NEDD4

01 HER3的结构概述 ERBB家族 ERBB家族是受体酪氨酸激酶(RTK)中的重要组成部分，在细胞生长、发育和肿瘤中扮演关键角色。ERBB家族由四个成员组成：表皮生长因子受体(EGFR/ERBB1/HER1)、ERBB2(HER2/neu)、ERBB3(HER3)和ERBB4(HER4)。广泛表达于上皮细胞、间充质细胞、神经元细胞和心肌细胞等多种细胞类型中。它们的结构和功能既相似又有差异，共同调控细胞的生理过程。多种人类癌症的发展与ERBB家族成员的表达改变和信号通路异常密切相关。此外，ERBB家族成员之间还存在相互作用和信号串扰，进一步复杂了肿瘤的生物学行为。 图1 ERBB3 及其在 ERBB 家族中的二聚化伴侣的示意图 HER3的结构 HER3的基因位于12q13，编码180kDa的跨膜酪氨酸激酶受体。其结构包含配体结合胞外域(ECD)、跨膜区、胞内近膜区、酪氨酸激酶域(TKD)和胞内C末端信号尾。它广泛表达于胚胎发育阶段和人体成年组织，包括胃肠道、泌尿生殖道、呼吸道等多个系统的细胞，且具有组织特异性。 图2 HER3 的结构示意图 HER3的氨基酸序列 Extracellular Helical Cytoplasmic 20-643 644-664 665-1342 HER3的配体 在生理状态下，HER3的激活主要由其与神经调节蛋白(NRGs)相互作用触发，NRGs属于EGF家族的配体。它们可以通过自分泌和旁分泌的方式从内皮细胞释放。在没有配体时，HER3处于束缚构象，当与配体结合后，会引起ECD区域的构象改变，二聚化臂释放，HER3与其他受体(如HER2、EGFR)形成异源二聚体。在HER家族中，HER2比较特殊，它没有配体且始终处于激活构象，而HER3主要与HER2形成异二聚体，其中HER2-HER3异二聚体是该家族中信号传导活性最强的二聚体。 图3 HER3 受体的结构变化和激活的示意图 HER3的生理功能 HER3作为HER受体酪氨酸激酶家族成员，与其他家族成员共同调节正常细胞的多种关键功能： ①参与调节细胞的增殖，确保细胞数量的稳定增长； ②调控细胞凋亡，维持细胞生死平衡； ③促进细胞分化，使细胞获得特定的功能； ④保障细胞存活，为细胞的正常生命活动提供支持。 HER3在肿瘤中的作用 ①促进肿瘤进展：在多种恶性肿瘤中，如乳腺癌、卵巢癌、肺癌等，常出现HER3的高表达，导致癌细胞不受控制地生长、增强其迁移能力、抑制其凋亡，逃避机体的免疫监视和清除，从而促进肿瘤的发展和恶化。 ②介导治疗耐药：HER3在肿瘤细胞对多种治疗手段产生耐药性的过程中扮演着重要角色。 02 HER3的相关信号通路 HER3相关信号通路 HER3通常需与配体结合启动下游信号，但在HER2过表达时可无配体激活。激活后与不同受体形成异源二聚体，招募多种信号分子，激活下游PI3K/AKT、MAPK/ERK、JAK-STAT、PLCγ-PKC等信号通路，影响细胞增殖、凋亡等过程，促进肿瘤细胞增殖、侵袭和转移，在多种癌症中高表达，是癌症治疗的潜在靶点。 图4 HER3 介导的信号网络 此外，HER3与非HER家族RTKs(如IGF-1R、FGFR、MET)、雌激素受体(ER)、Notch等存在信号串扰，在肿瘤进展和治疗耐药中发挥重要作用。 图5 HER3 与其他因子的信号串扰 HER3的内源性抑制机制 HER3的内源性抑制机制对维持细胞正常生理状态、防止肿瘤发生发展至关重要。主要通过内吞途径和相关蛋白调控实现，内吞途径可内化HER3受体，调控其信号强度和持续时间，Nrdp1等蛋白则参与其降解过程。若这些机制异常，HER3信号会失调，促进肿瘤发展和耐药。加速HER3降解可增强肿瘤抑制活性，部分药物和抗体可通过此机制发挥抗癌作用。 HER3与其他受体共表达的影响 HER3的过表达常常和HER2及/或EGFR的过表达相关联，在HER2+乳腺癌和部分EGFR阳性肺癌中，HER3作为共受体发挥着重要作用。 03 HER3在肿瘤中的作用 HER3在肿瘤中的表达与突变 HER3单独存在不影响肿瘤转化，但在多种实体瘤(如乳腺癌、卵巢癌、肺癌、结肠癌、胰腺癌、黑色素瘤、胃癌、头颈部癌以及前列腺癌等)中存在扩增现象，其表达与肿瘤转移和不良预后相关。不过，HER3的预后价值存在争议，可能受肿瘤异质性、疾病阶段等多种因素影响。 图6 不同类型癌症中 HER3 的表达 此外，HER3表达水平或可作为部分靶向治疗的生物标志物。HER3的体细胞突变虽少，但在多种癌症中均有被发现，其中最常见的突变类型为功能获得性错义突变，主要发生在ECD和TKD区域，不同位置的HER3突变对肿瘤的影响不同，部分突变可增强致癌性和导致治疗耐药。突变的HER3致癌形式似乎不依赖配体，且需要HER2的参与。 图7 HER3 基因突变重点 HER3与治疗耐药性 图8 HER3 参与不同癌症治疗过程中的耐药性  临床前研究利用基因编辑工具和抑制剂，证实HER3介导的细胞活动在癌症对多种治疗的耐药性中起重要作用。动物模型显示抑制HER3可抑制肿瘤生长。 ①在靶向治疗中，抑制EGFR或HER2信号可导致HER3补偿性激活，导致对EGFR-TKI、曲妥珠单抗、西妥昔单抗等靶向药物产生耐药性。 ②在内分泌治疗中，HER3与ER信号网络相互作用影响耐药性。 ③化疗时，HER3激活与多种癌症的化疗耐药相关，可能通过激活相关信号通路或促进耐药蛋白表达实现。 ④放疗中，HER3介导的生存信号具有放射保护作用，沉默HER3可提高放疗敏感性，其机制涉及DNA损伤修复和细胞凋亡的调控。 ⑤联合抑制HER3和其他治疗方法有潜力克服耐药性，但目前临床应用效果不一，还需探索合适的生物标志物。 图9 癌细胞中潜在的 HER3 驱动的生存和耐药机制 04 HER3的靶向治疗 因HER3激酶活性弱、表达模式多样和下游信号复杂，靶向抗体成为主要治疗策略。多种抗HER3单克隆抗体、双特异性抗体和抗体-药物偶联物处于临床开发阶段，部分在特定肿瘤类型中显示出一定疗效，但联合治疗常伴随不良事件增加，且缺乏有效的预测生物标志物。 图10 临床上的 HER3 靶向治疗 单克隆抗体 通过工程设计阻断受体-配体结合或阻碍异二聚体形成。多种抗HER3单克隆抗体处于临床开发阶段，如Patritumab、Seribantumab、Lumretuzumab、Elgemtumab、CDX-3379等，它们通过结合HER3的不同结构域，抑制配体结合、阻断二聚体形成及下游信号传导，但多数mAbs因缺乏临床获益或联合治疗受限而终止开发，且有较多不良反应。 表1 靶向 HER3 的单克隆抗体的临床实验 双特异性抗体 能同时靶向两个不同蛋白表位，以克服单药治疗的局限性和耐药机制。如Duligotuzumab、MM-111、Isitarumab、Zenocutuzumab、SI-B001等，通过独特机制抑制肿瘤细胞生长，在多种癌症模型中显示出疗效，部分正在进行临床试验，但也面临疗效和安全性挑战。 表2 靶向 HER3 的双特异性抗体的临床实验 抗体-药物偶联物 由靶向mAbs与细胞毒性药物通过可裂解或不可裂解的连接子连接而成。如U3-1402、EV20衍生的ADCs等，在多种癌症模型中展现出强大的抗肿瘤活性，部分已进入后期临床试验。 表3 靶向 HER3 的抗体-药物偶联物的临床实验 Pan-HER策略 针对多种HER受体的抑制剂，如AZD8931、Sym013等，在临床前研究中表现出良好的抗癌效果，但Sym013因不明毒性终止临床开发。 HER3疫苗 可激发机体自身的免疫系统，诱导多克隆抗体产生，引发持久的抗肿瘤免疫反应，部分处于临床试验阶段，如pING-hHER3FL、针对HER2/HER3的树突状细胞疫苗等。 HER3靶向治疗的潜在策略 E3泛素连接酶(如Nrdp1、NEDD4)可促进HER3的泛素化降解，有望成为药物设计靶点；miR-205、miR-125a等多种microRNA能与HER3的mRNA结合，调控其表达，影响肿瘤细胞生长和药物敏感性；MYC、FoXO1等转录因子可调节HER3基因表达，在肿瘤发生和耐药中起重要作用。 图11 HER3 靶向癌症治疗的潜在方法 靶向HER3面临的障碍 HER受体家族结构相似，导致靶向HER3药物特异性欠佳，存在影响其他受体的风险。肿瘤适应性强，易产生二次耐药。联合疗法虽增强疗效，但可能增加毒性，平衡疗效与安全性至关重要。 HER3在正常组织发育和维持中不可或缺，缺乏活性激酶域，难以用传统小分子激酶抑制剂靶向。目前开发的HER3靶向抗体临床效果有限，原因包括未考虑配体非依赖二聚化和构象依赖性结合等。 05 HER3在多种癌症中的异常表达及影响 图12 HER3 的TCGA数据 乳腺癌 HER3在50-70%的乳腺癌病例中过表达，HR+/HER2-亚型表达最高，其表达上调与肿瘤转移、肿瘤体积增大以及复发风险增加有关。在乳腺癌细胞中，HER3主要定位于细胞核，但在配体刺激下会转运到细胞质。细胞核中的HER3可能通过影响基因表达等机制，在乳腺癌的发生发展中发挥作用。此外，HER3的基因改变在乳腺癌中占5.6%，包括扩增和激活突变，突变多位于ECD区域，可使受体激活不依赖配体，且与拉帕替尼耐药有关。 结直肠癌 HER3过表达与结直肠癌的淋巴转移和不良进展相关，影响患者的预后。其异常表达可能促进癌细胞的侵袭和转移能力，在结直肠癌的进展过程中起到推动作用。 头颈部鳞状细胞癌 HER3表达与癌细胞的转移增加和患者总生存期降低有关。膜性HER3表达与患者生存率降低显著相关，提示膜定位的HER3可能参与了头颈部鳞状细胞癌的恶性进展过程。 非小细胞肺癌 HER3的高表达与晚期NSCLC及不良预后相关，其配体NRG可增强肿瘤侵袭性，与其他EGFR家族成员共表达会加剧病情。靶向HER3以克服NSCLC中的EGFR-TKI耐药。HER3虽激酶活性低，但能与HER2等二聚化激活关键信号通路，促进非小细胞肺癌的发展和耐药。 其他癌症 在胰腺癌、胃癌、卵巢癌、前列腺癌、膀胱癌和黑色素瘤等多种癌症中，HER3也存在异常表达。例如，胰腺癌中HER3过表达与不良预后相关；胃癌中HER3核表达与血管和淋巴浸润有关；卵巢癌中HER3表达情况与患者预后相关；前列腺癌中HER3核表达与肿瘤进展相关；黑色素瘤中HER3表达与患者预后相关。此外，在儿童胶质瘤(毛细胞型星形细胞瘤)和小儿肉瘤(横纹肌肉瘤)中，也发现了HER3的过表达。HER3在不同癌症中的细胞定位不同，所发挥的功能也存在差异，在肿瘤的发生、发展、转移以及患者预后方面都有着复杂的作用机制。 参考文献 Chen Y, Lu A, Hu Z, Li J, Lu J. ERBB3 targeting: A promising approach to overcoming cancer therapeutic resistance. Cancer Lett. 2024 Sep 1;599:217146. Papa F, Grinda T, Rassy E, Cheickh-Hussin R, Ribeiro J, Antonuzzo L, Pistilli B. Long road towards effective HER3 targeting in breast cancer. Cancer Treat Rev. 2024 Sep;129:102786.  Zeng H, Wang W, Zhang L, Lin Z. HER3-targeted therapy: the mechanism of drug resistance and the development of anticancer drugs. Cancer Drug Resist. 2024 Apr 29;7:14.  Zhu M, Yu M, Meng Y, Yang J, Wang X, Li L, Liang Y, Kong F. HER3 receptor and its role in the therapeutic management of metastatic breast cancer. J Transl Med. 2024 Jul 17;22(1):665.  Chen Q, Jia G, Zhang X, Ma W. Targeting HER3 to overcome EGFR TKI resistance in NSCLC. Front Immunol. 2024 Jan 4;14:1332057.  Majumder A. HER3: Toward the Prognostic Significance, Therapeutic Potential, Current Challenges, and Future Therapeutics in Different Types of Cancer. Cells. 2023 Oct 25;12(21):2517.  Desai O, Wang R. HER3- A key survival pathway and an emerging therapeutic target in metastatic colorectal cancer and pancreatic ductal adenocarcinoma. Oncotarget. 2023 May 10;14:439-443.  Larsen ME, Lyu H, Liu B. HER3-targeted therapeutic antibodies and antibody-drug conjugates in non-small cell lung cancer refractory to EGFR-tyrosine kinase inhibitors. Chin Med J Pulm Crit Care Med. 2023 Feb 27;1(1):11-17.  Uliano J, Corvaja C, Curigliano G, Tarantino P. Targeting HER3 for cancer treatment: a new horizon for an old target. ESMO Open. 2023 Feb;8(1):100790.  Gandullo-Sánchez L, Ocaña A, Pandiella A. HER3 in cancer: from the bench to the bedside. J Exp Clin Cancer Res. 2022 Oct 21;41(1):310.  声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！ 长按关注本公众号  粉丝群/投稿/授权/广告等 请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

01 HER3的结构概述 ERBB家族 ERBB家族是受体酪氨酸激酶(RTK)中的重要组成部分，在细胞生长、发育和肿瘤中扮演关键角色。ERBB家族由四个成员组成：表皮生长因子受体(EGFR/ERBB1/HER1)、ERBB2(HER2/neu)、ERBB3(HER3)和ERBB4(HER4)。广泛表达于上皮细胞、间充质细胞、神经元细胞和心肌细胞等多种细胞类型中。它们的结构和功能既相似又有差异，共同调控细胞的生理过程。多种人类癌症的发展与ERBB家族成员的表达改变和信号通路异常密切相关。此外，ERBB家族成员之间还存在相互作用和信号串扰，进一步复杂了肿瘤的生物学行为。 图1 ERBB3 及其在 ERBB 家族中的二聚化伴侣的示意图 HER3的结构 HER3的基因位于12q13，编码180kDa的跨膜酪氨酸激酶受体。其结构包含配体结合胞外域(ECD)、跨膜区、胞内近膜区、酪氨酸激酶域(TKD)和胞内C末端信号尾。它广泛表达于胚胎发育阶段和人体成年组织，包括胃肠道、泌尿生殖道、呼吸道等多个系统的细胞，且具有组织特异性。 图2 HER3 的结构示意图 HER3的氨基酸序列 Extracellular Helical Cytoplasmic 20-643 644-664 665-1342 HER3的配体 在生理状态下，HER3的激活主要由其与神经调节蛋白(NRGs)相互作用触发，NRGs属于EGF家族的配体。它们可以通过自分泌和旁分泌的方式从内皮细胞释放。在没有配体时，HER3处于束缚构象，当与配体结合后，会引起ECD区域的构象改变，二聚化臂释放，HER3与其他受体(如HER2、EGFR)形成异源二聚体。在HER家族中，HER2比较特殊，它没有配体且始终处于激活构象，而HER3主要与HER2形成异二聚体，其中HER2-HER3异二聚体是该家族中信号传导活性最强的二聚体。 图3 HER3 受体的结构变化和激活的示意图 HER3的生理功能 HER3作为HER受体酪氨酸激酶家族成员，与其他家族成员共同调节正常细胞的多种关键功能： ①参与调节细胞的增殖，确保细胞数量的稳定增长； ②调控细胞凋亡，维持细胞生死平衡； ③促进细胞分化，使细胞获得特定的功能； ④保障细胞存活，为细胞的正常生命活动提供支持。 HER3在肿瘤中的作用 ①促进肿瘤进展：在多种恶性肿瘤中，如乳腺癌、卵巢癌、肺癌等，常出现HER3的高表达，导致癌细胞不受控制地生长、增强其迁移能力、抑制其凋亡，逃避机体的免疫监视和清除，从而促进肿瘤的发展和恶化。 ②介导治疗耐药：HER3在肿瘤细胞对多种治疗手段产生耐药性的过程中扮演着重要角色。 02 HER3的相关信号通路 HER3相关信号通路 HER3通常需与配体结合启动下游信号，但在HER2过表达时可无配体激活。激活后与不同受体形成异源二聚体，招募多种信号分子，激活下游PI3K/AKT、MAPK/ERK、JAK-STAT、PLCγ-PKC等信号通路，影响细胞增殖、凋亡等过程，促进肿瘤细胞增殖、侵袭和转移，在多种癌症中高表达，是癌症治疗的潜在靶点。 图4 HER3 介导的信号网络 此外，HER3与非HER家族RTKs(如IGF-1R、FGFR、MET)、雌激素受体(ER)、Notch等存在信号串扰，在肿瘤进展和治疗耐药中发挥重要作用。 图5 HER3 与其他因子的信号串扰 HER3的内源性抑制机制 HER3的内源性抑制机制对维持细胞正常生理状态、防止肿瘤发生发展至关重要。主要通过内吞途径和相关蛋白调控实现，内吞途径可内化HER3受体，调控其信号强度和持续时间，Nrdp1等蛋白则参与其降解过程。若这些机制异常，HER3信号会失调，促进肿瘤发展和耐药。加速HER3降解可增强肿瘤抑制活性，部分药物和抗体可通过此机制发挥抗癌作用。 HER3与其他受体共表达的影响 HER3的过表达常常和HER2及/或EGFR的过表达相关联，在HER2+乳腺癌和部分EGFR阳性肺癌中，HER3作为共受体发挥着重要作用。 03 HER3在肿瘤中的作用 HER3在肿瘤中的表达与突变 HER3单独存在不影响肿瘤转化，但在多种实体瘤(如乳腺癌、卵巢癌、肺癌、结肠癌、胰腺癌、黑色素瘤、胃癌、头颈部癌以及前列腺癌等)中存在扩增现象，其表达与肿瘤转移和不良预后相关。不过，HER3的预后价值存在争议，可能受肿瘤异质性、疾病阶段等多种因素影响。 图6 不同类型癌症中 HER3 的表达 此外，HER3表达水平或可作为部分靶向治疗的生物标志物。HER3的体细胞突变虽少，但在多种癌症中均有被发现，其中最常见的突变类型为功能获得性错义突变，主要发生在ECD和TKD区域，不同位置的HER3突变对肿瘤的影响不同，部分突变可增强致癌性和导致治疗耐药。突变的HER3致癌形式似乎不依赖配体，且需要HER2的参与。 图7 HER3 基因突变重点 HER3与治疗耐药性 图8 HER3 参与不同癌症治疗过程中的耐药性  临床前研究利用基因编辑工具和抑制剂，证实HER3介导的细胞活动在癌症对多种治疗的耐药性中起重要作用。动物模型显示抑制HER3可抑制肿瘤生长。 ①在靶向治疗中，抑制EGFR或HER2信号可导致HER3补偿性激活，导致对EGFR-TKI、曲妥珠单抗、西妥昔单抗等靶向药物产生耐药性。 ②在内分泌治疗中，HER3与ER信号网络相互作用影响耐药性。 ③化疗时，HER3激活与多种癌症的化疗耐药相关，可能通过激活相关信号通路或促进耐药蛋白表达实现。 ④放疗中，HER3介导的生存信号具有放射保护作用，沉默HER3可提高放疗敏感性，其机制涉及DNA损伤修复和细胞凋亡的调控。 ⑤联合抑制HER3和其他治疗方法有潜力克服耐药性，但目前临床应用效果不一，还需探索合适的生物标志物。 图9 癌细胞中潜在的 HER3 驱动的生存和耐药机制 04 HER3的靶向治疗 因HER3激酶活性弱、表达模式多样和下游信号复杂，靶向抗体成为主要治疗策略。多种抗HER3单克隆抗体、双特异性抗体和抗体-药物偶联物处于临床开发阶段，部分在特定肿瘤类型中显示出一定疗效，但联合治疗常伴随不良事件增加，且缺乏有效的预测生物标志物。 图10 临床上的 HER3 靶向治疗 单克隆抗体 通过工程设计阻断受体-配体结合或阻碍异二聚体形成。多种抗HER3单克隆抗体处于临床开发阶段，如Patritumab、Seribantumab、Lumretuzumab、Elgemtumab、CDX-3379等，它们通过结合HER3的不同结构域，抑制配体结合、阻断二聚体形成及下游信号传导，但多数mAbs因缺乏临床获益或联合治疗受限而终止开发，且有较多不良反应。 表1 靶向 HER3 的单克隆抗体的临床实验 双特异性抗体 能同时靶向两个不同蛋白表位，以克服单药治疗的局限性和耐药机制。如Duligotuzumab、MM-111、Isitarumab、Zenocutuzumab、SI-B001等，通过独特机制抑制肿瘤细胞生长，在多种癌症模型中显示出疗效，部分正在进行临床试验，但也面临疗效和安全性挑战。 表2 靶向 HER3 的双特异性抗体的临床实验 抗体-药物偶联物 由靶向mAbs与细胞毒性药物通过可裂解或不可裂解的连接子连接而成。如U3-1402、EV20衍生的ADCs等，在多种癌症模型中展现出强大的抗肿瘤活性，部分已进入后期临床试验。 表3 靶向 HER3 的抗体-药物偶联物的临床实验 Pan-HER策略 针对多种HER受体的抑制剂，如AZD8931、Sym013等，在临床前研究中表现出良好的抗癌效果，但Sym013因不明毒性终止临床开发。 HER3疫苗 可激发机体自身的免疫系统，诱导多克隆抗体产生，引发持久的抗肿瘤免疫反应，部分处于临床试验阶段，如pING-hHER3FL、针对HER2/HER3的树突状细胞疫苗等。 HER3靶向治疗的潜在策略 E3泛素连接酶(如Nrdp1、NEDD4)可促进HER3的泛素化降解，有望成为药物设计靶点；miR-205、miR-125a等多种microRNA能与HER3的mRNA结合，调控其表达，影响肿瘤细胞生长和药物敏感性；MYC、FoXO1等转录因子可调节HER3基因表达，在肿瘤发生和耐药中起重要作用。 图11 HER3 靶向癌症治疗的潜在方法 靶向HER3面临的障碍 HER受体家族结构相似，导致靶向HER3药物特异性欠佳，存在影响其他受体的风险。肿瘤适应性强，易产生二次耐药。联合疗法虽增强疗效，但可能增加毒性，平衡疗效与安全性至关重要。 HER3在正常组织发育和维持中不可或缺，缺乏活性激酶域，难以用传统小分子激酶抑制剂靶向。目前开发的HER3靶向抗体临床效果有限，原因包括未考虑配体非依赖二聚化和构象依赖性结合等。 05 HER3在多种癌症中的异常表达及影响 图12 HER3 的TCGA数据 乳腺癌 HER3在50-70%的乳腺癌病例中过表达，HR+/HER2-亚型表达最高，其表达上调与肿瘤转移、肿瘤体积增大以及复发风险增加有关。在乳腺癌细胞中，HER3主要定位于细胞核，但在配体刺激下会转运到细胞质。细胞核中的HER3可能通过影响基因表达等机制，在乳腺癌的发生发展中发挥作用。此外，HER3的基因改变在乳腺癌中占5.6%，包括扩增和激活突变，突变多位于ECD区域，可使受体激活不依赖配体，且与拉帕替尼耐药有关。 结直肠癌 HER3过表达与结直肠癌的淋巴转移和不良进展相关，影响患者的预后。其异常表达可能促进癌细胞的侵袭和转移能力，在结直肠癌的进展过程中起到推动作用。 头颈部鳞状细胞癌 HER3表达与癌细胞的转移增加和患者总生存期降低有关。膜性HER3表达与患者生存率降低显著相关，提示膜定位的HER3可能参与了头颈部鳞状细胞癌的恶性进展过程。 非小细胞肺癌 HER3的高表达与晚期NSCLC及不良预后相关，其配体NRG可增强肿瘤侵袭性，与其他EGFR家族成员共表达会加剧病情。靶向HER3以克服NSCLC中的EGFR-TKI耐药。HER3虽激酶活性低，但能与HER2等二聚化激活关键信号通路，促进非小细胞肺癌的发展和耐药。 其他癌症 在胰腺癌、胃癌、卵巢癌、前列腺癌、膀胱癌和黑色素瘤等多种癌症中，HER3也存在异常表达。例如，胰腺癌中HER3过表达与不良预后相关；胃癌中HER3核表达与血管和淋巴浸润有关；卵巢癌中HER3表达情况与患者预后相关；前列腺癌中HER3核表达与肿瘤进展相关；黑色素瘤中HER3表达与患者预后相关。此外，在儿童胶质瘤(毛细胞型星形细胞瘤)和小儿肉瘤(横纹肌肉瘤)中，也发现了HER3的过表达。HER3在不同癌症中的细胞定位不同，所发挥的功能也存在差异，在肿瘤的发生、发展、转移以及患者预后方面都有着复杂的作用机制。 关于仁域生物 成都仁域生物成立于2019年1月，是一家专注基因工程抗体技术和天然抗体库开发的公司，拥有优化的噬菌体展示抗体库技术和现代化的骆驼/羊驼养殖免疫基地。 公司核心技术平台包括全球最大的6000+天然驼源纳米抗体库(总库容＞3×10^12)、肿瘤细胞系免疫的骆驼免疫库、万亿级大容量全人源噬菌体展示scFv抗体库(总库容＞1×10^12)。 可为客户提供14天、100%成功率的先导抗体分子发现服务，彻底解决传统抗体定制的周期长、失败率高、成本高三大难题。目前已经成功完成300+靶点抗体筛选项目！ 科研专用—万亿级天然抗体库产品 （一步到位，轻松搭建基因工程抗体平台） protocol 获取 / 产品咨询 邮箱｜find@renyubio.com 电话｜19136178673 地址｜成都市经开区科技产业孵化园 关注我们，小编将持续更新相关内容～ 参考文献 Chen Y, Lu A, Hu Z, Li J, Lu J. ERBB3 targeting: A promising approach to overcoming cancer therapeutic resistance. Cancer Lett. 2024 Sep 1;599:217146. Papa F, Grinda T, Rassy E, Cheickh-Hussin R, Ribeiro J, Antonuzzo L, Pistilli B. Long road towards effective HER3 targeting in breast cancer. Cancer Treat Rev. 2024 Sep;129:102786.  Zeng H, Wang W, Zhang L, Lin Z. HER3-targeted therapy: the mechanism of drug resistance and the development of anticancer drugs. Cancer Drug Resist. 2024 Apr 29;7:14.  Zhu M, Yu M, Meng Y, Yang J, Wang X, Li L, Liang Y, Kong F. HER3 receptor and its role in the therapeutic management of metastatic breast cancer. J Transl Med. 2024 Jul 17;22(1):665.  Chen Q, Jia G, Zhang X, Ma W. Targeting HER3 to overcome EGFR TKI resistance in NSCLC. Front Immunol. 2024 Jan 4;14:1332057.  Majumder A. HER3: Toward the Prognostic Significance, Therapeutic Potential, Current Challenges, and Future Therapeutics in Different Types of Cancer. Cells. 2023 Oct 25;12(21):2517.  Desai O, Wang R. HER3- A key survival pathway and an emerging therapeutic target in metastatic colorectal cancer and pancreatic ductal adenocarcinoma. Oncotarget. 2023 May 10;14:439-443.  Larsen ME, Lyu H, Liu B. HER3-targeted therapeutic antibodies and antibody-drug conjugates in non-small cell lung cancer refractory to EGFR-tyrosine kinase inhibitors. Chin Med J Pulm Crit Care Med. 2023 Feb 27;1(1):11-17.  Uliano J, Corvaja C, Curigliano G, Tarantino P. Targeting HER3 for cancer treatment: a new horizon for an old target. ESMO Open. 2023 Feb;8(1):100790.  Gandullo-Sánchez L, Ocaña A, Pandiella A. HER3 in cancer: from the bench to the bedside. J Exp Clin Cancer Res. 2022 Oct 21;41(1):310.

关注小药说药，一起成长！ 前言 基于T细胞的免疫疗法的出现显著改变了癌症患者的治疗模式。尽管取得了成功，但目前批准的免疫治疗方案仍然存在局限性。因此，需要对T细胞活化和抑制的分子机制有更深入的了解，以合理地扩大改善免疫治疗的靶点和可能性。 免疫信号通路下游的蛋白质泛素化对于几乎所有免疫反应，特别是T细胞激活的正调节和负调节至关重要。大量研究表明，泛素化通过控制蛋白质的功能、定位和稳定性发挥多种细胞和分子作用，对泛素依赖性通路的调节可以显著改变T细胞的活化并增强抗肿瘤反应。因此，人们正在积极开发有选择性地利用泛素相关酶用于癌症治疗的技术，靶向泛素化为推进T细胞免疫治疗提供了巨大的可能性。 蛋白质泛素化 泛素化是一种翻译后修饰，泛素是一种由76个氨基酸组成的小蛋白质，通常由一条泛素链与底物蛋白质内的赖氨酸残基共价连接。泛素化通过各种方式影响蛋白质功能，例如通过影响蛋白质稳定性、周转率、细胞定位，以及诱导影响与其他蛋白质相互作用的构象变化。 该过程由E1泛素激活酶启动，该酶使用ATP激活，然后将泛素单体转移到E2泛素结合酶。泛素最终在E3泛素连接酶的作用下从E2转移到底物。 泛素化是多方面的，底物蛋白可以仅用一个泛素（单泛素化）、多个单泛素（多个单泛素化）或多泛素链（多泛素化）标记。由于泛素本身有七个赖氨酸（Lys6、Lys11、Lys27、Lys29、Lys33、Lys48和Lys63）和一个N端甲硫氨酸残基（M1），可以进行泛素化，因此可以形成几种结构不同的同质/同型、混合/异型和分支多泛素链。 泛素化除了是通过蛋白质体降解蛋白质的主要调节器外，实际上是几乎所有细胞信号级联的多功能调节器。泛素化蛋白质的命运取决于添加的泛素数量和形成泛素连接的泛素氨基酸。通过这种方式，并且由于拓扑结构不同链的多种可能性，泛素构成了一种高度通用的信号。 单泛素化和多泛素化参与膜受体的内吞作用，以及蛋白质降解、定位和蛋白质-蛋白质相互作用，这些类型的链也与TGF-β信号传导有关。在同型多泛素链中， Lys48和Lys63连接的链是最丰富，它们分别驱动蛋白酶体降解和调节多种细胞信号事件。Lys11连接链调节细胞周期和线粒体自噬，M1连接链对炎症固有反应至关重要，特别是调节NF-κB信号。 由Lys6-、Lys27-、Lys29-、Lys33泛素连接链调节的细胞过程仍然不太清楚。Lys27连接链似乎对调节先天免疫、细胞周期和线粒体功能非常重要。Lys6链似乎参与DNA修复和线粒体自噬，而Lys29链与Wnt信号以及蛋白毒性应激和细胞周期相关。Lys33链在高尔基体后转运和T细胞受体（TCR）调节中起着关键作用。 此外，非常重要的是，泛素在底物上的组装可以通过去泛素化酶（DUB）的作用逆转，去泛素化酶水解并从底物上去除泛素，使泛素化成为一种瞬时修饰，DUB对于维持生理性泛素平衡是必不可少的。这种平衡的失调与人类疾病的发病机制有关，特别是癌症、感染、神经退行性变和免疫紊乱，因此，DUB已开始作为基于抑制剂的治疗成为有吸引力的药物靶点。 TCR/CD3激活中的泛素途径 E3连接酶 E3泛素连接酶Casitas B系淋巴瘤（Cbl-B）是最具特征的E3连接酶，是T细胞活化的主要参与者。在T细胞激活时，它在免疫突触处被招募到TCR中，在TCR下游发挥多种抑制机制。 Cbl-b通过其多个蛋白质相互作用结构域与关键TCR信号体分子（如LCK、SLP76、ZAP70、Vav1、PKCθ和PI3K）相互作用。Cbl-b与E3连接酶Itch协同作用，能够介导TCR-ζ的Lys33连接的多泛素化，其不针对TCR受体进行降解或内吞，而是阻止其磷酸化并进一步与下游ZAP70激酶结合。通过这些相互作用，以及一些信号体成分的泛素化，Cbl-b强烈抑制T细胞活化。Cbl-b敲除小鼠具有过度活跃的T细胞，其激活不需要CD28，此外，Cbl-b基因敲除小鼠中从未描述过自身免疫损伤。因此，Cbl-b具有多个检查点抑制作用和极小的自身免疫毒性，是未来靶向癌症免疫治疗的有力候选。 与淋巴细胞无能相关的基因（GRAIL）是一种跨膜E3连接酶，定位于内体，也对T细胞活化起负调节作用。TCR介导的T细胞活化促进GRAIL的表达，而GRAIL反过来又阻碍T细胞活化。机制上，GRAIL通过非降解泛素链稳定和激活Rho-鸟嘌呤解离抑制剂（RhoGDI），导致细胞骨架重排和IL-2分泌缺陷。 NRDP1是另一种损害TCR信号的E3连接酶。T细胞激活后，NRDP1将Lys33多聚泛素非降解链添加到ZAP70激酶。Lys33连接的泛素链有助于招募Sts1和Sts2磷酸酶，最终使ZAP70去磷酸化和失活。 除了作用于近端信号体外，E3连接酶还通过进一步作用于下游抑制T细胞活化，控制导致T细胞活化转录因子核易位的关键转导事件。例如，在TCR/CD28连接后，E3连接酶Pellino1（PELI1）通过用Lys48多泛素链标记c-Rel来阻止NF-κB通路，导致其蛋白酶体降解。 DUBs 去泛素化酶A20和CYLD，在调节天然免疫细胞中的NF-κB信号中具有重要作用，也能显著改变T细胞功能。外周T细胞中A20的条件性缺失导致CD8+T细胞具有增强的NF-κB信号，即使在低抗原剂量下也能更有效地被激活，以产生更高水平的IL-2和IFN-γ。 CYLD可以通过NF-κB损害T细胞活化，它是通过将CBM复合物下游TAK1激酶的Lys63泛素链进行去泛素化。CYLD缺陷小鼠出现结肠炎，T细胞频率和活化增加。 使用类似的作用机制，去泛素酶USP18对TAK1的去泛素化抑制TCR。USP18的基因缺失导致T细胞中NF-κB和NFAT的过度激活和IL-2的过度产生。相反，去泛素酶USP9X和USP12通过从BCL10中去除抑制性泛素链来积极调节NF-κB通路，从而阻断CBM信号复合物的组装。因此，缺乏USP9X或USP12的T细胞在TCR激活时表现出较低水平的NF-κB激活，以及增殖和细胞因子生成减少。 TCR内化 TCR信号幅度和持续时间由细胞膜受体的内化、再循环和降解的平衡决定。在抗原刺激下，TCR/CD3复合物是泛素化的，而泛素化对于表面受体的内化至关重要。据报道，Cbl-b可单独或与E3连接酶c-Cbl联合促进TCR的内化，Cbl-b还干扰激活和聚集，从而破坏免疫突触的稳定性，进一步减弱TCR信号。 类似地，E3连接酶GRAIL可以通过蛋白酶体多泛素化和降解CD3ζ分子来下调表面TCR/CD3复合物的表达。最近的研究表明，用于CAR-T治疗的CAR受体的表面表达也受到泛素介导的内吞和降解的影响。注入患者体内的CAR-T细胞持续性差是这种肿瘤免疫疗法的主要限制。最近的一项研究能够通过对细胞质结构域的所有赖氨酸残基进行突变来提高CAR的稳定性，这有效地绕过了CARs的泛素化依赖性溶酶体降解，因此，这些CAR-T细胞改善了CAR的持久性和来自内体的信号传导，同时增强了效应器功能，从而在小鼠模型中产生持久的抗肿瘤免疫反应。 共刺激受体下游的泛素途径 CD28 E3连接酶Cbl-b是CD28介导的信号传导的主要抑制剂，从机制上讲，E3连接酶Cbl-b通过结合和泛素化PI3K的p85β亚单位来抑制CD28依赖的PI3K途径。 E3连接酶不仅能阻碍CD28信号传导，而且能促进CD28信号传导。例如，TCR/CD28激活NFAT涉及E3连接酶TRAF6。TRAF6被招募到免疫突触与支架蛋白LAT相互作用，并通过Lys63泛素化增强LAT磷酸化和TCR信号。 为了充分激活T细胞，CD28共受体必须克服Cbl-b抑制。CD28信号通过触发Cbl-b的翻译后修饰来阻断Cbl-b抑制途径，最终导致其蛋白酶体降解。其中E3连接酶NEDD4发挥着重要作用，据报道NEDD4在CD28共刺激下结合并泛素化Cbl-b进行蛋白酶体降解。 其他共刺激受体 与CD28类似，肿瘤坏死因子受体（TNFR）家族成员的共刺激受体4-1BB、CD40L、OX40和GITR与TCR协同促进T细胞活化，尤其是增殖和细胞因子的产生。作为TNFRs，它们缺乏内在的酶功能，依赖于几种E3连接酶，包括TRAF（TRAF1/2/3）、cIAP1/2和LUBAC，在导致NF-κB活化的信号转导级联中引导大量Lys63、Lys48和线性泛素化事件。去泛素酶A20、CYLD和OTULIN可以清除这些泛素化事件以阻止NF-κB的活化。 抑制性受体下游泛素途径 CTLA-4 到目前为止，没有任何E3直接泛素化CTLA-4的报道，也没有CTLA-4中泛素化位点的记录。然而，CTLA-4缺陷型T细胞的泛素修饰总体上显著减少，这有力地表明了泛素化事件在CTLA-4途径中的重要性。此外，实验证据表明，主要CTLA-4抑制功能由关键的T细胞抑制性E3连接酶介导，该连接酶也调节T细胞活化，即Cbl-b、ITCH和GRAIL。 此外，Cbl-b、ITCH和GRAIL是T细胞无能的基本驱动因素，而且这三种E3连接酶还通过调节Treg的发育和功能发挥重要的免疫抑制作用。Cbl-b和ITCH参与TGF-β介导的Foxp3调节，缺乏这两种E3连接酶都会损害TGF-β诱导的Foxp3+Tregs（iTreg）的发育，导致iTreg低表达，功能缺陷。 PD-1 与CTLA-4不同，一些报告强调了泛素化在PD-1/PD-L1系统中的关键作用。对于T细胞上的PD-1受体，Cbl-b也作为PD-1抑制途径的关键介质显著参与，缺乏Cbl-b的T细胞对PD-1抑制具有抵抗力。没有Cbl-b，PD-1在抑制IFN-γ产生或诱导T细胞活化后的细胞死亡方面效率低下。 另一种Cbl E3连接酶c-Cbl也影响PD-1，但与Cbl-b相反，它是一种负性调节因子。c-Cbl与PD-1的胞质尾部结合，并作为E3连接酶，泛素化PD-1进行蛋白酶体降解。因此，c-Cbl减少提高了CD8+T细胞和巨噬细胞中PD-1的表达。 同样，E3连接酶FBXO38通过介导PD-1降解来控制T细胞抗肿瘤反应。从机理上讲，FBXO38通过在Lys233处添加Lys48多聚泛素链来标记PD-1进行降解。缺乏FBXO38的黑色素瘤和结直肠癌小鼠模型具有更高的肿瘤负荷，这与肿瘤浸润性T细胞中PD-1的高表达有关。 PD-L1 PD-L1的肿瘤水平是肿瘤免疫的重要决定因素。几项研究已确定癌细胞利用EGFR信号稳定PD-L1表达以逃避T细胞免疫。E3连接酶识别并泛素标记PD-L1进行蛋白水解，主要依赖于糖原合成酶激酶3（GSK3α/β）。GSK3β磷酸化PD-L1的C端结构域，以招募E3连接酶β-TrCP用于PD-L1泛素依赖性降解。而EGFR信号通过诱导GSK3β磷酸化位点附近的PD-L1大量糖基化来对抗GSK3β/β-TrCP/PD-L1降解途径。 另一项研究进一步表明GSK3α/ARIH1是另一种诱导PD-L1蛋白水解的激酶/E3连接酶对。E3连接酶ARIH1识别S279/S283处PD-L1的GSK3α依赖性磷酸化，随后PD-L1 Lys48泛素化和降解。最近，还发现EGFR通过额外干扰膜结合MARCH8 E3连接酶增加PD-L1水平，该连接酶也以PD-L1为降解靶点。最后，c-Cbl过表达，单独或与Cbl-b联合，也可以降低STAT3/AKT/ERK磷酸化，从而下调PD-L1表达并增加抗肿瘤反应。 Cullin3 SPOP和TRIM21E3连接酶通过泛素化依赖性降解进一步破坏PD-L1的稳定性，它们的作用再次依赖于激酶，特别是细胞周期蛋白依赖性激酶CDK4和CDK5。然而，CDK4通过稳定Cullin3 SPOP协助PD-L1降解，而CDK5则消极干扰TRIM21对PD-L1的作用。 此外，PD-L1也因其他几种去泛素化酶而稳定，即OTUB1、USP9X、USP7。这些研究具有潜在的治疗意义，因为它们证明，抑制或清除这些DUB中的任何一种都可以重新激发小鼠的抗肿瘤反应，并使癌细胞对T细胞杀伤敏感。 泛素依赖途径肿瘤药物的开发 到目前为止，针对泛素依赖的途径主要是基于小分子抑制剂，这些小分子可以通过直接结合或变构作用阻断泛素相关酶的催化结构域，或阻止其与底物或其他调节蛋白结合。目前，已经开发了200多种化合物，其中许多化合物正在进行癌症治疗的临床前和临床试验。 大多数基于泛素的小分子化合物被设计成靶向癌细胞中必需的泛素途径。随着以T细胞为基础的肿瘤免疫治疗的出现，针对选择性E3和DUB的靶向抑制已有研究，其中关键的细胞内检查点T细胞抑制剂Cbl-b具有巨大的潜力。已有研究利用RNA干扰成功地下调了T细胞中的Cbl-b水平，这在不同的过继性T细胞转移肿瘤模型中产生了出色的体外和临床前结果，并且癌症患者对其耐受性良好，目前已进入临床试验（NCT02166255和NCT03087591）。此外，针对IAPs、MDM2和USP7的小分子已经进行了临床前试验，并证明单独使用或联合使用时，至少部分增强体内抗肿瘤免疫。 调节癌细胞中PD-L1降解的泛素化依赖途径也正在进行测试。例如，一种竞争性棕榈酰化抑制剂（CPP-S1），以防止PD-L1棕榈酰化，进而促进PD-L1泛素介导的降解。控制PD-L1泛素化和降解的EGFR信号通路也通过不同的方式在体内被有效阻断，包括EGFR小分子抑制剂、铜螯合剂和靶向CSN5的小分子，都显著增强T细胞抗肿瘤反应。 基于邻近性的治疗方法，包括PROTAC或分子胶技术，也正在迅速发展，以针对几种特定肿瘤蛋白质的蛋白酶体降解，目前有十几项临床试验正在验证这些基于泛素化技术的治疗潜力。 小结 数据表明，调节几种泛素依赖性途径，特别是所涉及的泛素依赖性酶，可以释放强烈、持久和靶向的抗肿瘤反应。目前，泛素领域也取得了巨大进展，开发出了多种新技术和新方法，可以专门针对几乎所有泛素依赖的酶，或者利用它们针对感兴趣的底物蛋白，包括肿瘤蛋白。展望未来，相信这些重要的泛素依赖途径的调节很快将成为改善靶向肿瘤免疫治疗的可行替代方案。 参考文献： 1.Ubiquitination in T-Cell Activation andCheckpoint Inhibition: New Avenues for Targeted Cancer Immunotherapy. Int J MolSci. 2021 Oct; 22(19): 10800. 公众号内回复“疫苗篇”或扫描下方图片中的二维码免费下载《小药说药疫苗篇》的PDF格式电子书！ 公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。