7个EGFR的PTM挑战耐药

表皮生长因子受体（EGFR，又叫HER1或EbrB1）是一类受体型酪氨酸激酶，在多种上皮来源的肿瘤中过表达，与肿瘤增殖、血管新生、转移等相关。

针对EGFR已有多种EGFR-TKI获批，但继发的耐药突变是治疗过程中非常重要的问题。

前3代TKI均靶向胞内ATP结合位点，通过阻断EGFR磷酸化来抑制其活性。靶向其他磷酸化位点，或者其他翻译后修饰（PTM）途径可能是改进耐药的开发方向。

1.磷酸化

磷酸化对启动EGFR活性至关重要。

磷酸化位点包括丝氨酸（S）、苏氨酸（T）、酪氨酸（Y）残基，EGFR的磷酸化主要发生在酪氨酸残基上。配体包括自体和其他激酶。

2.甲基化

EGFR甲基化主要发生在精氨酸残基，由PRMT介导。

EGFR的R1175可在PRMT5作用下发生单甲基化修饰，与Y1173发生串扰参与EGF介导的该处磷酸化，抑制下游EKR信号。

EGFR的R198、R200甲基化与调节EGFR功能和CRC对Cetuximab耐药发生有关。

EGFR的R222、R224发生甲基化的部位在内质网（ER）和高尔基体，在结直肠癌（CRC）中介导EGFR二聚化形成，促进肿瘤细胞增殖。

EGFR启动子区域高甲基化使NSCLC对EGFR-TKI不敏感、Gefitinib耐药有关，也是肿瘤恶性的重要指标。而阻断DNA甲基化能够增强EGFR-TKI的治疗效果。

3.S-亚硝基化

EGFR是膜受体型蛋白激酶，向膜定位过程需要脂化作用。S-亚硝基化是酯化作用中的一类，是NO相关的PTM。

在多种EGF响应的细胞系中，NO以浓度依赖性抑制了EGF诱导的EGFR激活、减少细胞增殖。S-亚硝基化位点在C190、C329。这个两个残基处S-亚硝基化会破坏EGFR形成二聚体的能力，也使随后的磷酸化水平降低。

增强S-亚硝基化是抑制EGFR活性的一个方向。

4.S-棕榈酰化

S-棕榈酰化也是脂化作用的一种。

相关位点有C797、C109、C1146。

Gefitinib治疗的TKI耐药细胞系中，EGFR的S-棕榈酰化水平升高；而相同治疗条件下TKI敏感的细胞系中未检测到S-棕榈酰化。S-棕榈酰化对持续的EGFR信号至关重要，抑制棕榈酰化可促进肿瘤细胞对TKI的敏感性。

不过这种PTM似乎只限对EGFR-TKI耐药EGFR突变型NSCLC。

5.泛素化

泛素化是调节蛋白定位、功能、稳定性等的重要机制，

EGFR的泛素化涉及6个不同的赖氨酸残基（K716, K737, K754, K867, K929, K970, 是Ub结合位点），将6个残基突变为精氨酸后，泛素化减少了70-80%。

但突变体仍能激活MAPK-REK1/2信号传导，说明泛素化并未影响EGFR活性、功能。不过突变体在生长因子（GF）刺激后降解速度减缓，信号时间延长。

6.N-糖基化

EGFR的构象、膜定位除受脂化作用调控外，还依赖糖基化修饰。

EGFR的胞外域被高度糖基化，促进GF结合位点的稳定性，还有助于维持二聚化形成，并在抗体与EGFR胞外域的空间分离表位结合中发挥独特作用。

7.O-GlcNAcylation

在一些肿瘤系中检测到了EGFR发生O-GlcNAcylation，不过没有明确对EGFR的直接作用。

不过，肝生长因子调节的酪氨酸激酶底物（HGS）发生O-GlcNAcylation修饰后泛素化修饰增强，在细胞中的稳定性降低。作为EGFR的分选调节剂，导致EGFR在细胞中积累，信号延长。

小结

随着EGFR-TKI使用，耐药突变不断出现，导致现有TKI结合位点构象发生变化，影响TKI疗效。

TKI是白象EGFR激酶活性的传统策略，与磷酸化密切相关。包括磷酸化在内的多种PTM也都与EGFR相关。基于PTM的靶向药物可能会越过耐药突变。

参考资料

1. He Q et al. Multiple post-translational modifications ensure EGFR functionality: Potential therapeutic targets to overcome its drug-resistance mutations. Cytokine Growth Factor Rev. 2023 Apr;70:41-53. 

2. Azimzadeh Irani M e tal. Role of N-glycosylation in EGFR ectodomain ligand binding. Proteins. 2017 Aug;85(8):1529-1549. 

3. Wu L et al. O-GlcNAcylation regulates epidermal growth factor receptor intracellular trafficking and signaling. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Mar 8;119(10):e2107453119.

4. Stateva SR, Villalobo A. O-GlcNAcylation of the human epidermal growth factor receptor. Org Biomol Chem. 2015 Aug 14;13(30):8196-204. 

来源:闲谈 Immunology

2023-07-05

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