Claudins家族靶點：CLDN4接踵而至，展示聯合用藥潛力！

日期：2022-09-26 09:54:20

近期，Nature旗下Cell Death & Disease雜志,一篇標題為“TGF-β induces GBM mesenchymal transition through upregulation of CLDN4 and nuclear translocation to activate TNF-α/NF-κB signal pathway”文章首次發現，CLDN4在膠質母細胞瘤（GBM）組織和細胞中上調，研究提示，CLDN4通過調節TNF-α誘導的NF-κB活性，誘導GBM細胞的間質轉化，增強GBM細胞的遷移能力。進一步的實驗數據表明，穩定敲低CLDN4，可抑制異種移植小鼠膠質瘤的生長和侵襲，且聯合ITD-1治療，對小鼠腫瘤的抑制效果更好 ^[1]。CLDN4作為Claudins家族的重要分子，在各種類型腫瘤中廣泛出現高表達或表達缺失。陸續有研究表明，CLDN4可作為治療腫瘤的特定靶點。令人鼓舞的是，已有多篇文獻報道將抗CLDN4抗體聯合治療，可增強抗腫瘤作用。因此，繼CLDN18.2、CLDN9、CLDN6等靶點后，CLDN4接踵而至，有望成為Claudins家族腫瘤靶向治療的有效靶點，且在聯合用藥方面展示出潛力。

1. 什么是CLDN4？

2. CLDN4的作用機制

3. CLDN4在腫瘤等疾病中的作用

3.1 CLDN4與消化道腫瘤
3.2 CLDN4與生殖系統腫瘤
3.3 CLDN4與其它腫瘤

4. CLDN4的臨床研究前景

1. 什么是CLDN4？

緊密連接蛋白4（Claudin 4/CLDN4）屬于Claudins家族的一員，也是緊密連接（Tight Junctions，TJ）的重要連接蛋白之一。Claudins蛋白均由4個跨膜結構域構成，N端和C端均位于細胞內部，C-末端上存在結合域，可與胞質內層的蛋白結合（如：ZO-1），在信號轉導中發揮重要的作用。細胞膜外有2個長度不等的環（ECL1和ECL2），它們可以和臨近其他同類型的環相接觸，構成細胞間的緊密連接（圖1） ^[2]。細胞外環是維持緊密連接功能和上皮屏障完整性所必需的。緊密連接是位于上皮細胞和內皮細胞頂端的細胞間黏附結構。Claudins作為緊密連接的重要組成部分，可調節上皮細胞通透性及維持細胞極性等方面發揮作用。當Claudins蛋白發生變化時，將影響細胞間的通透性，可引起疾病的發生 ^{[2, 3]}。越來越多研究揭示CLDN4在癌癥中發揮著調控作用，或可作為潛力腫瘤治療靶標 ^[4-6]。事實上，大量證據已表明Claudins成員在腫瘤免疫治療中扮演重要的角色，且在臨床中具有極大的成藥性。針對Claudins家族火熱研究靶點，可點擊以往Claudins蛋白相關文章（CLDN6；CLDN9；CLDN18.2）。

圖1. CLDN4的結構 ^[2]

2. CLDN4的作用機制

相關文獻指出，Claudins參與腫瘤的機制途徑可能為：1）Claudins異常表達引起緊密連接紊亂和滲漏，促進腫瘤細胞的轉移和侵襲；2）細胞極性的降低增加腫瘤的營養和生長因子供應，使腫瘤細胞的增殖加快；3）細胞間黏附的減少，會增加轉移風險并促進腫瘤的發展 ^[7-9]。如今，CLDN4作為常見的腫瘤異常表達基因，對其研究仍處于初步階段，其在腫瘤中的信號調節機制有待深入了解。

在膠質瘤中，研究發現CLDN4/TNFα/NF-κB信號軸，在膠質瘤的生物學進展中起關鍵作用，揭示CLDN4誘導膠質瘤EMT是通過調節TNF-α介導的NF-κB信號通路（圖2） ^[1]。在卵巢癌中，CLDN4的過表達，可通過PI3K/Akt和EMT轉錄因子Twist1信號通路，誘導卵巢癌細胞EMT ^{[10, 11]}。在胰腺癌中，轉化生長因子β（TGF-β）可以負性調解CLDN4表達，且高表達CLDN4可抑制胰腺癌細胞的侵襲 ^[12]。在乳腺癌中，CLDN4通過PAK4-CEBPB-CLDN4軸，促進腫瘤細胞遷移和侵襲 ^[13]。

另外，在人喉癌Hep-2細胞中，CLDN4低表達，并初步證實CLDN4通過JAK2/STAT3信號通路，可抑制細胞增殖 ^[14]。另有研究認為，在喉癌Hep-2細胞中，DNA甲基化可下調CLDN4基因，其與MeCP2募集HDAC1有關，進一步發現，CLDN4上調可抑制Hep-2細胞增殖，并增加細胞間緊密連接數目 ^[15]。

圖2. CLDN4誘導膠質瘤細胞EMT途徑 ^[1]

3. CLDN4在腫瘤中的作用

很多學者研究發現，CLDN4在多種腫瘤中存在異常表達現象。尤其在消化道腫瘤，包括食管腫瘤、胃癌、結腸癌、肝癌、胰腺癌、喉鱗狀細胞癌等等；以及在生殖系統腫瘤，如卵巢癌、宮頸癌，均有研究顯示CLDN4在這些腫瘤組織中的異常高表達或低表達。因此，CLDN4作為常見的腫瘤異常表達基因，將有著非常重要的潛在應用價值。

3.1 CLDN4與消化道腫瘤

在胰腺癌中，有研究表明，羅格列酮（Rosiglitazone）可通過抑制MEK-ERK信號通路，增加CLDN4的表達，從而抑制胰腺癌細胞的侵襲，認為CLDN4是胰腺癌細胞侵襲和轉移表型的潛在抑制劑 ^[17]。然而，使用cDNA微陣列分析胰腺導管內乳頭狀黏液性腫瘤，顯示CLDN4基因上調，提示CLDN4可能參與到早期胰腺癌的形成 ^[18]。在胃癌中，CLDN4異常高表達，采用CLDN4 siRNA 轉染SGC7901胃癌細胞，發現細胞的侵襲能力顯著下降，進一步研究發現，敲低CLDN4可增強PI3K和Akt的磷酸化，促進胃癌細胞的增殖、遷移、侵襲，以及降低胃癌細胞對化療的敏感性 ^{[19, 20]}。

在肝癌中，鋅指蛋白703（ZNF703）能夠與CLDN4啟動子結合，激活CLDN4的表達，誘導EMT從而促進腫瘤轉移和索拉非尼耐藥 ^[21]。在喉鱗狀細胞癌中，CLDN4表達下調，研究證實喉癌組織中CLDN4的表達與MECP-2的表達相關，進一步的研究發現，DNA甲基化轉移酶抑制劑（5-aza-dc）作用喉鱗癌細胞系hep-2后，可上調CLDN4的表達，并使hep-2細胞的遷移和侵襲能力下降 ^[22]。因此，CLDN4或可成為消化道相關腫瘤診斷的分子標志物。

3.2 CLDN4與生殖系統腫瘤

在卵巢癌中，過表達CLDN4可促進卵巢癌細胞的EMT進程，且高表達的CLDN4與患者的不良預后相關 ^{[10, 11]}。近期，另有研究揭示CLDN4缺失，可抑制DNA修復，并增加對PARP抑制劑的敏感性。而高表達CLDN4的卵巢癌腫瘤細胞，其對PARP抑制劑的敏感性降低 ^[23]。

在宮頸癌中，當細胞連接破壞后，與正常鱗狀上皮相比，宮頸癌組織中CLDN4表達明顯上調。當宮頸癌前病變越嚴重，組織表達的CLDN4水平則隨之上升。CLDN4蛋白表達強度與宮頸癌前病變的程度密切相關，提示CLDN4的高表達可能會促進宮頸癌的發生 ^[24]。此外，高危型人乳頭瘤病毒（HR-HPV）聯合CLDN4檢測能夠提高宮頸癌前病變診斷的特異性。HR-HPV已被證實為宮頸癌及宮頸癌前病變的重要治病因素。因此，CLDN4或可作為診斷卵巢癌和宮頸癌前病變的重要手段。

3.3 CLDN4與其它腫瘤

在前列腺癌中，在表達CLDN4的小鼠前列腺癌異種移植模型中，注射產氣莢膜梭菌腸毒素（clostridium perfringens enterotoxin, CPE）可顯著抑制腫瘤的生長。CPE是人食物中毒及胃腸疾病的重要致病因子。CLDN3和CLDN4作為CPE的受體，CPE與受體特異性結合后，可通過胞膜穿透作用使細胞溶解壞死。研究表明，CPE的細胞毒性僅限于CLDN3和CLDN4高表達的癌細胞，并呈劑量依賴性 ^[25--27]。因此，在CLDN3和CLDN4高表達的癌組織中，整合CPE治療，使其能結合特異CLDN受體，將使化療藥物具有腫瘤特異性，從而增強化療效果。

在膠質瘤中，基于TCGA數據集進行Kaplan-Meier的分析表明，CLDN4的表達與OS和DFS呈負相關。進一步發現，CLDN4能夠調節TNF-α誘導的NF-κB活性。破壞CLDN4/TNFα/NF-κB信號軸的功能，可能是治療惡性膠質瘤患者的一種新策略 ^[1]。在三陰性乳腺癌中，CLDN4表達高于非三陰性乳腺癌，通過小鼠模型，使用CLDN4細胞外結構域抗體（4D3）可削弱乳腺癌細胞緊密連接的屏障功能，增強紫杉醇（Paclitaxel）的抗癌作用 ^[28]。在膀胱癌中，在皮下腫瘤和肺轉移的小鼠模型中，聯合CLDN4抗體（4D3）治療可增強順鉑（Cisplatin）抑制腫瘤生長的效果 ^[29]。

4. CLDN4的臨床研究前景

大量研究已證明CLDN家族是一類具有重要研究價值的細胞表面蛋白質分子，發揮著重要的屏障作用。CLDN蛋白在腫瘤細胞表面存在的異常表達，和多種腫瘤的發生發展有關。當前，CLDN4蛋白在細胞增殖、遷移和侵襲中的作用有了越來越多的新見解，大量證據顯示CLDN4的異常表達能影響腫瘤的侵襲和轉移能力。尤其是在高表達CLDN4的腫瘤中，CLDN4有望作為腫瘤的標志物和治療靶點。日益增多的證據表明，聯合抗CLDN4抗體治療，具有潛在的應用前景，能增強現有藥物的作用效果。隨著CLDN家族領域研究的不斷深入，相信越來越多CLDN蛋白作用將為更多疾病的診斷治療提供新思路。

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The high specifity was validated by western blot. CSB-MP005506HU is detected by Mouse anti-6*His monoclonal antibody.

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