引用本文： 邱振東, 鄧文宏, 王衛星. Gas6/Axl在胃腸道惡性腫瘤中的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2023, 30(7): 857-862. doi: 10.7507/1007-9424.202303048 復制
胃癌和結直腸癌是常見的惡性腫瘤，也是全世界癌癥死亡的主要原因之一。盡管結腸鏡檢查和上消化道內鏡篩查是檢測胃腸道癌前息肉和癌前病變的有效手段，但大多數患者病情仍會進展到癌癥的晚期，而且現有療法的長期療效有限。因此，了解胃腸道惡性腫瘤發生和發展的分子機制已成為胃腸道腫瘤預防和早期干預的重要策略[1]。
Tyro3、Axl和Mer（TAM）受體酪氨酸激酶是人類基因組中調節一系列重要生物學過程的蛋白家族[2]。其中Axl是TAM亞家族的成員，如今在許多腫瘤中可作為評估預后的生物學標志物，它的顯著致癌作用使它成為開發抗腫瘤制劑的理想靶點[3]。TAM家族的常見配體包括Gas6、蛋白S、Tubby、Tubby樣蛋白1和半乳糖凝素-3，其中Gas6與TAM家族的親和力最高。且近年的研究[4]發現，Gas6/Axl信號是驅動癌細胞存活、增殖、遷移和侵襲的重要通路，為癌癥治療的潛在靶點。此外，Axl受體酪氨酸激酶經過蛋白酶解后，會釋放出一種可溶Axl蛋白進入血液，目前可溶Axl已在多種腫瘤中作為生物學標志物進行研究[5]，如胰腺導管腺癌[6]。
盡管如此，TAM家族受體及其配體在消化系統中的研究仍不多，甚至在胃腸道腫瘤中的報道也極少。且胃腸道腫瘤目前的治療方式多為手術切除或與新輔助放化療聯合，Gas6/Axl信號還與腫瘤微環境、腫瘤耐藥性密切相關[7]。因此研究該信號通路以開發有效藥物也成為近年的抗腫瘤研究熱點。
1 Gas6/Axl的蛋白結構與信號傳導
受體酪氨酸激酶是細胞表面的受體，介導胞內生理反應和維持細胞穩態，然而受體酪氨酸激酶的基因擴增、過度表達和激活突變往往與癌癥的發生、發展和轉移有關[8]。TAM亞家族的成員之一Axl于1988年首次從慢性粒細胞白血病細胞中分離出來[9]。在結構上，Axl包含2個免疫球蛋白樣（immunoglobulin like，IgL）結構域、2個纖連蛋白Ⅲ（fibronectin Ⅲ，FNⅢ）結構域、1個跨膜結構域和1個胞內酪氨酸激酶（tyrosine kinase，TK）結構域 [10]。Axl通路可被其配體Gas6激活，Gas6屬于維生素K依賴性蛋白質家族。1995年，維生素K依賴信號糖蛋白Gas6被鑒定為TAM受體的配體[11]，Gas6可激活3種TAM受體，且對Axl親和力最高[12]。Gas6是一種由多個模塊組成的可溶性糖蛋白，包含1個γ-羧基谷氨酸（carboxyglutamic acid， GLA）結構域、4個表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）樣結構域和2個層粘連蛋白G樣（laminin G-like，LG）結構域。N端GLA結構域介導與細胞膜、凋亡細胞和碎片上表達的磷脂酰絲氨酸結合。Gas6的凝血酶敏感環區將GLA結構域連接到4個EGF樣重復序列，然后是C末端性激素的結合球蛋白樣結構域，其IgL1結構域與Axl的LG結構域建立聯系，Gas6與Axl通過Gas6的第1個LG樣結構域同時與Axl胞外域的2個IgL結構域相互作用，以一對一的受體與配體比率結合，然后與另一個Gas6-Axl復合物在細胞內激酶結構域經歷同源二聚化和隨后的反式自磷酸化，從而招募含有Src同源性2分子或其他磷酸酪氨酸結合結構域的銜接分子和效應蛋白并激活下游信號[13]。目前已在Axl激酶結構域中鑒定出6個磷酸化位點，其中Tyr698、Tyr702和Tyr703負責Axl激活，而Tyr779、Tyr821和Tyr866是確保激酶功能的完整性所必需的位點，它們一旦磷酸化便會成為參與銜接子和效應結合蛋白募集和磷酸化的停靠位點，最終激活下游信號級聯反應[14]，見圖1。
圖1
示Gas6和Axl蛋白的結構及其相互作用形式和對下游的影響
另一方面，Axl也可通過Gas6非依賴性機制激活[15]，這是由于多種因素誘導的Axl過表達可導致Axl細胞外結構域聚集或不依賴配體的同型二聚化，例如在人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）陽性的乳腺癌中，Axl能與HER2異二聚化使其不依賴Gas6激活并促進耐藥性和腫瘤進展[16]。此外，Axl與表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）穩定的相互作用也能以Gas6非依賴性方式激活Axl，并促進許多下游效因子的上調[17]。磷脂酰肌醇3激酶/激活蛋白激酶B（phosphatidylinositide 3-kinases/serine/threonine kinase Akt，PI3K/AKT）、絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調節激酶（mitogen activated protein kinase/extracellular signal regulated kinase， MAPK/ERK）、激酶Janus/信號轉導和轉錄激活因子（Janus kinase/signal transducer and activator of transcription， JAK/STAT）和核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）信號通路作為Gas6/Axl軸的重要下游通路發揮作用，該下游效應還包括對許多腫瘤生物學行為的影響，如腫瘤的發生、遷移、侵襲、耐藥性、血管生成等[18]
2 Gas6/Axl與機體穩態
TAM受體及配體在整個生理發育和成年期調節許多細胞功能，它們在多種細胞類型和組織中表達，在免疫、神經、血管、骨骼和生殖系統的穩態調節中發揮重要作用[19]。此外，Gas6/Axl信號在成人組織中的功能喪失與組織穩態和疾病狀態的破壞有關，且能使各種組織中的細胞功能性獲得促腫瘤表型[20]。 Axl/Gas6信號通路可調節多種細胞反應，如增殖、存活、黏附、自噬、血小板聚集和自然殺傷細胞分化，還參與多種病理情況的調節，如炎癥、神經系統病變、病毒感染、腫瘤等。
近年來，TAM 在呼吸系統疾病領域的作用逐漸引起人們關注，特別是由于COVID- 19的爆發，SARS-CoV-2感染中的Gas6/TAM 軸激活成為研究的熱點。有研究[21]表明，TAM通路參與了SARS-CoV-2感染的不同階段，但主要集中在病毒擬態和免疫血栓形成階段，而且血漿Gas6水平與疾病嚴重程度直接相關；更有進一步的機制研究[22]表明，病毒是通過網格蛋白非依賴性途徑調控Gas6/Axl所介導的內吞作用進入細胞的。
目前通過免疫療法清除淀粉樣蛋白-β（amyloid-β，Aβ）仍是阿爾茨海默病最有希望的治療方法之一。 Jung等[23]利用Gas6可通過TAM受體清除死細胞的特性，通過Gas6的截短受體結合域開發了一種Aβ吞噬作用誘導劑，這種嵌合融合蛋白（αAβ-Gas6）可通過TAM受體依賴性吞噬作用選擇性地消除Aβ斑塊，而不誘導NF-kB介導的炎癥反應或反應性神經膠質增生；同時，αAβ-Gas6可以通過激活小膠質細胞和星形膠質細胞吞噬作用來誘導Aβ的協同清除，改善阿爾茨海默病和腦淀粉樣血管病模型小鼠的突觸消除和微出血顯著減少，從而產生更好的行為結果。
此外，還有研究表明Gas6調節牙周組織中的免疫調節和炎癥機制，Gas6/TAM相互作用有助于牙周膜細胞穩態，并可能參與肥胖傾向[24]。小鼠Gas6的基因消融可防止心臟肥大和功能障礙。在臨床研究[25]中發現，急性心力衰竭者血漿Gas6水平升高，會增加其全因死亡風險及心血管死亡風險。
3 Gas6/Axl與胃腸道惡性腫瘤
3.1 Gas6/Axl與胃癌
作為長鏈非編碼RNAs（ long non-coding RNA，lncRNAs）的一個大類，非編碼反義（anti-sense，AS）轉錄物的功能特點是在各種病理生理過程中發揮關鍵作用，包括腫瘤生物學。一項關于AS與胃癌的研究[26]結果顯示，Gas6-AS1在胃癌組織中的表達明顯上調，并與胃癌患者分期晚（Ⅲ+Ⅳ期）有關；同時在功能學試驗中發現，Gas6-AS1通過促進細胞進入S期，在體外具有促進細胞增殖、遷移和侵襲能力，在體內促進異種移植腫瘤的生長；進一步機制探索結果顯示，Gas6-AS1可以通過形成RNA-RNA雙鏈，在轉錄或翻譯水平上控制其同源的感性基因Gas6的表達，從而誘導Axl水平的提高，推動Axl信號通路的激活。在另一項關于胃癌的lncRNA研究[27]中，通過分析GEO數據庫多個胃癌隊列，發現Argonaute2蛋白被LINC00346招募，并通過拮抗miR-34a-5p抑制CD44、Notch1和Axl蛋白翻譯的能力。
從Axl的mRNA水平來看，一項大數據集研究[28]分析了5個數據集（1個TCGA 和4個 GEO 數據集），發現Axl與胃癌壞死性凋亡有關，且在31對胃癌 和鄰近正常組織樣本中得到驗證；進一步的分析結果表明，Axl mRNA水平高的患者總生存率降低；且該類患者腫瘤突變負荷、微衛星不穩定性降低，而腫瘤免疫功能障礙和排斥評分升高，意味著Axl與胃癌中的免疫逃逸有關。
此外，癌癥相關成纖維細胞（cancer associated fibroblasts，CAF）對胃癌進展的影響最近已被證實。Bae等[29]研究發現，胃癌患者癌組織中磷酸化Axl（p-Axl）蛋白過表達，且高水平的p-Axl與不良的總生存率明顯相關；且相較于正常胃黏膜上皮細胞系與胃癌細胞系，CAF中的Gas6表達更高；胃癌細胞系與CAF共培養后，p-Axl的表達上調，細胞存活率與上皮-間質轉化指標水平增高；進一步研究結果顯示，Axl的小分子抑制劑BGB324可以抑制CAF對胃癌細胞系的影響。
隨著基因組分析技術的發展和包括酪氨酸激酶抑制劑在內的分子靶向藥物的出現，癌癥治療已經進入了一個新的時代，但分子靶向藥物的獲得性耐藥仍不可避免，在胃癌治療中亦有體現。在一項報道了泛HER抑制劑阿法替尼對HER2陽性胃癌細胞耐藥機制的研究[30]中，研究人員通過建立了阿法替尼耐藥的胃癌細胞系N87和SNU216，發現上皮-間質轉化因子和Axl的激活是HER2驅動的胃癌中阿法替尼耐藥的新機制。在另一項胃癌與Axl的藥物研究中[31]發現，姜黃素類似物 WZ35可通過活性氧-Axl軸以維持胃癌細胞的谷胱甘肽耗竭表型，并能介導胃癌細胞的活性氧進一步調節氨基酸代謝，以支持腫瘤微環境的代謝重塑與RNA甲基化在腫瘤轉移中的作用。
在胃癌領域，對于Gas6/Axl的探索仍處于早期階段，目前的研究主要集中在大數據分析和對胃癌細胞表型變化的后續驗證上。機制研究通常圍繞腫瘤微環境展開，包括腫瘤免疫逃逸、腫瘤免疫細胞以及氨基酸代謝的重塑。Axl抑制劑于其他類型腫瘤[32-34]已經進入的聯合免疫治療的臨床研究階段，但在胃癌的研究中仍處于基礎實驗水平。因此，Gas6/Axl有望成為胃癌治療的重要靶點。
3.2 Gas6/Axl與結直腸癌
異常的血管生成是癌癥的一個標志，并與腫瘤的發展有著關鍵的聯系。血管周圍細胞是血管的重要組成部分，而腫瘤血管周圍細胞衍生的細胞外囊泡（tumour perivascular cell-derived extracellular vehicles，TPC-EVs）在血管生成中的作用仍然難以確定。TPC-EVs含有Gas6，它通過激活Axl途徑誘導招募內皮祖細胞（endothelial progenitor cells，EPCs）來實現腫瘤血管化。 沉默的Gas6和Axl抑制劑通過損害EPCs的招募而明顯地抑制了腫瘤的再血管化。一項結直腸癌的研究發現，瑞戈非尼和Axl抑制劑聯合治療是 通過抑制腫瘤生長而提高了小鼠轉移性結直腸癌模型的總生存率。在抗血管生成酪氨酸激酶抑制劑停藥的實驗環境中，對血管周圍細胞的藥理抑制和基因消融在很大程度上削弱了結直腸癌血管化的反彈效應[35]。該團隊還利用遺傳小鼠模型和藥物抑制劑，發現血管周圍細胞的消減抑制了同種移植的結直腸癌腫瘤的血管生成；并進一步發現，沉默Gas6或阻斷Axl途徑可抑制TPC-EVs在體外和體內誘導的血管生成[36]。
Gas6/Axl信號通路在腫瘤微環境中也有著重要作用。在免疫細胞中，TAM受體酪氨酸激酶可以抑制炎癥，以利于正常的傷口愈合反應，從而有可能促使癌細胞逃避免疫監視。 Yokoyama等[37]的研究結果顯示，在腫瘤發展過程中，免疫細胞和結直腸癌腫瘤細胞上的Axl表達持續上調，泛TAM小分子激酶抑制劑RXDX-106能激活先天（瘤內巨噬細胞和樹突狀細胞）和適應性免疫（瘤內CD8+ T細胞），并且增強免疫檢查點抑制劑α-PD-1Ab的作用，抑制腫瘤的生長和進展，從而提高了抗腫瘤的療效和生存率。
腫瘤微環境與腫瘤耐藥關系密切。在一項納入了307例結直腸癌患者的回顧性研究[38]中發現，Axl在55/307個腫瘤組織中高表達，與總體人群及RAS野生型患者的生存率降低有關；RAS野生型隊列中的無進展生存期在Axl陽性隊列中更短；從接受抗EGFR治療的患者獲得的三維培養結果為Axl陽性，顯示出抗EGFR藥物的耐藥性和對Axl抑制的敏感性。該機制在后續的體內試驗得到驗證，即Axl在結直腸癌細胞系中的轉染誘導了Axl的過表達和對EGFR抑制劑的抗性。
還有兩項研究也驗證了Gas6/Axl在結直腸癌耐藥中的重要作用。波羅象激酶1（Polo like kinase 1，PLK1）抑制劑作為抗腫瘤藥物具有很高的潛力，而耐藥性的出現是它在臨床實踐中使用面臨的一個主要挑戰。一項BI 2536（PLK1抑制劑）耐藥與結直腸癌的研究結果[39]顯示，辛伐他汀和BI 2536的聯合可通過Gas6/Axl信號通路和靶向甲羥戊酸酯途徑損害適應性抗性激活的機制，從而使抗性結直腸癌細胞系在體內外的重新敏感化。此外，Kawasaki等[40]在一項研究中從結腸癌HCT116細胞分離出來的轉移亞群中上調的lncRNAs，并將它們命名為癌癥轉移相關長鏈非編碼RNA （cancer metastasis-associated long intergenic non-coding RNA，CALIC），結果顯示CALIC/異質核核糖核蛋白-L復合物可以上調Axl，并且在結腸癌細胞中使用shRNA敲除CALIC或Axl可以減弱它們在小鼠中形成轉移的能力。
腫瘤的耐藥能力還與上皮-間質轉化有關。一項關于Axl與間充質表型（mesenchymal phenotype，CMS4）的結直腸癌研究結果[41]表明，Axl 和 轉化生長因子β （transforming growth factor beta，TGF-β）受體在 CMS4 腫瘤中上調，并且與 Ⅱ/Ⅲ 期結直腸癌手術后復發風險增加和總體生存率降低相關；該研究還發現Axl在3種結直腸癌細胞系HCT116、SW480和LoVo中高表達，Axl 和 TGF-β 的雙重抑制可顯著抑制結直腸癌腫瘤細胞的集落形成、成球以及遷移能力。此外， Liao等[42]結直腸癌中發現多肽 N-乙酰半乳糖氨基轉移酶2可修飾Axl 上的O-聚糖，并通過蛋白酶體依賴性途徑調控了 Axl 翻譯水平，敲減Axl可顯著逆轉多肽-N-乙酰半乳糖胺基轉移酶2過表達所促進的結直腸癌細胞侵襲。
lncRNA Gas6-AS1在結直腸癌中也有相關研究，大數據分析顯示Gas6-AS1在結直腸癌中顯著升高且與結直腸癌患者的不良預后呈正相關。并有進一步研究[43]發現，Gas6-AS1 通過內源競爭RNA網絡和FUS-依賴的方式在體外正向調節結直腸癌的細胞增殖、遷移、上皮-間質轉化，并在體內誘導結直腸癌生長和轉移。此外，Lu等[44]納入979例結直腸癌患者，篩選出Gas6-AS1等8 個與代謝相關的 lncRNAs 建立風險評分，同年齡和腫瘤分期作為獨立因素來預測結直腸癌患者的生存率，并且發現高風險組與腫瘤免疫逃逸有關。
還有研究發現，細菌以及病毒本身或其代謝產物也可通過Axl信號調控結直腸癌細胞的生物學行為。紫色桿菌素可通過下調結直腸癌細胞系HT29中Axl水平，抑制下游AKT及ERK的相關通路，進而促進結直腸癌細胞的凋亡、抑制結直腸癌細胞上皮-間質轉化標志物表達，并且這種上皮-間質轉化的抑制無法用TGF-β挽救[45]； Orf 病毒通過下調Axl調控結直腸癌細胞凋亡、血管生成能力和細胞周期，并在體內外顯著抑制結直腸癌細胞的增殖和遷移 [46]。
Gas6/Axl在結直腸癌領域研究有限，其中一部分仍停留在數據庫的轉錄組分析階段。在機制研究方面，主要涉及腫瘤血管生成與腫瘤耐藥。因此， Gas6/Axl在結直腸癌方面的探索仍任重道遠。
4 展望
近幾十年來，癌癥患者的臨床管理發生了巨大變化，靶向療法和免疫療法的使用徹底地改變了許多癌癥的臨床治療方案，然而這些新的治療方案由于腫瘤的耐藥性，無法長期有效地改善患者病情，需要不斷研究新的生物學標志物。Gas6/Axl信號是開發治療方法的新靶點，它涉及腫瘤發生的各個階段，也是腫瘤微環境的重要調節劑。隨著腫瘤耐藥研究的不斷發展，有關Gas6/Axl信號的研究目前已在腫瘤微環境、腫瘤血管生成等方面取得了許多有效的成果，如今的研究重點已在向腫瘤間質轉移，腫瘤間質中的各種成分特別是間充質干細胞在腫瘤的發生發展中通常起到決定性作用。 而且近年來腫瘤干細胞也是腫瘤領域較大的研究熱點，許多類型腫瘤中的干細胞研究已經較為深入，更新的概念“腫瘤干細胞池”逐漸進入研究人員的視野，根據現有的報道，Gas6/Axl信號可能是研究胃腸道惡性腫瘤一個較好的切入點。
在藥物研發方面，目前抗Gas6/Axl療法在血液惡性腫瘤中得到鞏固，甚至在實體瘤中也在迅速發展，其方式主要為靶向Axl的抑制劑。然而，Axl與其他受體酪氨酸激酶的高結構親和性并沒有讓腫瘤的療效變得可觀；因為臨床試驗中涉及的大多數Axl抑制劑為多靶點，藥物對多個位點的作用以及位點之間的相互作用仍待研究，而且許多靶點藥物面臨著選擇性低、臨床管理困難、毒性事件等相關問題。此外，TAM家族配體抑制劑的開發仍在起步階段，例如如何從藥理層面靶向高親和力配體Gas6從而調控Axl，并且避開激活Axl的非Gas6依賴途徑，其中機制仍需進一步探索與闡明。因此，Gas6/Axl信號的手段開發與測試過程需要更多的時間和更廣泛的研究，在臨床領域也是如此。尤其是提高藥物對Gas6/Axl的靶向性，將是腫瘤耐藥和腫瘤微環境領域的重要研究課題。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：邱振東負責文獻查詢與整理、文章撰寫；鄧文宏負責寫作指導；王衛星負責選題與文章框架構想。
胃癌和結直腸癌是常見的惡性腫瘤，也是全世界癌癥死亡的主要原因之一。盡管結腸鏡檢查和上消化道內鏡篩查是檢測胃腸道癌前息肉和癌前病變的有效手段，但大多數患者病情仍會進展到癌癥的晚期，而且現有療法的長期療效有限。因此，了解胃腸道惡性腫瘤發生和發展的分子機制已成為胃腸道腫瘤預防和早期干預的重要策略[1]。
Tyro3、Axl和Mer（TAM）受體酪氨酸激酶是人類基因組中調節一系列重要生物學過程的蛋白家族[2]。其中Axl是TAM亞家族的成員，如今在許多腫瘤中可作為評估預后的生物學標志物，它的顯著致癌作用使它成為開發抗腫瘤制劑的理想靶點[3]。TAM家族的常見配體包括Gas6、蛋白S、Tubby、Tubby樣蛋白1和半乳糖凝素-3，其中Gas6與TAM家族的親和力最高。且近年的研究[4]發現，Gas6/Axl信號是驅動癌細胞存活、增殖、遷移和侵襲的重要通路，為癌癥治療的潛在靶點。此外，Axl受體酪氨酸激酶經過蛋白酶解后，會釋放出一種可溶Axl蛋白進入血液，目前可溶Axl已在多種腫瘤中作為生物學標志物進行研究[5]，如胰腺導管腺癌[6]。
盡管如此，TAM家族受體及其配體在消化系統中的研究仍不多，甚至在胃腸道腫瘤中的報道也極少。且胃腸道腫瘤目前的治療方式多為手術切除或與新輔助放化療聯合，Gas6/Axl信號還與腫瘤微環境、腫瘤耐藥性密切相關[7]。因此研究該信號通路以開發有效藥物也成為近年的抗腫瘤研究熱點。
1 Gas6/Axl的蛋白結構與信號傳導
受體酪氨酸激酶是細胞表面的受體，介導胞內生理反應和維持細胞穩態，然而受體酪氨酸激酶的基因擴增、過度表達和激活突變往往與癌癥的發生、發展和轉移有關[8]。TAM亞家族的成員之一Axl于1988年首次從慢性粒細胞白血病細胞中分離出來[9]。在結構上，Axl包含2個免疫球蛋白樣（immunoglobulin like，IgL）結構域、2個纖連蛋白Ⅲ（fibronectin Ⅲ，FNⅢ）結構域、1個跨膜結構域和1個胞內酪氨酸激酶（tyrosine kinase，TK）結構域 [10]。Axl通路可被其配體Gas6激活，Gas6屬于維生素K依賴性蛋白質家族。1995年，維生素K依賴信號糖蛋白Gas6被鑒定為TAM受體的配體[11]，Gas6可激活3種TAM受體，且對Axl親和力最高[12]。Gas6是一種由多個模塊組成的可溶性糖蛋白，包含1個γ-羧基谷氨酸（carboxyglutamic acid， GLA）結構域、4個表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）樣結構域和2個層粘連蛋白G樣（laminin G-like，LG）結構域。N端GLA結構域介導與細胞膜、凋亡細胞和碎片上表達的磷脂酰絲氨酸結合。Gas6的凝血酶敏感環區將GLA結構域連接到4個EGF樣重復序列，然后是C末端性激素的結合球蛋白樣結構域，其IgL1結構域與Axl的LG結構域建立聯系，Gas6與Axl通過Gas6的第1個LG樣結構域同時與Axl胞外域的2個IgL結構域相互作用，以一對一的受體與配體比率結合，然后與另一個Gas6-Axl復合物在細胞內激酶結構域經歷同源二聚化和隨后的反式自磷酸化，從而招募含有Src同源性2分子或其他磷酸酪氨酸結合結構域的銜接分子和效應蛋白并激活下游信號[13]。目前已在Axl激酶結構域中鑒定出6個磷酸化位點，其中Tyr698、Tyr702和Tyr703負責Axl激活，而Tyr779、Tyr821和Tyr866是確保激酶功能的完整性所必需的位點，它們一旦磷酸化便會成為參與銜接子和效應結合蛋白募集和磷酸化的停靠位點，最終激活下游信號級聯反應[14]，見圖1。
圖1
示Gas6和Axl蛋白的結構及其相互作用形式和對下游的影響
另一方面，Axl也可通過Gas6非依賴性機制激活[15]，這是由于多種因素誘導的Axl過表達可導致Axl細胞外結構域聚集或不依賴配體的同型二聚化，例如在人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）陽性的乳腺癌中，Axl能與HER2異二聚化使其不依賴Gas6激活并促進耐藥性和腫瘤進展[16]。此外，Axl與表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）穩定的相互作用也能以Gas6非依賴性方式激活Axl，并促進許多下游效因子的上調[17]。磷脂酰肌醇3激酶/激活蛋白激酶B（phosphatidylinositide 3-kinases/serine/threonine kinase Akt，PI3K/AKT）、絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調節激酶（mitogen activated protein kinase/extracellular signal regulated kinase， MAPK/ERK）、激酶Janus/信號轉導和轉錄激活因子（Janus kinase/signal transducer and activator of transcription， JAK/STAT）和核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）信號通路作為Gas6/Axl軸的重要下游通路發揮作用，該下游效應還包括對許多腫瘤生物學行為的影響，如腫瘤的發生、遷移、侵襲、耐藥性、血管生成等[18]
2 Gas6/Axl與機體穩態
TAM受體及配體在整個生理發育和成年期調節許多細胞功能，它們在多種細胞類型和組織中表達，在免疫、神經、血管、骨骼和生殖系統的穩態調節中發揮重要作用[19]。此外，Gas6/Axl信號在成人組織中的功能喪失與組織穩態和疾病狀態的破壞有關，且能使各種組織中的細胞功能性獲得促腫瘤表型[20]。 Axl/Gas6信號通路可調節多種細胞反應，如增殖、存活、黏附、自噬、血小板聚集和自然殺傷細胞分化，還參與多種病理情況的調節，如炎癥、神經系統病變、病毒感染、腫瘤等。
近年來，TAM 在呼吸系統疾病領域的作用逐漸引起人們關注，特別是由于COVID- 19的爆發，SARS-CoV-2感染中的Gas6/TAM 軸激活成為研究的熱點。有研究[21]表明，TAM通路參與了SARS-CoV-2感染的不同階段，但主要集中在病毒擬態和免疫血栓形成階段，而且血漿Gas6水平與疾病嚴重程度直接相關；更有進一步的機制研究[22]表明，病毒是通過網格蛋白非依賴性途徑調控Gas6/Axl所介導的內吞作用進入細胞的。
目前通過免疫療法清除淀粉樣蛋白-β（amyloid-β，Aβ）仍是阿爾茨海默病最有希望的治療方法之一。 Jung等[23]利用Gas6可通過TAM受體清除死細胞的特性，通過Gas6的截短受體結合域開發了一種Aβ吞噬作用誘導劑，這種嵌合融合蛋白（αAβ-Gas6）可通過TAM受體依賴性吞噬作用選擇性地消除Aβ斑塊，而不誘導NF-kB介導的炎癥反應或反應性神經膠質增生；同時，αAβ-Gas6可以通過激活小膠質細胞和星形膠質細胞吞噬作用來誘導Aβ的協同清除，改善阿爾茨海默病和腦淀粉樣血管病模型小鼠的突觸消除和微出血顯著減少，從而產生更好的行為結果。
此外，還有研究表明Gas6調節牙周組織中的免疫調節和炎癥機制，Gas6/TAM相互作用有助于牙周膜細胞穩態，并可能參與肥胖傾向[24]。小鼠Gas6的基因消融可防止心臟肥大和功能障礙。在臨床研究[25]中發現，急性心力衰竭者血漿Gas6水平升高，會增加其全因死亡風險及心血管死亡風險。
3 Gas6/Axl與胃腸道惡性腫瘤
3.1 Gas6/Axl與胃癌
作為長鏈非編碼RNAs（ long non-coding RNA，lncRNAs）的一個大類，非編碼反義（anti-sense，AS）轉錄物的功能特點是在各種病理生理過程中發揮關鍵作用，包括腫瘤生物學。一項關于AS與胃癌的研究[26]結果顯示，Gas6-AS1在胃癌組織中的表達明顯上調，并與胃癌患者分期晚（Ⅲ+Ⅳ期）有關；同時在功能學試驗中發現，Gas6-AS1通過促進細胞進入S期，在體外具有促進細胞增殖、遷移和侵襲能力，在體內促進異種移植腫瘤的生長；進一步機制探索結果顯示，Gas6-AS1可以通過形成RNA-RNA雙鏈，在轉錄或翻譯水平上控制其同源的感性基因Gas6的表達，從而誘導Axl水平的提高，推動Axl信號通路的激活。在另一項關于胃癌的lncRNA研究[27]中，通過分析GEO數據庫多個胃癌隊列，發現Argonaute2蛋白被LINC00346招募，并通過拮抗miR-34a-5p抑制CD44、Notch1和Axl蛋白翻譯的能力。
從Axl的mRNA水平來看，一項大數據集研究[28]分析了5個數據集（1個TCGA 和4個 GEO 數據集），發現Axl與胃癌壞死性凋亡有關，且在31對胃癌 和鄰近正常組織樣本中得到驗證；進一步的分析結果表明，Axl mRNA水平高的患者總生存率降低；且該類患者腫瘤突變負荷、微衛星不穩定性降低，而腫瘤免疫功能障礙和排斥評分升高，意味著Axl與胃癌中的免疫逃逸有關。
此外，癌癥相關成纖維細胞（cancer associated fibroblasts，CAF）對胃癌進展的影響最近已被證實。Bae等[29]研究發現，胃癌患者癌組織中磷酸化Axl（p-Axl）蛋白過表達，且高水平的p-Axl與不良的總生存率明顯相關；且相較于正常胃黏膜上皮細胞系與胃癌細胞系，CAF中的Gas6表達更高；胃癌細胞系與CAF共培養后，p-Axl的表達上調，細胞存活率與上皮-間質轉化指標水平增高；進一步研究結果顯示，Axl的小分子抑制劑BGB324可以抑制CAF對胃癌細胞系的影響。
隨著基因組分析技術的發展和包括酪氨酸激酶抑制劑在內的分子靶向藥物的出現，癌癥治療已經進入了一個新的時代，但分子靶向藥物的獲得性耐藥仍不可避免，在胃癌治療中亦有體現。在一項報道了泛HER抑制劑阿法替尼對HER2陽性胃癌細胞耐藥機制的研究[30]中，研究人員通過建立了阿法替尼耐藥的胃癌細胞系N87和SNU216，發現上皮-間質轉化因子和Axl的激活是HER2驅動的胃癌中阿法替尼耐藥的新機制。在另一項胃癌與Axl的藥物研究中[31]發現，姜黃素類似物 WZ35可通過活性氧-Axl軸以維持胃癌細胞的谷胱甘肽耗竭表型，并能介導胃癌細胞的活性氧進一步調節氨基酸代謝，以支持腫瘤微環境的代謝重塑與RNA甲基化在腫瘤轉移中的作用。
在胃癌領域，對于Gas6/Axl的探索仍處于早期階段，目前的研究主要集中在大數據分析和對胃癌細胞表型變化的后續驗證上。機制研究通常圍繞腫瘤微環境展開，包括腫瘤免疫逃逸、腫瘤免疫細胞以及氨基酸代謝的重塑。Axl抑制劑于其他類型腫瘤[32-34]已經進入的聯合免疫治療的臨床研究階段，但在胃癌的研究中仍處于基礎實驗水平。因此，Gas6/Axl有望成為胃癌治療的重要靶點。
3.2 Gas6/Axl與結直腸癌
異常的血管生成是癌癥的一個標志，并與腫瘤的發展有著關鍵的聯系。血管周圍細胞是血管的重要組成部分，而腫瘤血管周圍細胞衍生的細胞外囊泡（tumour perivascular cell-derived extracellular vehicles，TPC-EVs）在血管生成中的作用仍然難以確定。TPC-EVs含有Gas6，它通過激活Axl途徑誘導招募內皮祖細胞（endothelial progenitor cells，EPCs）來實現腫瘤血管化。 沉默的Gas6和Axl抑制劑通過損害EPCs的招募而明顯地抑制了腫瘤的再血管化。一項結直腸癌的研究發現，瑞戈非尼和Axl抑制劑聯合治療是 通過抑制腫瘤生長而提高了小鼠轉移性結直腸癌模型的總生存率。在抗血管生成酪氨酸激酶抑制劑停藥的實驗環境中，對血管周圍細胞的藥理抑制和基因消融在很大程度上削弱了結直腸癌血管化的反彈效應[35]。該團隊還利用遺傳小鼠模型和藥物抑制劑，發現血管周圍細胞的消減抑制了同種移植的結直腸癌腫瘤的血管生成；并進一步發現，沉默Gas6或阻斷Axl途徑可抑制TPC-EVs在體外和體內誘導的血管生成[36]。
Gas6/Axl信號通路在腫瘤微環境中也有著重要作用。在免疫細胞中，TAM受體酪氨酸激酶可以抑制炎癥，以利于正常的傷口愈合反應，從而有可能促使癌細胞逃避免疫監視。 Yokoyama等[37]的研究結果顯示，在腫瘤發展過程中，免疫細胞和結直腸癌腫瘤細胞上的Axl表達持續上調，泛TAM小分子激酶抑制劑RXDX-106能激活先天（瘤內巨噬細胞和樹突狀細胞）和適應性免疫（瘤內CD8+ T細胞），并且增強免疫檢查點抑制劑α-PD-1Ab的作用，抑制腫瘤的生長和進展，從而提高了抗腫瘤的療效和生存率。
腫瘤微環境與腫瘤耐藥關系密切。在一項納入了307例結直腸癌患者的回顧性研究[38]中發現，Axl在55/307個腫瘤組織中高表達，與總體人群及RAS野生型患者的生存率降低有關；RAS野生型隊列中的無進展生存期在Axl陽性隊列中更短；從接受抗EGFR治療的患者獲得的三維培養結果為Axl陽性，顯示出抗EGFR藥物的耐藥性和對Axl抑制的敏感性。該機制在后續的體內試驗得到驗證，即Axl在結直腸癌細胞系中的轉染誘導了Axl的過表達和對EGFR抑制劑的抗性。
還有兩項研究也驗證了Gas6/Axl在結直腸癌耐藥中的重要作用。波羅象激酶1（Polo like kinase 1，PLK1）抑制劑作為抗腫瘤藥物具有很高的潛力，而耐藥性的出現是它在臨床實踐中使用面臨的一個主要挑戰。一項BI 2536（PLK1抑制劑）耐藥與結直腸癌的研究結果[39]顯示，辛伐他汀和BI 2536的聯合可通過Gas6/Axl信號通路和靶向甲羥戊酸酯途徑損害適應性抗性激活的機制，從而使抗性結直腸癌細胞系在體內外的重新敏感化。此外，Kawasaki等[40]在一項研究中從結腸癌HCT116細胞分離出來的轉移亞群中上調的lncRNAs，并將它們命名為癌癥轉移相關長鏈非編碼RNA （cancer metastasis-associated long intergenic non-coding RNA，CALIC），結果顯示CALIC/異質核核糖核蛋白-L復合物可以上調Axl，并且在結腸癌細胞中使用shRNA敲除CALIC或Axl可以減弱它們在小鼠中形成轉移的能力。
腫瘤的耐藥能力還與上皮-間質轉化有關。一項關于Axl與間充質表型（mesenchymal phenotype，CMS4）的結直腸癌研究結果[41]表明，Axl 和 轉化生長因子β （transforming growth factor beta，TGF-β）受體在 CMS4 腫瘤中上調，并且與 Ⅱ/Ⅲ 期結直腸癌手術后復發風險增加和總體生存率降低相關；該研究還發現Axl在3種結直腸癌細胞系HCT116、SW480和LoVo中高表達，Axl 和 TGF-β 的雙重抑制可顯著抑制結直腸癌腫瘤細胞的集落形成、成球以及遷移能力。此外， Liao等[42]結直腸癌中發現多肽 N-乙酰半乳糖氨基轉移酶2可修飾Axl 上的O-聚糖，并通過蛋白酶體依賴性途徑調控了 Axl 翻譯水平，敲減Axl可顯著逆轉多肽-N-乙酰半乳糖胺基轉移酶2過表達所促進的結直腸癌細胞侵襲。
lncRNA Gas6-AS1在結直腸癌中也有相關研究，大數據分析顯示Gas6-AS1在結直腸癌中顯著升高且與結直腸癌患者的不良預后呈正相關。并有進一步研究[43]發現，Gas6-AS1 通過內源競爭RNA網絡和FUS-依賴的方式在體外正向調節結直腸癌的細胞增殖、遷移、上皮-間質轉化，并在體內誘導結直腸癌生長和轉移。此外，Lu等[44]納入979例結直腸癌患者，篩選出Gas6-AS1等8 個與代謝相關的 lncRNAs 建立風險評分，同年齡和腫瘤分期作為獨立因素來預測結直腸癌患者的生存率，并且發現高風險組與腫瘤免疫逃逸有關。
還有研究發現，細菌以及病毒本身或其代謝產物也可通過Axl信號調控結直腸癌細胞的生物學行為。紫色桿菌素可通過下調結直腸癌細胞系HT29中Axl水平，抑制下游AKT及ERK的相關通路，進而促進結直腸癌細胞的凋亡、抑制結直腸癌細胞上皮-間質轉化標志物表達，并且這種上皮-間質轉化的抑制無法用TGF-β挽救[45]； Orf 病毒通過下調Axl調控結直腸癌細胞凋亡、血管生成能力和細胞周期，并在體內外顯著抑制結直腸癌細胞的增殖和遷移 [46]。
Gas6/Axl在結直腸癌領域研究有限，其中一部分仍停留在數據庫的轉錄組分析階段。在機制研究方面，主要涉及腫瘤血管生成與腫瘤耐藥。因此， Gas6/Axl在結直腸癌方面的探索仍任重道遠。
4 展望
近幾十年來，癌癥患者的臨床管理發生了巨大變化，靶向療法和免疫療法的使用徹底地改變了許多癌癥的臨床治療方案，然而這些新的治療方案由于腫瘤的耐藥性，無法長期有效地改善患者病情，需要不斷研究新的生物學標志物。Gas6/Axl信號是開發治療方法的新靶點，它涉及腫瘤發生的各個階段，也是腫瘤微環境的重要調節劑。隨著腫瘤耐藥研究的不斷發展，有關Gas6/Axl信號的研究目前已在腫瘤微環境、腫瘤血管生成等方面取得了許多有效的成果，如今的研究重點已在向腫瘤間質轉移，腫瘤間質中的各種成分特別是間充質干細胞在腫瘤的發生發展中通常起到決定性作用。 而且近年來腫瘤干細胞也是腫瘤領域較大的研究熱點，許多類型腫瘤中的干細胞研究已經較為深入，更新的概念“腫瘤干細胞池”逐漸進入研究人員的視野，根據現有的報道，Gas6/Axl信號可能是研究胃腸道惡性腫瘤一個較好的切入點。
在藥物研發方面，目前抗Gas6/Axl療法在血液惡性腫瘤中得到鞏固，甚至在實體瘤中也在迅速發展，其方式主要為靶向Axl的抑制劑。然而，Axl與其他受體酪氨酸激酶的高結構親和性并沒有讓腫瘤的療效變得可觀；因為臨床試驗中涉及的大多數Axl抑制劑為多靶點，藥物對多個位點的作用以及位點之間的相互作用仍待研究，而且許多靶點藥物面臨著選擇性低、臨床管理困難、毒性事件等相關問題。此外，TAM家族配體抑制劑的開發仍在起步階段，例如如何從藥理層面靶向高親和力配體Gas6從而調控Axl，并且避開激活Axl的非Gas6依賴途徑，其中機制仍需進一步探索與闡明。因此，Gas6/Axl信號的手段開發與測試過程需要更多的時間和更廣泛的研究，在臨床領域也是如此。尤其是提高藥物對Gas6/Axl的靶向性，將是腫瘤耐藥和腫瘤微環境領域的重要研究課題。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：邱振東負責文獻查詢與整理、文章撰寫；鄧文宏負責寫作指導；王衛星負責選題與文章框架構想。
