综述:MCAM在发育、稳态、病理状态及癌症中的多面性角色
《Journal of Molecular Medicine》:The multifaceted roles of MCAM in development, homeostasis, pathological conditions, and cancer
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时间:2025年12月14日
来源:Journal of Molecular Medicine 4.8
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本综述系统阐述了MCAM(黑色素瘤细胞黏附分子)在胚胎发育、血管稳态、炎症调控及肿瘤进展中的多重功能。作为兼具黏附与信号受体特性的分子,MCAM通过调控上皮-间质转化(EMT)、血管生成及免疫细胞迁移等关键通路,在多种疾病(如癌症、自身免疫病)中发挥核心作用。其可溶性形式(s-MCAM)已成为潜在生物标志物,而靶向MCAM的抗体疗法在临床前模型中展现出抗肿瘤及抗纤维化前景,凸显其转化医学价值。
MCAM在细胞黏附与信号传导中的作用
MCAM基因在人类11号染色体和小鼠9号染色体上高度保守,其编码的蛋白属于免疫球蛋白超家族黏附分子(IgSF-CAM),通过同源或异源结合参与细胞间相互作用。早期研究证实MCAM介导的黏附力较弱,但后续发现其可通过磷酸化黏着斑激酶(FAK)等途径重塑肌动蛋白细胞骨架,调控细胞迁移。近年来,MCAM被证实可作为多种配体的受体,包括层粘连蛋白(laminin 411/421)、半乳糖凝集素(galectin-1/3)及基质蛋白酶(matriptase),进而激活p38/MAPK、GSK3β/β-连环蛋白(β-catenin)等信号轴。例如,MCAM与层粘连蛋白411结合促进淋巴细胞炎症浸润,而与Wnt5a结合后通过JNK通路参与糖尿病肾病肾小管炎症。
MCAM在脊椎动物发育中的关键角色
从受精卵至囊胚期,MCAM持续表达于胚胎细胞谱系,尤其在滋养层细胞中高表达,调控胚胎植入与胎盘形成。小鼠模型中,AA98抗体阻断MCAM可导致妊娠失败,而人类先兆子痫患者胎盘中间滋养层MCAM表达缺失,提示其与妊娠疾病相关。在血管发育中,斑马鱼MCAM基因敲低导致血管畸形,其作为netrin-1受体参与血管生成。此外,MCAM缺失小鼠血脑屏障(BBB)完整性受损, Claudin-5表达下降,证实其对神经血管单元成熟的调控作用。乳腺发育研究显示,MCAM缺失通过IL-4/Stat6轴招募巨噬细胞,促进Wnt5a/Ryk信号通路,进而影响导管形态发生。
成年脊椎动物组织中的MCAM表达与功能
成年组织中MCAM表达局限于血管内皮、周细胞、平滑肌细胞及特定上皮细胞。单细胞RNA测序数据表明,MCAM在小鼠脑、肾、子宫等器官的内皮细胞、星形胶质细胞及少突胶质细胞中均有分布。在血管系统中,MCAM定位于内皮细胞连接处,与PECAM1或VE-钙黏蛋白不共定位,但参与周细胞招募与血管成熟。作为间充质干细胞(MSC)标志物,MCAM+细胞具有组织特异性分化潜能:骨骼肌来源的MCAM+细胞促进肌纤维再生,而骨髓来源者支持造血微环境。在炎症过程中,MCAM通过调控单核细胞跨内皮迁移、T细胞极化(如促进Th17细胞IL-17分泌)参与自身免疫疾病。
MCAM在疾病中的双向调控
在阿尔茨海默病中,血脑屏障内皮MCAM丢失伴随s-MCAM水平升高,且磷酸化TDP-43(pTDP-43)包涵体沉积与MCAM缺失相关。多发性硬化症(MS)模型中,MCAM促进ST14+CD4+T细胞穿越血脑屏障,而抗体阻断MCAM可减轻神经炎症。类风湿性关节炎滑膜液中s-MCAM水平与血管生成正相关,银屑病关节炎患者MCAM+T细胞则高产IL-17。在慢性肾病中,MCAM表达变化与肾功能损伤严重度相关,s-MCAM有望作为肾损伤生物标志物。
MCAM在癌症中的复杂网络
s-MCAM通过自分泌/旁分泌作用增强肿瘤细胞增殖与迁移,上调EMT标志物(如SNAIL、波形蛋白)。在三阴性乳腺癌(TNBC)中,s-MCAM抗体M2J-1抑制肿瘤生长与转移,并降低循环肿瘤微颗粒活性。
MCAM启动子甲基化抑制其表达(如前列腺癌),而组蛋白去甲基化酶KDM3A/KDM5C通过激活Ets1或增强子活性促进MCAM转录。circRNA circ_0079593通过吸附miR-516b-5p解除对MCAM的抑制,增强黑色素瘤转移能力。
MCAM过表达通过RhoA/Slug或PI3K/AKT通路诱导E-钙黏蛋白(E-cadherin)下调及N-钙黏蛋白(N-cadherin)上调,促进EMT。在肿瘤微环境中,MCAM与M2巨噬细胞表面半乳糖凝集素-3结合激活AKT通路,而血管相关癌症相关成纤维细胞(vCAF)通过IL-6/EZH2轴增强胆管癌侵袭性。
MCAM高表达与小细胞肺癌(SCLC)卡铂耐药、乳腺癌他莫昔芬耐药及胶质母细胞瘤贝伐珠单抗耐药相关。临床数据显示,MCAM阳性患者总体生存期(OS)及无进展生存期(PFS)显著缩短,但在肾透明细胞癌(ccRCC)中其表达与预后关系存在争议,可能源于肿瘤异质性或微环境差异。
抗MCAM抗体(如AA98、ABX-MA1)通过直接细胞毒性、抑制血管生成或联合免疫疗法(如CAR-NK细胞)发挥抗肿瘤效果。在神经母细胞瘤中,AA98诱导凋亡并抑制移植瘤生长;系统性硬化症(SSc)模型中,AA98阻断MCAM与Wnt1相互作用,抑制β-连环蛋白通路及皮肤纤维化。
总结
MCAM作为多功能分子,通过调控发育稳态、炎症反应及肿瘤恶性进展,成为疾病诊断与治疗的重要靶点。其可溶形式与膜结合形式的双重作用机制,以及表观遗传调控的复杂性,提示未来需结合微环境特性开发精准靶向策略。
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