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信号通路基石指南

受体酪氨酸激酶网络

受体酪氨酸激酶 (RTK) 是跨膜蛋白,可将细胞外生长因子信号转化为细胞内激酶活性,启动增殖和生存级联。人类基因组中编码了约 58 个 RTK(ErbB、VEGFR、MET、FGFR、RET、ALK、ROS1 家族),通过突变、扩增或自分泌配体环导致的 RTK 失调是癌症中最常见的致癌事件之一。至关重要的是,RTK 是最容易处理的一类用于治疗靶向的癌蛋白——无论是通过占据 ATP 结合袋的小分子 TKI 还是通过靶向细胞外结构域的单克隆抗体。

快速解答

配体结合诱导 RTK 二聚化,从而触发细胞内酪氨酸残基的反式自磷酸化。这些磷酸酪氨酸充当含有 SH2 结构域的衔接蛋白(GRB2、SHC、p85/PI3K)的对接平台,支撑激活 RAS/MAPK 和 PI3K/AKT 级联的信号复合物的组装。信号终止是通过 c-CBL 介导的 RTK 泛素化和溶酶体降解以及 PTEN/磷酸酶介导的 PIP3 去磷酸化来实现的。

机制概述

配体结合诱导 RTK 二聚化,从而触发细胞内酪氨酸残基的反式自磷酸化。这些磷酸酪氨酸充当含有 SH2 结构域的衔接蛋白(GRB2、SHC、p85/PI3K)的对接平台,支撑激活 RAS/MAPK 和 PI3K/AKT 级联的信号复合物的组装。信号终止是通过 c-CBL 介导的 RTK 泛素化和溶酶体降解以及 PTEN/磷酸酶介导的 PIP3 去磷酸化来实现的。

受体酪氨酸激酶激活

EGFR / HER2ErbB 家族VEGFR1/2/3血管生成MET / ALK致癌 RTKRAS / PI3K不同的效应器MAPK/ERKAKT / mTOR扩散生存/成长
激酶/信号传导癌基因肿瘤抑制剂蜂窝输出抑制

逐步途径

1
配体诱导的 RTK 二聚化

生长因子结合诱导构象变化,暴露受体二聚化臂。大多数 RTK 形成同型二聚体; ErbB 家族成员优先异二聚化,其中 HER2 作为缺乏自身高亲和力配体的首选伴侣。

2
反式自磷酸化

二聚化 RTK 激酶结构域采用不对称构型:一种激酶(激活剂)催化磷酸化另一种激酶(受体)中的酪氨酸。磷酸酪氨酸的模式决定优先激活哪些信号通路。

3
RAS/MAPK 通路参与

EGFR 上的磷酸化 Tyr1068 通过 GRB2 SH2 结构域招募 GRB2-SOS 复合物。 SOS通过GDP→GTP交换激活RAS。 GTP-RAS 同时驱动 RAF/MEK/ERK 增殖级联和 PI3K/AKT 存活级联。

4
HER3 介导的 PI3K 激活

HER3(激酶死亡 RTK)是 ErbB 家族中最有效的 PI3K 激活剂,因为它有 6 个 YXXM 基序直接招募 p85-PI3K。 HER2/HER3 异二聚体无需接头中间体即可产生最大的 PI3K/AKT 信号传导,这解释了 HER2 扩增肿瘤的特殊促生存驱动力。

5
RTK 内部化和信号终止

c-CBL E3 连接酶在 Tyr1045 处泛素化激活 EGFR,通过网格蛋白包被的囊泡或巨胞饮作用促进受体内化。内体受体要么被降解(溶酶体),要么被回收(Rab11 依赖性)。癌症中的自分泌配体环破坏了这种机制。

6
致癌 RTK 激活机制

癌症通过以下方式利用 RTK:激活激酶结构域突变(EGFR 外显子 19 del/L858R)、基因扩增增加表面受体密度(HER2、EGFR)、自分泌配体环(透明细胞 RCC 中的 VEGFA)、配体独立的组成活性(GBM 中的 EGFRvIII 缺失突变体)和致癌融合蛋白(EML4-ALK、RET 融合)。

疾病相关性

RTK 激活改变定义了分子上不同的癌症亚型,具有显着不同的预后和治疗反应。 EGFR 突变 NSCLC 接受奥希替尼治疗后,中位无进展生存期 (PFS) 为 18 个月以上(相比之下,接受化疗的中位无进展生存期约为 6 个月)。通过 HER2 靶向治疗,HER2+ 乳腺癌的 5 年生存率已从约 50% 上升至 >90%。 ALK 重排 NSCLC 对劳拉替尼的应答率 >75%。

治疗意义

受体导向疗法包括抗体、激酶抑制剂、双特异性抗体和抗体药物偶联物,但每种药物都能识别特定的受体状态并具有特定适应症的证据。耐药性可能涉及次要靶点改变、旁路信号传导、药物输送改变或组织学转化;这种模式是异质的,并且在一条时间线上并非不可避免。 Sacituzumab govitecan 靶向 TROP2,不应被解释为一般 RTK 导向药物。

常见问题

HER2 与其他 ErbB 家族受体有何不同?

HER2 的独特之处在于缺乏已知的激活配体(它是“孤儿”受体)并且是 EGFR、HER3 和 HER4 的首选异二聚化伴侣。 HER2 的激酶结构域具有组成型活性,并且始终充当不对称二聚体中的“激活剂”激酶 - 使得扩增在驱动信号传导方面非常有效,而无需任何配体。

为什么抗 EGFR 抗体(西妥昔单抗)在 KRAS 突变结直肠癌中失败?

西妥昔单抗阻断 EGFR 胞外结构域,防止配体结合和受体激活。然而,如果 KRAS 由于致癌突变而被组成型 GTP 锁定,则无论上游 EGFR 状态如何,KRAS 都会持续发出信号。抗 EGFR 治疗对突变点下游没有影响——这解释了在开西妥昔单抗或帕尼单抗处方之前必须进行 RAS 检测。

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参考文献

  1. 1莱蒙马,施莱辛格 J (2010). 受体酪氨酸激酶的细胞信号传导. 细胞. PubMed 20602996
  2. 2Bhullar KS 等人。 (2018). 激酶靶向癌症治疗:进展、挑战和未来方向. 摩尔癌症. PubMed 24136308
  3. 3罗斯科斯基 R Jr (2014). 蛋白酪氨酸激酶 ErbB/HER 家族与癌症. 药理学研究. PubMed 15329741
  4. 4Hirsch FR 等人。 (2017). 肺癌:当前疗法和新的靶向治疗. 柳叶刀. PubMed 28481359