRNA及蛋白水平显著升高,与肿瘤侵袭性相关。
其他癌症:非小细胞肺癌(NSCLC)、三阴性乳腺癌(TNBC)、胃腺癌等均发现IL-1RRP过表达。
3. 促肿瘤机制
促进增殖:通过ERK/MAPK通路驱动肿瘤生长。
增强侵袭:调控基质金属蛋白酶(MMPs)促进转移。
免疫逃逸:激活TME中的髓系细胞,抑制抗肿瘤免疫应答。
IL-1RRP在肿瘤微环境(TME)中的作用
TME中的炎症反应是肿瘤进展的关键驱动力,IL-1RRP通过以下机制参与调控:
巨噬细胞极化:IL-1β/IL-1RRP轴促进M2型巨噬细胞分化,抑制T细胞功能。
Th17细胞分化:IL-1RRP依赖的IL-1信号促进Th17细胞扩增,分泌IL-17以促进血管生成。
中性粒细胞招募:IL-1RRP激活CXCL8/CXCR2轴,募集促肿瘤中性粒细胞(TANs)。
成纤维细胞活化:癌症相关成纤维细胞(CAFs)通过IL-1RRP信号促进基质重塑。
靶向IL-1RRP的治疗策略
目前主要开发以下两类疗法:
1. 单克隆抗体
Nadunolimab(CAN04):由Cantargia公司开发,通过阻断IL-1RRP并诱导ADCC杀伤肿瘤细胞,已进入临床试验(NCT03267316),初步数据显示良好耐受性。
其他抗体:如IL-1RRP拮抗剂可抑制IL-1/IL-33信号,减少TME炎症。
2. CAR-T细胞疗法
法国团队开发的抗IL-1RRP CAR-T(NCT02842320)正在评估其对血液瘤和实体瘤的疗效。
3. 小分子抑制剂
靶向IL-1RRP下游信号分子(如IRAK4、MyD88)的抑制剂正在临床前研究中。
展望
IL-1RRP作为IL-1信号通路的核心共受体,在肿瘤发生、免疫逃逸及TME调控中发挥多重作用。随着对其分子机制的深入理解,靶向IL-1RRP的疗法有望为难治性癌症提供新的治疗选择。未来研究需进一步明确其在不同癌症中的特异性功能,并优化联合治疗策略(如与免疫检查点抑制剂联用)。这一领域的进展将为肿瘤精准治疗开辟新的道路。
1.IL-1RAP,癌症的关键治疗靶点。《国际分子科学杂志》,2022年12月; 23(23): 14918.