什么是ABclonal ?

ABclonal-第四代重组兔单抗先行者!

ABclonal转化医学明星靶点巡礼——肿瘤微环境研究相关靶点EpCAM

 

背景介绍

肿瘤微环境,即肿瘤细胞产生和生活的内环境,其中不仅包括了肿瘤细胞本身,还有其周围的成纤维细胞、免疫和炎性细胞、胶质细胞等各种细胞,同时也包括附近区域内的细胞间质、微血管以及浸润在其中的生物分子。近年来由于肿瘤细胞学和分子生物学的进展,人们对于肿瘤和环境的相互关系有了更加深入的了解。这不仅对于认识肿瘤的发生、发展、转移等有着重要的意义,而且对于肿瘤的诊断、防治和预后亦有着重要的作用。肿瘤尤其是恶性肿瘤之所以令医学工作者头疼不已,是因为肿瘤细胞的浸润和转移,给肿瘤治疗带来极大的挑战。这一期主要介绍的就是上皮细胞黏附分子(epithelial cell adhesion molecular,EpCAM),是一种I类跨膜糖蛋白,由于其在多种癌细胞中过量表达而被作为癌症诊断与治疗的靶点。

 

EpCAM结构和分布

EpCAM于1979年在结肠癌中被Herlyn等人发现,被认为是人类结肠癌组织的主要肿瘤相关抗原。EpCAM又称为TACSTD1(tumor-associated calcium signal transducer 1),CD326(cluster of differentiation),17-A,ESA,EGP40,由位于染色体2p21上GA-733-2基因编码,有9个外显子,基因长度为14Kb,成熟的mRNA全长为1.5Kb,是一种由314个氨基酸组成的I型跨膜糖蛋白,相对分子质量为30-40KD。EpCAM基因在许多物种中都是保守的,包括小鼠,大鼠和斑马鱼。

此外,EpCAM蛋白似乎在高等脊椎动物中高度保守,在人与小鼠之间显示出高达81%的氨基酸序列同源性,在人与大猩猩之间显示出高达99%的氨基酸序列同源性。EpCAM由胞内区、胞外区和跨膜区组成。胞外结构域以一个信号序列开始,其后紧跟着一个上皮生长因子样重复序列、一个人类甲状腺球蛋白序列和一个缺乏半胱氨酸的结构域。上皮生长因子样重复序列和人类甲状腺球蛋白序列形成一个球状结构,负责EpCAM分子的同源细胞粘附。胞内结构域为一个具有26个氨基酸的短链,含有2个α-actinin结合位点,可以与肌动蛋白结合,从而和细胞骨架相互作用。免疫组化染色证明,正常情况下,在人胚胎时期,除胸腺外,几乎所有组织均表达EpCAM。

出生后,除了鳞状上皮和肝细胞外,其他上皮仍维持EpCAM表达。病理情况下,大多数肿瘤尤其是腺癌中都存在EpCAM表达,例如结直肠腺癌、胃腺癌、乳腺癌、卵巢癌、肺腺癌、前列腺癌、胰腺癌以及肝细胞癌和视网膜母细胞瘤,且上皮组织肿瘤多呈现高表达,非上皮组织肿瘤弱表达或不表达,部分间充质肿瘤则仅显示弱阳性。

《ABclonal转化医学明星靶点巡礼——肿瘤微环境研究相关靶点EpCAM》

 

EpCAM生物学功能

最初认为,EpCAM只是一种粘附分子,后续研究发现EpCAM具有加快细胞周期,促进细胞增殖、分化、迁移及免疫逃逸等多种生物学功能。

EpCAM在细胞粘附与迁移中的作用

细胞的粘附相互作用在组织结构的建立和维持中起重要作用。EpCAM与任何经典的连接结构都不相关,但会通过细胞间反式寡聚体的形成促进细胞间的接触,且为钙离子非依赖性,这种粘附作用仅发生在同型细胞之间。在分子水平上,EpCAM还与不同的粘附蛋白(例如CD44,Claudins和E-Cadherin)相互作用。研究表明,EpCAM可以通过破坏α-catenin和F-actin之间的联系来调节E-钙粘蛋白介导的细胞粘附强度,从而促进细胞迁移。

 

EpCAM在细胞增殖中的作用

EpCAM在调节细胞增殖中起作用的第一个假设来自健康组织中的观察,即EpCAM优先定位于增生区域。其他证据来自在上皮和成纤维细胞系中观察到的EpCAM表达与细胞增殖之间的正相关性。用特异性EpCAM抗体处理人结肠癌和肺癌细胞系显示出剂量依赖性的增殖增加,并揭示出大多数失调的基因参与细胞周期调控(如LATS2,FOSL2和PIM1),增殖,细胞生长,凋亡(主要是GADD45和PIM1)和其他与癌症相关的过程。EpCAM siRNA处理导致乳腺癌细胞系中细胞增殖显著降低。免疫缺陷小鼠中植入的表达EpCAM的肿瘤显示增殖标志物Ki67强阳性。此外,EpCAM的表达水平与上皮细胞的去分化和恶性增殖相关。宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neoplasia, CIN)的致癌程度使EpCAM表达水平和阳性细胞数量均增加。在胃癌的患者中,高EpCAM表达也与增殖相关联。研究表明EpCAM的过表达,激活负责细胞内信号转导和极性的WNT通路,导致c-myc基因和细胞周期调节基因cyclin A/E及其蛋白的表达上调,加速细胞周期进程,增加细胞的增殖和代谢。

 

EpCAM在干细胞中的作用

EpCAM主要在上皮细胞中表达,但同样也在各种组织干细胞,前体以及人胚胎干细胞(hESCs)和鼠胚胎干细胞(mESCs)中表达,已被确认为hESCs和mESCs的表面标志物,从而进一步巩固了EpCAM在增殖与分化之间转换的作用。在未分化的hESC中,EpCAM与多能性标志物共同表达,包括OCT4和SOX2。敲除EpCAM会导致细胞增殖减少,并导致内胚层和中胚层相关基因的显着上调。为了在内胚层和中胚层谱系中达到必需的时空细胞异质性,EpCAM的表达在原肠胚形成的最早时间点受到严格调节。基于上皮细胞发育和再生过程中其表达的显着变化,它也与形态发生有关。在上皮发育的后期,EpCAM获得严格的上皮特异性表达,而在终末分化细胞中,EpCAM不表达。例如,在肝脏中,仅在再生细胞(如肝胆干细胞和祖细胞)中检测到EpCAM,而在成熟的肝细胞中丢失了EpCAM。

 

EpCAM与肿瘤的关系

文献显示EpCAM通过破坏α-catenin和F-actin之间的连接或通过TACE / ADAM17切割EpICD后作为转录因子而促进致瘤性和侵袭。EpCAM仅在上皮起源的肿瘤中表达,而在外胚层或中胚层肿瘤中不表达。但是,在这种过度表达中不应忽视癌细胞微环境的作用,因为如在肝癌中所见,由于肝星状细胞不分泌体液因子,EpCAM的表达和癌细胞的其他侵袭特性会降低。EpCAM在乳腺癌,肝癌和胰腺癌中的表达水平与不良预后相关,而在甲状腺和肾癌病例中该分子的过度表达预后较好。然而,在食管癌和结直肠癌中,EpCAM过度表达与患者生存之间的相关性仍然存在争议,这表明EpCAM作为抑癌或启动子的潜在作用取决于肿瘤的微环境和癌症类型。据观察,对尿液EpCAM的研究可有助于早期诊断原发性膀胱癌。监测尿液中可溶性EGFR和EpCAM的水平还可以更广泛地了解浸润性膀胱癌患者的病情。EpCAM在肾癌细胞中过表达,具有很高的预后价值。癌症生物标志物的组合可以提供更有效的癌症复发预后。醛脱氢酶1(ALDH1)和EpCAM的过表达以及CD24 Low /-/ CD38 +是H460非小细胞肺癌细胞系中肿瘤启动细胞的标志。EpCAM基因突变产生的单核苷酸多态性(SNP)不仅与癌症的进展有关,而且还可以视为这些癌症预后的标志物。例如,rs1126497多态性已显示出与乳腺癌和宫颈癌的增加以及肝癌和非小细胞肺癌的生存率直接相关。

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EpCAM在癌症诊疗中的应用

由于EpCAM表达仅限于正常和恶性上皮细胞,在某些癌症的干细胞中过度表达,甚至高达100倍。因此已被用作诊断标志物,而且是最重要的癌症生物标志物之一。尤其是,在过去的十年中,癌症患者血液中EpCAM阳性循环肿瘤细胞(CTC)的检测和分子表征引起了人们的极大兴趣。除具有预后价值外,EpCAM由于自身肿瘤特异的过表达使其成为极具吸引力的肿瘤诊断和治疗靶标。EpCAM已被用作许多免疫治疗方法的靶标,包括单克隆抗体的治疗和癌症靶向抗体。

此外,已经开发了疫苗接种策略,与TRAIL(肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体)融合的EpCAM特异性抗体片段,以及毒素结合的抗体片段。自2009年以来,抗EpCAM三特异性抗体catumaxomab(Removab)已获准用于治疗癌症患者的恶性腹水。其他EpCAM定向抗体和基于抗体的构建体目前正在临床开发中。

考虑到癌症治疗的重要性以及EpCAM在识别和寻找治疗方法中的关键作用,该分子引起了人们进一步探索和关注。为方便科学家针对CD44靶点进行基础研究,ABclonal推出相关产品:

 

A19301
Application:WB IHC IF Reactivity:Human, Mouse, Rat

《ABclonal转化医学明星靶点巡礼——肿瘤微环境研究相关靶点EpCAM》

Western blot analysis of extracts of various cell lines, using EpCAM Rabbit mAb (A19301) at 1:1000 dilution.Secondary antibody: HRP Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) (AS014) at 1:10000 dilution.

《ABclonal转化医学明星靶点巡礼——肿瘤微环境研究相关靶点EpCAM》

Immunohistochemistry of paraffin-embedded rat rectum using EpCAM Rabbit mAb (A19301) at dilution of 1:100 (40x lens).

《ABclonal转化医学明星靶点巡礼——肿瘤微环境研究相关靶点EpCAM》

Immunofluorescence analysis of Rat rectum using EpCAM antibody (A19301) at dilution of 1:100. Blue: DAPI for nuclear staining.

 

 

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