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转化生长因子β(transforming growth factor beta)(第二章)
供稿:开云kaiyun信誉生物发布时间:2022-05-23浏览量:754次

TGF-β信号通路

TGF-β通过TGF-βI型受体(TGF-βRI或ALK5)和TGF-βII型受体(TGF-βRII)触发信号传导,这两种受体都是跨膜丝氨酸/苏氨酸激酶受体。

 

与TGF-β结合后,TGF-βRII作为高亲和力的TGF-β受体招募并磷酸化TGF-βRI的胞内结构域,形成异四聚体,随后激活下游信号的SMAD蛋白。

SMAD依赖的经典通路是TGFβ信号传导的核心部分。哺乳动物中有8种SMAD蛋白分为三类,包括受体相关SMADs(R-SMADs)、协同SMADs(co-SMADs)和抑制性SMAD(I-SMADs)。

 

TGF-β与受体结合激活受体可导致R-SMADs的活化,一旦激活,SMAD2/3与受体分离并与SMAD4形成异源三聚体结构,然后转移到细胞核,在那里它们与DNA转录因子和辅因子结合,激活或抑制数百个靶基因。

 

I-SMADs的表达是由TGF-β信号作为反馈反应诱导的。SMADs通常通过不同激酶的磷酸化和不同泛素连接酶的泛素化来激活或抑制SMADs,从而控制SMADs的稳定性和活性。SMAD6和SMAD7通过与R-SMADs竞争与TGF-β受体复合物的结合来降低R-SMAD的磷酸化和活化。

 

除了TGF-β信号转导的典型途径已被深入研究并证明具有重要作用外,非经典的(非SMAD)信号通路仍然存在,但人们对其了解较少。虽然TGF-β信号转导的核心机制已经得到了很好的研究,但是这种信号与特定因子和其他信号通路的相互作用在TGF-β级联调节中形成了一个密集的网络,这表明TGF-β在微环境中的作用是复杂的。任何影响TGF-β信号传导元件的细胞信号都会改变其有效性。

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TGF-β在肿瘤微环境中的作用

 

TGF-β在TME中起着双重作用 ,这是由于肿瘤发展的不同阶段和基因改变背景决定的。在早期肿瘤中,TGF-β途径可诱导细胞凋亡并抑制包括癌细胞在内的细胞增殖。
 
矛盾的是,在晚期,它通过调节基因组不稳定性、EMT、新生血管生成、免疫逃避和转移,具有促肿瘤作用。当促肿瘤功能压倒细胞中TGF-β信号的抗肿瘤作用时,它将以一致的方式作为肿瘤促进剂发挥作用。
 
4.1 TGF-β诱导细胞周期阻滞与凋亡
研究表明,在多种培养的真核细胞 (包括上皮细胞、内皮细胞、造血细胞和皮肤角质形成细胞) 中,TGF-β的暴露通过不同的机制促进了细胞周期的停止。
 
TGF-β介导的生长停滞抑制通常发生在细胞周期的G1期,此时细胞对TGF-β敏感。其中一个重要的机制是TGF-β抑制MYC的转录,MYC是G1期向S期发展所必需的。
 

4.2 肿瘤细胞TGF-β信号的改变

在许多癌症中发现了很多遗传和表观遗传的改变,这些改变导致TGF-β信号从肿瘤抑制到促进的自主转换。
许多研究表明,SMAD2、SMAD3、SMAD4、TGF-βRI和TGF-βRII在许多肿瘤类型都存在基因突变或缺失。SMAD4是最常见的变化,在癌症发生过程中起主导作用,其突变导致多个TGF-β超家族成员的肿瘤抑制作用丧失。SMAD2基因突变在肝细胞癌 (HCC) 、大肠癌和肺癌中也有报道。
 
4.3  TGF-β对肿瘤EMT的调控作用
普遍认为,TGF-β诱导的EMT是肿瘤侵袭和转移的重要步骤。E-钙粘蛋白是维持上皮细胞粘附在粘附连接处的关键蛋白,TGF-β诱导转录因子SNAIL、ZEB和TWIST的表达,抑制E-钙粘蛋白的表达,从而调节细胞粘附、极性和重组细胞骨架。
此外,TGF-β增强金属蛋白酶 (MMP) 的活性,允许细胞骨架的重塑。
 

4.4 TGF-β在血管生成中的作用

TGF-β已被证实能刺激血管生成,并作为促血管生成因子发挥作用。TGF-β诱导血管内皮生长因子 (VEGF) 的表达,VEGF是体外重要的血管生成因子。
 

在胶质母细胞瘤、HCC和CRC模型中,使用TGF-β途径抑制剂的治疗降低了微血管密度并抑制了肿瘤血管的形成。 而在弥漫型胃癌模型中,TGF-β信号的破坏似乎通过增加肿瘤血管生成而加速肿瘤生长。 因此,TGF-β在血管生成中的促进作用取决于肿瘤的类型和环境。

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TGF-β在免疫系统中的作用

 

TGF-β作为一种免疫抑制细胞因子,通过不同的机制对免疫应答产生广泛的抑制作用。TGF-β降低Th1、Th2细胞和细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的分化和功能,所有这些都提供重要的抗肿瘤反应。
TGF-β还通过调节调节性T(Treg)细胞的数量和功能,增强免疫耐受和肿瘤逃避。此外,TGF-β通过抑制或刺激细胞增殖来调节免疫细胞的命运,从而影响胸腺和外周T细胞的发育。

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TGF-β的肿瘤靶向治疗
 

尽管有许多因素增加了TGF-β信号转导的复杂性,但在肿瘤治疗中TGF-β信号靶向药物显示出了强大的活性。此外,ICIs的临床成功加速了人们对利用TGF-β信号作为增强抗癌治疗方法的兴趣。

 

这些特异性或非特异性药物包括靶向TGF-β受体的小分子、反义寡核苷酸、疫苗、中和抗体以及受体IgG-Fc融合蛋白。

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