楊一蕃 張德奎 謝瑞霞

盤狀結(jié)構(gòu)域受體1(DDR1)是一種近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的新型受體型蛋白酪氨酸激酶(RTK)，能與膠原蛋白特異性結(jié)合并激活[1],與纖維化的形成密切相關(guān)。研究DDR1在纖維化中的作用機(jī)制對(duì)纖維化的治療具有重要意義。我們現(xiàn)對(duì)DDR1在纖維化中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為纖維化的治療提供新思路。

一、DDR1概述

DDR是酪氨酸激酶家族的跨膜膠原受體,分為DDR1和DDR2。DDR1是由Johnson等[2]于1993年篩選乳腺癌細(xì)胞中的蛋白酪氨酸激酶時(shí)發(fā)現(xiàn)的一種新型RTK，屬于非整合型的膠原受體家族。DDR1由一個(gè)胞外盤狀結(jié)構(gòu)域(DS)、DS-樣結(jié)構(gòu)域、短胞外近膜(EJXM)區(qū)域、跨膜螺旋域、細(xì)胞內(nèi)近膜(IJXM)區(qū)域和細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域組成。其中，DS域包含膠原蛋白結(jié)合位點(diǎn)；DS-樣結(jié)構(gòu)域有助于膠原誘導(dǎo)的受體活化；EJXM區(qū)域包含N-和O-糖基化位點(diǎn)和基質(zhì)金屬蛋白酶的切割位點(diǎn)；中間的跨膜螺旋域通過(guò)一個(gè)跨膜亮氨酸拉鏈基序連接胞外和胞內(nèi)區(qū)域；IJXM區(qū)域含有磷酸化酪氨酸，其可作為DDR1結(jié)合配體的停泊位點(diǎn)；細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域含有同源性胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)和胰島素受體家族成員。DDR1基因定位于人染色體6P21和小鼠染色體17C[3]，廣泛表達(dá)于人和小鼠的正常組織器官，如腦、腎臟、肺臟、肝臟、乳腺等，主要由上皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表達(dá)[4-5]。兩種DDRs均可與Ⅰ～Ⅲ型膠原纖維結(jié)合，DDR1也可以結(jié)合Ⅳ型和Ⅶ型膠原，而DDR2還可以結(jié)合Ⅹ型膠原[6]。

二、DDR1與纖維化

1.DDR1與血管纖維化：動(dòng)脈粥樣硬化的病理特征是血管壁內(nèi)膜增厚，通過(guò)促進(jìn)平滑肌細(xì)胞(SMCs)增殖和遷移，以及調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的合成與降解，從而發(fā)揮作用。人為損傷DDR1基因敲除組鼠的頸動(dòng)脈發(fā)現(xiàn)，其頸動(dòng)脈內(nèi)膜增厚程度較空白對(duì)照組輕，同時(shí)表現(xiàn)出SMCs增殖、MMP生成和ECM合成下降。此外，DDR1在體外介導(dǎo)膠原依賴的SMCs遷移和膠原重構(gòu)，佐證了DDR1在動(dòng)脈粥樣硬化中的潛在作用[7]。研究顯示，DDR1在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展中至關(guān)重要,其可促進(jìn)炎癥和纖維化早期斑塊形成[8],因此，針對(duì)DDR1展開(kāi)更深入的研究對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化的治療有重要意義。

2.DDR1與肺纖維化：有研究應(yīng)用博萊霉素誘導(dǎo)小鼠肺損傷后發(fā)現(xiàn)，缺乏DDR1的小鼠肺損傷程度較輕，其特征是膠原蛋白水平降低[9]。據(jù)報(bào)道，DDR1缺失可以通過(guò)阻斷p38有絲分裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)的激活來(lái)減輕博萊霉素誘導(dǎo)的肺部炎癥和肺纖維化[10]。四氫異喹啉衍生物作為一種新型高選擇性DDR1抑制劑，在博萊霉素誘導(dǎo)的肺纖維化小鼠模型中顯示出良好的治療效果[11]。DDR1可以在人體支氣管上皮中表達(dá)，可能在調(diào)節(jié)特發(fā)性肺纖維化中發(fā)揮重要作用，有望為治療特發(fā)性肺纖維化提供新思路[7]。

3.DDR1與腎纖維化：生理?xiàng)l件下的DDR1并不活躍，而在腎臟疾病的發(fā)展過(guò)程中，DDR1被高度上調(diào)，主要在損傷部位表達(dá)[12]。DDR1缺失的小鼠可免受由血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)介導(dǎo)的蛋白尿、腎小球纖維化和炎癥的影響[13]。此外，有研究在單側(cè)輸尿管梗阻(UUO)和炎癥更為突出的抗腎小球基底膜(anti-GBM)腎小球腎炎模型中發(fā)現(xiàn)，抑制DDR1表達(dá)可通過(guò)減少炎癥細(xì)胞遷移來(lái)阻礙纖維化形成[10,13]。值得注意的是，疾病發(fā)生后使用反義寡核苷酸抑制DDR1表達(dá)對(duì)腎小球腎炎和輸尿管梗阻模型具有保護(hù)作用[14]，說(shuō)明DDR1抑制不僅可預(yù)防腎纖維化，而且可以治療腎纖維化。通過(guò)DDR1基因敲除或反義寡核苷酸靶向藥物抑制DDR1表達(dá)，可明顯減輕小鼠腎損傷[12]。對(duì)幾種腎臟損傷模型中DDR1缺失小鼠進(jìn)行詳細(xì)分析結(jié)果顯示，與野生型小鼠相比，DDR1缺失的小鼠腎功能相對(duì)較完善，纖維化及炎癥浸潤(rùn)程度也較輕。此外，DDR1的某些單核苷酸多態(tài)性與兒童腎病的易感性和疾病進(jìn)展相關(guān)[9]，提示DDR1是炎性腎病發(fā)生和發(fā)展的關(guān)鍵介質(zhì)。由于腎臟正常生理功能的維持不需要DDR1的表達(dá)，因此以DDR1為靶點(diǎn)的藥物在治療炎性腎病中可能具有良好的前景[7]。

三、DDR1在纖維化形成中的可能機(jī)制

1.DDR1通過(guò)活化來(lái)調(diào)節(jié)膠原蛋白和肌球蛋白機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：組織和器官的結(jié)構(gòu)和功能維持依賴于細(xì)胞與ECM緊密調(diào)節(jié)的相互作用，這些相互作用處于動(dòng)態(tài)平衡，平衡細(xì)胞內(nèi)肌球蛋白產(chǎn)生的張力和ECMs的機(jī)械特性所帶來(lái)的細(xì)胞外阻力。這種平衡發(fā)生紊亂可能導(dǎo)致纖維化病變的發(fā)生發(fā)展。所有纖維化病變最常見(jiàn)的結(jié)局是膠原重構(gòu)失調(diào)，而DDR1和DDR2是唯一直接與膠原蛋白相互作用的酪氨酸激酶[15-16]。

目前被廣泛接受的一種DDR1激活機(jī)制為膠原誘導(dǎo)的DDR1聚合現(xiàn)象[17-18]，在纖維膠原的刺激下，激活的DDR1主要以低聚體形式存在。而DDR1低聚是其與膠原蛋白高親和力結(jié)合所必需的前提條件[11]。膠原蛋白結(jié)合誘導(dǎo)DDR1初步聚合，促進(jìn)DDR1激酶域的活化及其與肌球蛋白ⅡA的結(jié)合。同時(shí)DDR1激活進(jìn)一步增加DDR1聚類，增強(qiáng)DDR1與肌球蛋白ⅡA的聯(lián)系。DDR1與肌球蛋白ⅡA聯(lián)合調(diào)控膠原的粘附和遷移[5,15]。

2.DDR1可能通過(guò)刺激下游促纖維化信號(hào)通路促進(jìn)組織纖維化：上皮細(xì)胞在正常發(fā)育過(guò)程中會(huì)從上皮細(xì)胞向間質(zhì)表型轉(zhuǎn)變,這種現(xiàn)象被稱為上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)[18]。EMT是一種病理生物學(xué)過(guò)程，使極化的上皮細(xì)胞獲得間充質(zhì)表型，可以導(dǎo)致上皮粘附分子E-鈣粘蛋白轉(zhuǎn)換為N-鈣粘蛋白，使細(xì)胞遷移速度加快，并產(chǎn)生大量膠原蛋白[19-20]，從而促進(jìn)纖維化。研究表明，小鼠乳腺上皮細(xì)胞通過(guò)整合素、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、Rac1和c-Jun氨基末端激酶(JNK)等信號(hào)通路上調(diào)N-鈣粘蛋白，并產(chǎn)生膠原蛋白[21-22]。信號(hào)通路的啟動(dòng)需要兩個(gè)膠原受體——α1β2整合素和DDR1。局灶性粘附激酶(FAK)相關(guān)蛋白酪氨酸激酶(Pyk2)位于DDR1的下游，而FAK位于α1β2整合素的下游。這兩種受體復(fù)合物都依賴于p130CAS相關(guān)的底物支架。p130CAS作為一個(gè)支架結(jié)合復(fù)合物，包括α1β2整合素和DDR1及其直接下游效應(yīng)因子FAK和Pyk2[19]。這個(gè)信號(hào)/結(jié)構(gòu)復(fù)合體的中心蛋白是FAK，其在整合素聚類的基礎(chǔ)上自磷酸化，重新激活其他激酶，進(jìn)一步磷酸化FAK，為其他下游蛋白(包括p130CAS支架)創(chuàng)建結(jié)合位點(diǎn)[23]。α1β2整合素與DDR1及膠原蛋白Ⅰ相互作用，激活FAK和Pyk2，進(jìn)一步激活下游信號(hào)通路[19]。p130CAS已被證明能夠激活JNK和ERK，而JNK和ERK是轉(zhuǎn)錄因子的上游激活因子，負(fù)責(zé)調(diào)控參與細(xì)胞存活、轉(zhuǎn)化、遷移和侵襲上調(diào)N-鈣粘蛋白[24-25]，誘導(dǎo)Ⅰ型膠原發(fā)生EMT，促進(jìn)組織纖維化。

3.DDR1通過(guò)促進(jìn)炎癥反應(yīng)促進(jìn)纖維化：在高血壓腎病模型中，AngⅡ可能通過(guò)促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞應(yīng)激的機(jī)制增加腎血管和系膜細(xì)胞中DDR1的表達(dá)[24]。同時(shí)，AngⅡ直接誘導(dǎo)腎微血管和腎小球中Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型膠原蛋白的異常表達(dá)[21]。膠原與DDR1結(jié)合后導(dǎo)致其活化和磷酸化，從而激活DDR1刺激促炎通路(如p38 MAPK通路)或促進(jìn)核轉(zhuǎn)錄因子κB、促炎細(xì)胞因子的合成。最后，促炎細(xì)胞因子進(jìn)一步增強(qiáng)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、ECMs合成和DDR1表達(dá)。DDR1通過(guò)促進(jìn)炎癥反應(yīng)從而促進(jìn)ECMs合成，從而導(dǎo)致慢性腎臟病(CKD)的發(fā)生和進(jìn)展[25]。有研究表明，膠原蛋白與DDR1受體二聚體結(jié)合，誘導(dǎo)受體磷酸化和活化，刺激促炎和促纖維化通路，形成持續(xù)腎損傷的惡性循環(huán)[12]。抑制DDR1表達(dá)可通過(guò)抑制炎癥細(xì)胞遷移來(lái)減少纖維化[10，13]，DDR1缺失的巨噬細(xì)胞在單核細(xì)胞趨化蛋白-1的作用下不能遷移，表明DDR1主要通過(guò)促進(jìn)炎癥反應(yīng)而導(dǎo)致纖維化。

綜上，DDR1作為纖維化疾病的一個(gè)可能的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)，是一種與纖維化形成相關(guān)的新型RTK，可能通過(guò)參與膠原蛋白機(jī)械過(guò)程、刺激下游促纖維化信號(hào)通路及促進(jìn)炎癥反應(yīng)參與纖維化的形成，抑制DDR1表達(dá)可改善纖維化。纖維化涉及細(xì)胞、信號(hào)通路和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的范圍較廣泛，因此目前臨床上針對(duì)纖維化的治療有一定局限性，未來(lái)有待對(duì)DDR1進(jìn)行更加深入的研究，為臨床治療纖維化提供安全有效的治療方案。