综述：黏附G蛋白偶联受体F5（ADGRF5）作为肿瘤免疫应答的调控架构分子

《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer》：The adhesion G protein-coupled receptor F5 (ADGRF5) as an architect of immune response in cancers

　　

黏附G蛋白偶联受体F5（ADGRF5，曾用名G蛋白偶联受体116）于1999年由Abe等人首次鉴定为Ig-Hepta，属于G蛋白偶联受体（GPCR）家族的独特成员。现有研究证实ADGRF5参与人类多种生理及病理过程，尤其在肿瘤发生发展中发挥关键作用。该受体胞外区包含免疫球蛋白（Ig）样重复序列、I型Ig样结构域及精子蛋白-肠激酶-集聚蛋白（SEA）结构域，其标志性特征为含有GPCR自水解诱导（GAIN）结构域，该结构域内存在高度保守的GPCR水解位点（GPS）。GPS区域的自水解过程通常发生在保守脂肪族氨基酸之间（多为亮氨酸与苏氨酸、丝氨酸或半胱氨酸之间），暴露出的短肽序列称为Stachel序列，可作为拴系激动剂触发下游信号通路。ADGRF5活性调控存在两种模式：正构调控中配体结合导致受体解离为N端与C端片段；别构调控中配体-受体相互作用无需亚基解离。功能研究显示，ADGRF5通过Gq/11蛋白介导肌醇磷酸转换与Ca2+动员，并调控丝裂原活化细胞外激酶及RhoA GTP酶等信号通路。尽管ADGRF5在非肿瘤疾病中的功能已有较多报道，但其在肿瘤免疫应答中的作用机制仍待深入解析。本综述整合ADGRF5在肿瘤及肿瘤相关免疫应答中的最新研究进展，探讨其作为肿瘤治疗靶点的潜在价值。

1. 1.
   Introduction
   黏附G蛋白偶联受体F5（ADGRF5，曾用名G蛋白偶联受体116）最初由Abe等人在1999年鉴定为Ig-Hepta，是G蛋白偶联受体（GPCR）家族中具有独特特征的成员。现有研究已证实ADGRF5参与人类多种疾病的生理与病理过程，包括肿瘤发生发展。该受体在肺、肾及内分泌系统等组织中具有重要生理功能，其表达与活性可调控脂质合成、胰岛素抵抗及葡萄糖稳态。进一步研究发现，ADGRF5在血管生成中发挥负向调控作用，尤其在视网膜病变及视网膜血管瘤增殖综合征等病理条件下表现显著。从结构特征来看，ADGRF5除具备GPCR典型结构外，其N端尾部包含免疫球蛋白（Ig）样重复序列，胞外区还存在免疫球蛋白I-set结构域及精子蛋白、肠激酶和集聚蛋白（SEA）结构域。ADGRF5与其他黏附GPCR共享的核心特征是含有GPCR自水解诱导（GAIN）结构域，其中包含高度保守的GPCR水解位点（GPS）区域。GPS区域的自水解通常发生在保守脂肪族氨基酸之间，多为亮氨酸与苏氨酸、丝氨酸或半胱氨酸之间，该过程暴露出ADGRF5的短肽序列——Stachel序列，其作为拴系激动剂触发下游信号通路。黏附GPCR活性调控存在两种模式：正构调控中配体结合导致受体解离为N端与C端片段；别构调控中配体-受体相互作用无需亚基解离。大量直接或间接证据表明，ADGRF5通过G蛋白级联反应介导细胞内信号转导，实验数据显示其可促进肌醇磷酸转换与Ca²⁺动员，并通过调控G_q/11蛋白影响丝裂原活化细胞外激酶及RhoA GTP酶等信号通路。黏附GPCR激活常伴随其裂解为N端与C端片段，这一特征对理解其与多种结合伙伴的相互作用至关重要，例如ADGRF5可与表面活性蛋白D结合。尽管观察性与实验性研究不断积累，目前对ADGRF5在肿瘤中功能的认知仍十分有限。本综述旨在整合ADGRF5在肿瘤及肿瘤相关免疫应答中的现有研究证据，探讨其作为肿瘤治疗靶点的潜力。
2. 2.
   ADGRF5 regulates intrinsic cancer cell aggressiveness
   基于临床样本的研究已确立ADGRF5的临床意义。多项生物信息学分析及数据集挖掘结果显示，ADGRF5在乳腺癌、胃癌及结直肠癌等多种肿瘤类型中呈高表达，且其高表达与患者肿瘤晚期分期、总生存期缩短及无病生存期下降显著相关。基于患者样本的蛋白质组学研究进一步验证了上述基因组学发现，提示ADGRF5可作为疾病进展监测标志物及预后指标。体外实验研究进一步阐明ADGRF5对肿瘤细胞生物学行为的影响：Yang等人利用小干扰RNA（siRNA）靶向沉默结直肠癌细胞中ADGRF5表达，发现其增殖与迁移能力显著降低；Wang等人的研究则表明，microRNA（miR）511-5p可通过结合ADGRF5的3’UTR序列实现类似调控效应。更深入的机制研究显示，ADGRF5可诱导上皮-间质转化（EMT）——这一肿瘤进展的核心标志事件。EMT过程中，肿瘤细胞失去细胞间黏附能力并获得侵袭潜能，其核心分子特征包括上皮表型标志物E-钙黏蛋白表达下调，间质表型标志物N-钙黏蛋白表达上调，同时伴随Snail家族转录抑制因子（SNAI1）等转录因子的激活。体外实验证实，沉默ADGRF5表达可降低SNAI1与N-钙黏蛋白水平，同时升高E-钙黏蛋白表达，推动肿瘤细胞从间质表型向上皮表型逆转。乳腺癌小鼠模型研究进一步验证了上述体外发现：注射ADGRF5敲除（KO）乳腺癌细胞的小鼠，其肺与骨转移灶数量减少，生存期较注射野生型（WT）细胞的小鼠显著延长。ADGRF5调控乳腺癌细胞迁移的机制与应力纤维及片状伪足的形成密切相关。此外，外泌体相关研究揭示了ADGRF5的诊断潜力：Zhao等人从三阴性乳腺癌患者血清中提取外泌体，发现转移性患者外泌体中ADGRF5表达显著低于非转移患者，其区分转移与非转移三阴性乳腺癌的曲线下面积达0.94。尽管现有证据表明ADGRF5驱动实体瘤进展，但其临床应用价值仍需更多研究验证，包括作为新型标志物及治疗靶点的进一步确证。
3. 3.
   ADGRF5 modulates immune response
   ADGRF5的生物学功能尚未完全阐明，但越来越多的体内研究证实其在免疫应答中发挥关键作用。在肺部稳态维持中，ADGRF5调控肺泡表面活性物质的合成与分泌；肺炎症模型中，ADGRF5决定肺泡巨噬细胞向肺部的浸润，表现为脂质性吞噬体形成增加、巨噬细胞来源的细胞因子与趋化因子生成增多及活性氧（ROS）生成增强，明确了ADGRF5在巨噬细胞介导免疫应答中的角色。气道炎症研究进一步显示，ADGRF5 KO小鼠肺部白细胞介素（IL）4、IL-5、IL-13、IL-25及IL-33表达上调，血清IgE水平升高，支气管间质与肺泡腔分别出现肥大细胞与中性粒细胞聚集，提示ADGRF5参与II型免疫应答调控。值得注意的是，ADGRF5还可调控非免疫细胞（如内皮细胞）的趋化因子与细胞因子生成，间接参与宿主防御或炎症反应中的免疫应答。Kubo等人利用野生型与ADGRF5 KO小鼠原代肺内皮细胞的研究发现，ADGRF5缺失的内皮细胞可产生包括CC基序趋化因子配体2（CCL2，又称单核细胞趋化蛋白1）在内的多种细胞因子与趋化因子，而CCL2与气道炎症进展直接相关，其主要功能是招募巨噬细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞、T细胞及NK细胞等免疫细胞，尤其在肺部巨噬细胞的招募与活化中起关键作用。牙周炎相关研究同样支持ADGRF5的免疫调节功能：Wei等人通过生物信息学分析与RNA测序数据发现，ADGRF5在牙周组织炎症部位显著高表达，且与T细胞浸润程度相关，是塑造牙周免疫微环境景观的五个脂质代谢相关基因之一。纤维化研究也为ADGRF5的免疫功能提供了证据：特发性肺纤维化患者肺组织的转录组分析显示，ADGRF5在成纤维细胞、内皮细胞、上皮细胞、巨噬细胞及树突状细胞中呈现特异性分布模式。ADGRF5的功能重要性还体现在其与相互作用伙伴的研究中：III型纤连蛋白结构域包含（FNDC）蛋白的可溶性片段可作为ADGRF5激动剂，其中FNDC4在炎症性肠病黏膜中高表达，提示ADGRF5可能参与结肠炎调控。尽管炎症性肠病患者炎症黏膜中ADGRF5表达无明显变化，但重组FNDC4给药可减轻小鼠结肠炎症状，推测其通过影响巨噬细胞与单核细胞功能发挥作用。研究人员通过葡聚糖硫酸钠盐（DSS）诱导的结肠炎模型发现，ADGRF5 KO小鼠疾病活动指数升高，黏膜炎症面积增大，脾脏重量增加，B细胞、T细胞、单核细胞及树突状细胞生成增多；同时结肠黏膜中IL-2、干扰素γ（IFN-γ）及肿瘤坏死因子α（TNF-α）表达上调，T盒转录因子21（Tbx21，Th1细胞标志物）表达升高，GATA结合蛋白3（Gata3，Th2细胞标志物）表达降低，提示ADGRF5缺失诱导结肠Th1型免疫应答，促进结肠炎进展。该结果与可溶性FNDC4（ADGRF5激动剂）减轻结肠炎症的发现一致，表明ADGRF5介导的信号通路在胃肠道自身免疫疾病中具有潜在调控价值。最新研究利用ADGRF5新型拴系激动剂在小鼠结肠炎模型中证实，激活ADGRF5可改善实验性结肠炎症状，但后续仍需开发具有更佳药物特性与更长肽配体半衰期的强效激动剂，并通过临床试验验证小鼠模型研究结果。综上，ADGRF5可通过产生细胞信号调控自身免疫性疾病中的免疫应答，在免疫重编程中发挥关键作用。
4. 4.
   Immunomodulatory effects of targeting ADGRF5 in cancer calls
   ADGRF5的表达与活性对肿瘤微环境（TME）至关重要，靶向肿瘤细胞中ADGRF5可显著影响免疫细胞浸润与功能。生物信息学分析显示，结直肠癌患者结肠组织中ADGRF5表达模式与肿瘤浸润免疫细胞水平相关：癌症基因组图谱（TCGA）数据集分析表明，ADGRF5表达与结肠腺癌及直肠腺癌中的树突状细胞、巨噬细胞及中性粒细胞浸润呈显著正相关。食管鳞状细胞癌研究同样支持ADGRF5与免疫应答的关联：Pei等人通过单细胞多组学与空间转录组学技术鉴定出一群免疫抑制性ADGRF5⁺周细胞，其释放的EGF样结构域包含蛋白6可通过结合癌细胞表面整合素β1促进转移；而抑制整合素β1可降低癌细胞转移潜能并改善动物模型食管癌的免疫治疗应答。乳腺癌动物模型中，靶向ADGRF5的短发夹RNA（shRNA）可抑制肿瘤生长，伴随CXC基序配体（CXCL）家族成员（包括CXCL8，即IL-8）表达变化。CXCL8是中性粒细胞的强效趋化因子，其生成与中性粒细胞的抗肿瘤效应相关。中性粒细胞具有表型可塑性，N1表型发挥抗肿瘤作用，N2表型促进肿瘤进展：IFN-β驱动N1极化，转化生长因子β（TGF-β）诱导N2表型；N1中性粒细胞分泌TNF-α与高水平ROS，N2中性粒细胞则通过分泌IL-10、TGF-β及血管内皮生长因子等分子发挥免疫抑制作用，且两种表型可在TME信号影响下相互转换。Wu等人研究发现，经ADGRF5 shRNA处理的MDA-MB-231细胞源性乳腺肿瘤可招募中性粒细胞至肿瘤部位；体外实验显示，ADGRF5 shRNA处理的乳腺癌细胞条件培养基可增强中性粒细胞迁移能力并促进其对乳腺癌细胞的杀伤作用。机制研究表明，ADGRF5通过调控基质金属蛋白酶8（MMP8）表达介导中性粒细胞向N1表型极化：ADGRF5缺失导致MMP8表达升高，其可裂解核心蛋白聚糖，减少TGF-β可用性，最终促进中性粒细胞向抗肿瘤N1表型转化。此外，ADGRF5在癌细胞中的表达还影响自然杀伤（NK）细胞的浸润：Guo等人通过体内实验发现，ADGRF5 KO小鼠胰腺肿瘤生长受到抑制，伴随肿瘤内NK细胞比例升高，且浸润NK细胞高表达颗粒酶B（GZMB）与IFN-γ，提示其杀伤能力增强。上述细胞特异性研究结果表明，ADGRF5可协调免疫细胞功能，可能在免疫抑制中发挥关键作用。
5. 5.
   ADGRF5 drives reprogramming of immune response in tumor microenvironment
   现有证据显示，ADGRF5不仅是调控肿瘤细胞信号、影响TME的关键分子，也是免疫细胞的重要组成成分，决定免疫细胞表型及其对肿瘤细胞的杀伤能力。除前述胰腺癌细胞中ADGRF5缺失影响NK细胞浸润外，免疫细胞自身ADGRF5的缺失也可增强其抗肿瘤功能：ADGRF5 KO NK细胞可抑制小鼠胰腺肿瘤生长，其机制与G_q/11蛋白亚基及缺氧诱导因子1/核因子κB（NF-κB）信号通路调控相关，最终导致GZMB与IFN-γ生成增加。研究人员此前的工作证实ADGRF5是CD4⁺T细胞功能的关键调控因子。CD4⁺T细胞作为辅助性细胞，可协调免疫应答并支持细胞毒性T细胞的抗肿瘤活性，近年研究亦表明其可通过直接或间接途径介导肿瘤细胞杀伤。临床数据显示，CD4⁺T细胞浸润与实体瘤患者良好预后、生存期延长及治疗应答改善相关。体外实验显示，ADGRF5 KO小鼠CD4⁺T细胞发生表型重编程，抗肿瘤免疫应答增强：其高表达GZMB、穿孔素1（PRF1）等溶细胞因子及IFN-γ等促炎细胞因子。PRF1可在肿瘤细胞膜上形成孔道，介导GZMB进入细胞激活 caspase 诱导凋亡，二者协同作用是T细胞与NK细胞细胞毒活性的核心效应机制，其低表达与肿瘤免疫逃逸及患者不良预后相关；IFN-γ则通过诱导MHC I类和II类分子表达，增强T细胞与巨噬细胞识别清除肿瘤细胞的能力，同时直接诱导肿瘤细胞凋亡。体内实验证实，ADGRF5 KO CD4⁺T细胞可诱导小鼠结肠癌细胞凋亡，且该效应依赖IFN-γ分泌，抗体阻断IFN-γ可消除ADGRF5 KO CD4⁺T细胞的抗肿瘤活性。值得注意的是，ADGRF5 KO CD4⁺T细胞的作用具有分子背景依赖性：在微卫星稳定（MSS）结肠癌中发挥保护作用，而在微卫星不稳定（MSI）结肠癌（如偶氮甲烷联合DSS诱导的结肠炎相关结肠癌）中可能促进疾病进展。生物信息学数据支持上述发现：ADGRF5在人类MSS结肠癌中表达显著高于正常黏膜，提示调控ADGRF5活性可能成为MSS结肠癌的潜在治疗策略。综上，ADGRF5是免疫检查点抑制剂治疗的新型候选靶点，其表达可负向调控免疫细胞活性与抗肿瘤功能。
6. 6.
   Conclusions
   ADGRF5是肿瘤发生发展中的多面调控因子，既调控肿瘤细胞内在侵袭性，又塑造肿瘤微环境的复杂动态。多种实体瘤的研究证据支持其作为疾病进展监测标志物、疗效评价指标及治疗靶点的潜力。现有研究表明，ADGRF5在本综述涉及的多数实体瘤中发挥促癌作用，但在结肠癌中其功能具有背景依赖性。ADGRF5的表达与活性可驱动免疫抑制性微环境形成，但将其转化为临床治疗策略仍面临多重挑战：当前研究多基于生物信息学、体外及动物模型，需开展大规模临床研究队列验证现有发现；现有研究集中于实体瘤，血液系统恶性肿瘤中ADGRF5的功能数据几乎空白；开发具有优良药代动力学特性的强效选择性激动剂或拮抗剂仍是未来干预的主要障碍，目前除ADGRF5 Stachel衍生肽外，尚无明确作用机制的靶向药物。最终，解析ADGRF5作用的分子背景依赖性（尤其是其在微卫星不稳定与稳定肿瘤中的差异功能），将为其成功应用于个体化免疫治疗奠定关键基础。