ROR1作为Wnt信号通路关键受体的分子特征、功能机制及其荧光标记蛋白的应用价值

简述 本文系统阐述受体酪氨酸激酶样孤儿素受体1ROR1作为I型跨膜蛋白的结构域组成、其介导非经典Wnt信号通路的分子机制、在正常组织与多种恶性肿瘤中的差异化表达特征及其作为肿瘤治疗靶点的研究进展并在此基础上介绍荧光标记重组蛋白的检测应用价值。一、ROR家族概述与ROR1的分子结构特征。受体酪氨酸激酶样孤儿素受体Receptor tyrosine kinase-like orphan receptors, RORs是一类I型跨膜蛋白家族在人类基因组中包含两个高度同源的成员——ROR1和ROR2。该家族属于受体酪氨酸激酶receptor tyrosine kinase, RTK超家族的延伸分支但其胞内酪氨酸激酶样结构域因关键催化位点的氨基酸替换而缺乏内在激酶活性故被称为假激酶结构域。ROR家族在结构上与肌肉特异性激酶MuSK和原肌球蛋白相关激酶Trk家族受体具有较高的同源性在进化上高度保守。ROR1由位于人类第1号染色体短臂31.3区段1p31.3的ROR1基因所编码全长约105 kb包含9个外显子编码由937个氨基酸组成的前体蛋白理论分子量约为104 kDa。从结构生物学视角审视ROR1的蛋白结构可划分为胞外区、跨膜锚定区和胞内区三大功能模块。胞外结构域extracellular domain, ECD从N端依次排列着三个特征性的功能单元一个免疫球蛋白样结构域immunoglobulin-like domain, Ig-like domain负责介导与其他细胞表面分子的相互作用一个富含半胱氨酸的结构域cysteine-rich domain, CRD该结构域与Wnt配体的结合密切相关是ROR1识别Wnt5a等非经典Wnt信号分子的关键区域以及一个Kringle结构域Kringle domain该结构域以由二硫键稳定的三环构象为特征参与蛋白质-蛋白质相互作用及细胞迁移调控。跨膜结构域transmembrane domain, TMD由一段约25个疏水性氨基酸残基构成的单次跨膜螺旋将胞外结构域与胞内区域相连。胞内结构域cytoplasmic domain包含一个酪氨酸激酶样结构域tyrosine kinase-like domain, TKD尽管该区域由于关键催化残基的缺失而被归为假激酶结构域但其仍可通过与其他信号分子的相互作用发挥信号转导功能此外胞内区还包含两个富含丝氨酸/苏氨酸的结构域serine/threonine-rich domains两者之间插入了一个富含脯氨酸的结构域proline-rich domain后者可作为含SH3结构域蛋白的结合平台。二、ROR1介导的信号转导机制。ROR1主要通过介导非经典Wnt信号通路non-canonical Wnt pathways的信号传递来发挥其生物学功能其中最为经典的是Wnt5a/ROR1信号轴。Wnt5a是非经典Wnt信号通路的典型激活因子当Wnt5a与ROR1结合后可激活下游多条信号级联反应。在肿瘤细胞中ROR1可参与调控NF-κB信号通路的激活——Wnt5a通过ROR1诱导NF-κB亚基p65的磷酸化促进NF-κB入核并启动下游促生存、促增殖和促转移相关靶基因的转录。此外ROR1还可协同调控Wnt5a介导的细胞极性、细胞迁移和细胞趋化等重要生理过程并参与上皮-间质转化epithelial-mesenchymal transition, EMT和肿瘤侵袭转移的调控。值得注意的是ROR1还可与其他信号通路发生交叉对话例如与EGFR/HER2和MET等受体酪氨酸激酶形成复合物进一步放大其促肿瘤信号。三、ROR1在正常组织与肿瘤组织中的表达谱。在正常生理条件下ROR1的表达呈现高度的时空限制性特征。ROR1主要于胚胎发育过程中在多种组织如中枢神经系统、骨骼、心血管系统和肺部等中瞬时表达而在胎儿出生后其表达水平急剧下降。在成年人的正常组织中ROR1几乎不表达或仅以极低水平表达于部分组织如脂肪组织和某些B淋巴细胞亚群这种低表达模式使其在正常生理状态下几乎不参与主要信号通路的调控。然而在肿瘤发生和恶性转化过程中ROR1在多种恶性肿瘤中呈现异常高表达。在血液系统肿瘤中ROR1在慢性淋巴细胞白血病CLL的B细胞表面呈现显著高表达其表达水平与疾病进展和预后密切相关。在实体瘤方面ROR1在乳腺癌、卵巢癌、黑色素瘤、肺腺癌、胰腺癌、结肠癌等多种恶性肿瘤中均呈现表达上调且其表达水平常与肿瘤分级、转移潜能及患者不良预后呈正相关。这种在正常组织中低表达而在多种肿瘤中高表达的独特分布模式使ROR1成为具有高度肿瘤选择性的理想治疗靶点。四、靶向ROR1的治疗策略研究进展。基于ROR1在肿瘤中的选择性高表达及其在肿瘤进展中的关键作用靶向ROR1的多种治疗策略正处于积极研发中。在抗体药物偶联物ADC领域靶向ROR1的ADC药物如zilovertamab vedotin已在CLL和套细胞淋巴瘤的临床试验中显示出抗肿瘤活性。在细胞治疗领域靶向ROR1的嵌合抗原受体T细胞CAR-T疗法在血液肿瘤和实体瘤的临床前研究中均展现出特异性杀伤效应。此外双特异性抗体和靶向ROR1的单克隆抗体亦处于不同阶段的临床开发中。这些策略均利用了ROR1在肿瘤细胞与正常细胞间的表达差异以期实现精准的抗肿瘤效应。