肝癌生物标志物AFP(内含AFP抗体序列下载)

文摘   科学   2024-06-24 11:22   湖北  

背景

甲胎蛋白(Alpha-fetoprotein,AFP)是一种主要由卵黄囊和胎儿肝脏在胚胎发生过程中合成的糖蛋白,其主要功能是在胎儿发育阶段促进细胞生长和发育,在成年后,AFP的浓度很低,有时甚至为零。但当肝细胞发生恶性转化时,AFP的浓度会显著升高,这可能是肿瘤的先兆。由胎儿正常产生的AFP称为正常的AFP(nAFP);由大多数人类肝细胞癌肿瘤产生的胎儿糖蛋白称为肿瘤源性AFP(tAFP)。甲胎蛋白(AFP)是诊断和治疗肝癌的重要肿瘤标志物,也是临床诊断肝癌转移的重要指标。

01

AFP的结构和功能

AFP是胎儿发育过程中合成的胎儿特异性α球蛋白,存在于胎儿血液和组织中,在成人肝脏和一些恶性肿瘤中也可检测到。AFP由609个氨基酸组成,分子量大约为69kDa,AFP由N端结构域,C端结构域,中央结构域组成。AFP的这三个结构域通过二硫键连接,形成V形结构,每个结构域表现出不同的生物活性。结构域I可与PTEN的磷酸酶结构域结合,从而影响PTEN活性;结构域II具有高度的柔韧性,易被蛋白酶消化;结构域III最保守的结构域,该结构域由几个疏水性氨基酸连续序列组成,形成亮氨酸拉链状结构,结构域III负责与信号蛋白和受体结合,从而调节它们的生物活性。

(数据来源 Lu Y, et al. Front Oncol. 2024)

02

AFP差异性

AFP差异性性依赖于物种、组织、亚型、结合配体、结合伙伴和翻译后修饰(如N-糖基化)的类型。不同的AFP变体具有不同的生物学功能;例如,研究发现,HCC患者血清中岩藻糖基化的AFP变体水平升高,但在正常患者血清中检测不到。多不饱和脂肪酸结合AFP变体在TME中起重要作用,并影响树突状细胞(DC)和自然杀伤细胞(NK细胞)的活化。

(数据来源 Munson PV. Trends Immunol. 2022)

03

AFP在肝细胞癌(HCC)中的信号通路和调控

AFP可以与AFP受体(AFPR)结合,激活PKA通路,诱导Ca2 +内流,使细胞内cAMP和PKA增加,增强DNA合成,促进癌基因c-Fos、c-Jun、Ras的表达,刺激肝癌细胞的生长。AFP与AFPR结合后,可触发促生长信号,促进AFP的内吞。内吞的AFP与PTEN相互作用,激活PI3K/AKT/mTOR通路,通过上调mTOR蛋白的表达来促进肝细胞癌(HCC)细胞的恶性行为。AFP不仅在调控肿瘤增殖中起重要作用,而且能增强癌细胞的抗凋亡作用。胞质AFP可通过影响TGF-β和p53/Bax/caspase-3信号通路,增强对凋亡因子的抵抗力。AFP还能抑制死亡受体3(DR3)的表达,并与caspase- 3结合,抑制肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)诱导的肿瘤细胞凋亡。AFP还可以通过上调MMP2/9的表达来促进HCC细胞侵袭和转移、上皮细胞粘附分子EpCAM和CXC趋化因子受体4(CXCR4)以及AFP敲除可显著抑制HCC细胞的迁移和侵袭能力。

(数据来源 Li W, et al. Curr Med Chem. 2021)

04

AFP的免疫抑制功能

AFP能抑制树突状细胞(DC)、NK细胞、T细胞等免疫细胞的活性,AFP能降DC的抗原呈递能力,从而阻止DC介导的T细胞活化。AFP还能通过调控NK细胞的信号通路,减弱其对肝癌细胞的细胞毒性。AFP一般不直接损害NK细胞的功能,而是通过阻碍DC成熟、减少DC分泌IL-12,间接抑制NK细胞的功能。AFP还能抑制T细胞的增殖和细胞毒性,从而减弱T细胞对肝癌细胞的反应。在没有AFP的情况下,DCs增强CD4+T细胞、CD8+T细胞和NK淋巴细胞的功能,从而阻碍肿瘤生长。在存在AFP的情况下,DCs促进Treg分化,但抑制CD8+T细胞和NK细胞的功能,从而形成免疫抑制环境并促进肿瘤生长。

(数据来源 Lu Y, et al. Front Oncol. 2024)

05

基于AFP的HCC治疗方法

开发AFP疫苗:可以针对AFP的D1区域进行疫苗设计,该区域不具有免疫抑制作用。疫苗接种可以促进树突状细胞的活性,刺激肝细胞癌的抗肿瘤反应。如果AFP由更多AFP工程树突状细胞呈递,则可以产生有益的CD8+和CD4+T细胞免疫反应。研究发现,AFP脉冲树突状细胞可以将特定的细胞毒性T淋巴细胞转向产生AFP的肝细胞癌细胞

CAR-T细胞疗法:AFP特异性嵌合抗原受体工程化T细胞(CAR-T细胞)目前正在针对MHC限制性AFP肽进行开发,这些T细胞可以针对AFP表达的肿瘤细胞进行靶向杀伤,并且可以克服使用疫苗诱导的T细胞在肿瘤微环境中的局限性,如低频率和耗竭表型。

(数据来源 Mandlik DS, et al. World J Gastroenterol. 2023)

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