实力靶点CLDN18.2:群狼环伺,谁主沉浮?


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Claudin(CLDN)蛋白是上皮细胞紧密连接的重要组成之一 , 其异常表达或失调会导致上皮细胞和内皮细胞的结构损伤和功能受损 , 已成为包括肿瘤、炎症性肠病、皮肤病在内的多种疾病的治疗靶标或生物标记物[1] 。 肿瘤适应症是CLDN靶点新药研发最受关注的领域之一 , 尤其是靶向CLDN18.2药物在胃癌领域的应用 , 是近几年备受追捧的投资研发热点 。
Claudin的发现和分类
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Claudin于1998年被ShoichiroTsukita及其同事克隆并命名 。 “Claudin”的名字来源于拉丁语“claudere(关闭)” , 已经表明了这些蛋白质的屏障作用 。
Claudins是一类存在于上皮和内皮间顶端的膜蛋白 , 具有四个跨膜结构域 , 包括位于细胞质中的N端和C端 , 以及两个胞外结构域 。 N端通常很短(4-10个氨基酸) , 而C末端包含21-63个氨基酸 , 是这类蛋白质在紧密连接中定位所必需的[2] 。 胞外结构域的第1个细胞外环由大约53个氨基酸组成 , 第2个环大约有24个氨基酸 。
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密蛋白结构的示意图 。 密蛋白是具有域1-4(TMD-1、TMD-2、TMD-3和TMD-4)的跨膜蛋白 。 密蛋白的-COOH末端包含PDZ结合域 , 该域经过转录后修饰 , 对信号转导十分重要(来源:参考资料2)
上皮细胞的细胞间粘附主要通过粘附连接和紧密连接两种类型保持 。 其中 , 紧密连接由闭合蛋白(Occludin)、紧密蛋白(Claudin)、连接粘附分子(JAM)、ZO蛋白等成分组成 , 在上皮细胞层中发挥屏障功能和栅栏功能 , 调节离子、水和各种大分子甚至癌细胞通过细胞旁路通道 , 在上皮细胞的增殖、存活、凋亡和分化中具有重要作用[2] 。
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上皮细胞和细胞旁转运之间紧密连接位置的示意图;下部代表紧密连接及其主要组成(来源:参考资料3)
Claudin是一个多基因家族 , 目前在哺乳动物中至少发现了27个CLDN成员 。 根据其蛋白序列相似度 , 分为经典紧密蛋白(1-10、14、15、17、19)和非经典紧密蛋白(11-13、16、18、20-24) , 这也反映在细胞外环1和2的衍生序列-结构功能关系中 。 根据蛋白序列的相似度来区分Claudin的类型最早是应用在小鼠的CLDN分析中 , 随后拓展至人的CLDN蛋白分析中[2,4] 。 此外 , CLDN还可以根据生理功能分为成孔蛋白和封闭蛋白[5] 。
2001年 , TomoakiNiimi等人分离并表征了CLDN基因家族的重要新成员——Claudin18(CLDN18)[6] 。 人类CLDN18基因位于22号染色体长臂q3 , 基因全长35kb 。 CLDN18通过选择性剪接会表达两种亚型蛋白 , 即CLDN18.1和CLDN18.2 。 这两种蛋白异构体均由261个氨基酸组成 , 同样具有四个跨膜结构域 , 蛋白序列高度同源 , 仅在N端(ECL1)和第一个细胞外环大约50个氨基酸的序列中有7个氨基酸残基差异[7-9] 。
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CLDN18基因结构(来源:参考资料7)
从表达位置上看 , CLDN18是肺和胃上皮细胞紧密连接的主要成分 , CLDN18.1主要在肺细胞中表达 , CLDN18.2则主要表达在胃上皮细胞中 。 正常生理条件下 , CLDN18.2不在任何健康组织中表达 , 仅在胃粘膜上的分化上皮细胞中表达 。 随着研究进展 , 发现CLDN18.2在胃癌、胰腺、食管、卵巢、乳腺癌、肺癌等原发性恶性肿瘤中高表达或异位激活[9] , 鉴于其特异表达的潜质 , CLDN18.2已经成为抗肿瘤的新兴靶标 。