《Cells》：CD97/ADGRE5 in Cancer: Structural Activation, Context-Dependent Signaling, and Therapeutic Targeting
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CD97是由ADGRE5编码的一种粘附性G蛋白偶联受体（adhesion G-protein-coupled receptor, aGPCR），它整合细胞外信号（包括细胞粘附、配体结合和机械刺激）与细胞内信号转导。近期结构研究进一步阐明了束缚型/分子内激动剂（
CD97是由ADGRE5编码的一种粘附性G蛋白偶联受体（adhesion G-protein-coupled receptor, aGPCR），它整合细胞外信号（包括细胞粘附、配体结合和机械刺激）与细胞内信号转导。近期结构研究进一步阐明了束缚型/分子内激动剂（tethered/intramolecular agonist, TIA）/Stachel的识别及其与七次跨膜结构域（seven-transmembrane domain, 7TMD）的结合、激活相关的7TMD构象变化以及G蛋白偶联，包括CD97优先偶联G13的结构基础。目前，靶向CD97的抗体-药物偶联物（antibody-drug conjugate, ADC）得到了体外概念验证证据的支持，而嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor, CAR）策略已在胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）和急性髓系白血病（acute myeloid leukemia, AML）动物模型中显示出抗肿瘤活性。现有研究表明，CD97参与维持某些肿瘤的干细胞样状态、侵袭与转移、代谢适应及应激生存，其功能因肿瘤类型和细胞环境而异。由于CD97也在正常免疫细胞及多种非造血组织中表达，系统性靶向治疗可能受到靶上/瘤外毒性的限制。本文综述了CD97结构与信号转导的最新进展，探讨了其肿瘤相关功能、生物标志物价值、ADC和CAR相关疗法的证据，以及涉及RNA介导的下调和结构引导干预的早期探索方向。
1. 引言
CD97是一种粘附性G蛋白偶联受体（aGPCR），能够感知细胞接触和细胞外环境变化并将其转化为细胞内信号，构成连接肿瘤细胞与肿瘤微环境的重要功能界面。其结构包含胞外N端（ENT）、七次跨膜结构域（7TMD）和胞内C端（ICT）。ENT含有EGF样重复序列和一个包含GPCR蛋白酶切位点（GPS）的GAIN结构域。GPS处的自蛋白水解产生N端片段（NTF）和C端片段（CTF），两者通常保持非共价结合的NTF-CTF复合物。CTF的N端含有束缚型/分子内激动剂（TIA），当其可及性增加时可与7TMD的正构口袋结合，促进受体激活。冷冻电镜（cryo-EM）研究揭示了CD97非活化和活化状态的差异、TIA识别机制以及优先偶联G13的结构基础。癌症研究将CD97与GBM干性和代谢重编程联系起来，并发现其与炎症驱动的上皮-间充质转化（EMT）和侵袭有关。同时，CD97在免疫细胞机械传感、组织定位及稳定树突状细胞（DC）-T细胞免疫突触中的生理作用得到进一步阐明。治疗方面，CD97靶向ADC在AML和GBM细胞及患者来源的胶质母细胞瘤干细胞样细胞（GSC）中获得了体外概念验证证据。CAR-Th9细胞和通过CD97敲除优化的CD97定向CAR-T细胞分别在GBM和AML动物模型中显示出抗肿瘤活性。然而，CD97在正常免疫细胞和多种非造血组织中也表达，存在潜在的靶上/瘤外毒性问题。
2. CD97的结构基础与激活机制
2.1 胞外N端：EGF样重复序列、剪接变体与配体识别
ENT从远端到近膜侧包含可变数量的EGF样重复序列后接一个GAIN结构域。CD97的胞外多样性主要源于EGF重复序列外显子的选择性剪接，产生含三个、四个或五个EGF样重复序列的蛋白质变体。常见的CD97(EGF1,2,5)变体对CD55具有较高亲和力，而包含第四个EGF样重复序列的较大变体还可结合糖胺聚糖如硫酸皮肤素。EGF样重复序列构成CD97的主要胞外配体识别平台。CD97与CD55形成钙依赖性、低亲和力的反向平行复合物，适合细胞接触和剪切条件下的瞬时粘附和机械信号传递。糖基化也影响ENT结构和功能，N-糖基化影响CD55结合、抗体表位可及性和CD97检测，而O-糖基化仍知之甚少。
2.2 近膜GAIN/GPS：自蛋白水解与NTF-CTF复合物
近膜GAIN结构域包含亚结构域A和B。CD97中亚结构域A相对较短，缺乏其他aGPCR中的一些α-螺旋元件。更保守的富含β-折叠的亚结构域B包含GPS，其后紧跟着构成GAIN结合的TIA/Stachel序列的末端β-折叠。GPS处的切割产生NTF和CTF。NTF由EGF样重复序列和大部分GAIN结构域组成。CTF始于GAIN结构域的最终β-折叠，包含GAIN结合的TIA/Stachel片段、GAIN-7TMD连接子、完整的7TMD和ICT。切割后，NTF和CTF通常作为NTF-CTF复合物保持非共价结合。GPS处的自蛋白水解、NTF-CTF解离和受体激活并非同一事件。除了经典的GPS自蛋白水解，其他蛋白水解事件也可调控CD97，例如牙龈卟啉单胞菌的赖氨酸特异性牙龈蛋白酶（Kgp）可在ENT内Lys290之后切割CD97并增加Tango报告基因活性。
2.3 TIA/7TMD：自抑制释放、构象激活与G蛋白偶联
TIA位于CTF的N端，是受体多肽的一部分。在切割但未解离的NTF-CTF复合物中，TIA嵌入GAIN结构域内，限制了其对7TMD正构口袋的可及性。冷冻电镜研究揭示了非活化和活化状态的构象差异。在非活化apo CD97结构中，7TMD处于紧凑构象，GAIN结构域与胞外环之间的接触以及三联拴系基序内的疏水相互作用共同稳定了自抑制状态。在解离依赖的TIA激活模型中，NTF-CTF解离增强TIA的可及性，随后TIA的N端片段插入7TMD的正构口袋，扩展了胞外正构口袋和胞内G蛋白结合腔，促进了受体活化构象的形成。CD97 TIA/Stachel序列的活性是残基依赖性的，F533、I535、L536和M537有助于疏水接触以稳定TIA。CD97与G13、Gq和Gs复合物的结构进一步阐明了G蛋白偶联偏好的结构基础，Gα13的α5螺旋更深地插入CD97的胞内G蛋白结合腔，提供了CD97优先偶联G13的结构解释。
2.4 胞内C端：机械转导与支架蛋白调控
CD97的远端ICT含有一个PDZ结合基序（PBM），可与支架蛋白discs large homolog 1（DLG1）相互作用。机械刺激诱导该基序内关键丝氨酸残基的磷酸化，削弱CD97-DLG1相互作用，改变肌动蛋白细胞骨架组织、细胞力学特性和剪切应力下的细胞脱离。因此，CD97对机械刺激的响应不仅涉及受体加工和7TMD信号传导，还包括ICT磷酸化和支架蛋白重组。
3. CD97的背景依赖性信号传导与癌症相关功能
3.1 细胞自主信号配置：G蛋白、Beta-Arrestin与肿瘤细胞状态
CD97可通过多条细胞内通路影响肿瘤细胞行为。异源表达系统显示CD97可与多种Gα亚基功能性偶联，结构研究显示其优先偶联G13。在前列腺癌细胞中，CD97通过Gα12/13-Rho相关信号促进侵袭。在不同肿瘤背景下，CD97还与mTORC2-AKT、β-arrestin-MAPK和JAK2/STAT3通路相关。在GBM中，CD97通过mTORC2-AKT Ser473信号支持GSC的自我更新和致瘤性；CD97 ICT的磷酸化促进β-arrestin招募和MAPK信号，增加糖酵解相关蛋白表达，支持糖酵解代谢和肿瘤起始。在AML中，CD97支持白血病原始细胞的增殖和存活，帮助维持未成熟状态和白血病干细胞功能。在HT1080细胞中，CD97过表达减少凋亡刺激诱导的细胞死亡。CD97还与转移性或紫杉醇耐药卵巢癌细胞中的JAK2/STAT3信号相关。
3.2 背景输入与膜复合物：脂质介质、粘附伙伴与炎症信号
CD97可与溶血磷脂酸受体1（LPAR1）形成复合物，增强LPA依赖的Rho和ERK信号，促进前列腺癌和甲状腺癌模型的侵袭和疾病进展。CD55是最具特征的胞外配体，结合ENT中的EGF样重复序列，参与细胞接触和机械信号传导。活化的内皮细胞上的整合素α5β1/αvβ3和CD90也被报道与CD97结合或功能性相互作用。CD97中的一个RGD基序有助于HT1080细胞中整合素相关的粘附和活力。CD97与钙粘蛋白的关系更多体现为粘附连接定位和下游表达控制，而非直接的受体-配体结合。在正常肠上皮中，CD97定位于E-钙粘蛋白介导的侧向粘附连接；在结直肠肿瘤发生过程中，这种连接定位逐渐丧失。在HT1080细胞中，GPS自蛋白水解促进N-钙粘蛋白表达和同型聚集。炎症因子如白细胞介素-8（IL-8）可通过CXCR2-PI3K/AKT信号上调CD97，伴随EMT相关变化。
3.3 跨细胞与非细胞自主输出：血管、血小板、胞外囊泡与免疫微环境
在血管系统中，纯化的CD97 NTF结合内皮α5β1整合素，促进体内内皮迁移和血管生成。CD97表达细胞还可通过RGD相关和N-钙粘蛋白-MMP-9机制增强血管生成。肿瘤细胞表面的CD97可直接接触血小板，触发双向信号，增加肿瘤细胞侵袭性，破坏内皮连接完整性，促进跨内皮迁移。在前列腺癌模型中，跨细胞受体-配体对如CD55-CD97和αIIbβ3-CD97促进钙动员、侵袭和抗凋亡。在胃癌中，来自CD97高表达肿瘤细胞的外泌体增强受体细胞中的MAPK相关信号，促进增殖和侵袭。来自高转移细胞的外泌体还增加肿瘤细胞在引流淋巴结中的积累和前转移龛相关分子的表达。在GBM中，转录组反卷积将高CD97表达与增加的M0巨噬细胞、调节性T细胞和静息NK细胞特征相关联。
4. CD97在正常组织中的表达与靶向治疗的安全性基础
CD97并非肿瘤特异性抗原，广泛表达于白细胞群体以及平滑肌、骨骼肌和特定上皮细胞等正常非造血细胞。在正常肠上皮中，CD97定位于E-钙粘蛋白相关的侧向粘附连接。系统性靶向CD97可能涉及免疫和非造血组织的潜在靶上/瘤外毒性。CD97在正常免疫细胞中具有重要的生理功能，如脾脏中感应红细胞CD55调节cDC2的定位和功能，CD97-DC轴稳定DC-T细胞免疫突触并支持T细胞活化。现有研究提供了一些安全性警示：急性炎症条件下某些抗CD97抗体可通过Fc受体依赖机制导致粒细胞减少；抗体治疗可延迟中性粒细胞迁移并损害抗菌宿主防御；在CD97靶向CAR-T研究中，治疗性T细胞自身的CD97表达导致自相残杀。
5. 生物标志物价值与患者分层
CD97/ADGRE5目前更适合被视为风险分层和治疗分层的候选标志物，而非独立的临床决策标志物。在多种实体瘤中，CD97或CD97-CD55表达与侵袭前沿定位、晚期、淋巴结转移、血管/淋巴管浸润及不良生存期相关。大多数临床研究为回顾性，样本量、抗体选择、检测平台和评分标准各异，证据不足以确立CD97为独立预后标志物。可溶性CD97也被探索用于疾病监测。在血液恶性肿瘤中，证据最集中于AML，高CD97表达与不良总生存期和FLT3-ITD等相关。这些临床关联并未建立治疗的预测价值。对于CD97靶向治疗，更重要的是识别那些肿瘤表现出足够功能依赖性和充分肿瘤-正常组织抗原分离的患者。CD97靶向治疗的伴随诊断应解决CD97是否高表达、哪些细胞表达、是否存在于细胞表面、肿瘤是否依赖CD97以及在肿瘤和关键正常组织之间是否存在足够的抗原分离。
6. CD97靶向治疗：平台特异性证据与治疗窗口
当前CD97相关治疗研究主要集中在ADC和基于CAR的细胞疗法，但证据水平不同。一项已发表研究报告了CD97靶向ADC的体外概念验证，针对CD97 GAIN区域的抗体经历CD97依赖性内化，由此构建的ADC在体外杀死AML和GBM细胞及患者来源的GSC，同时对健康供者PBMC显示出相对较低的体外细胞毒性。然而，CD97 ADC在动物肿瘤模型中的体内疗效、药代动力学和全身毒性数据尚不可得。相比之下，CD97靶向CAR策略有来自动物模型的证据支持。CD97定向CAR-Th9细胞抑制GSC衍生的GBM并延长动物生存期。在AML中，CD97定向CAR-T细胞也显示体内抗白血病活性，但治疗性T细胞上的CD97表达导致自相残杀，CRISPR-Cas9介导的CD97敲除改善了CAR-T细胞扩增、持久性和抗白血病效果。解剖部位也影响可行性，GBM中CD97在肿瘤和GSC中富集而在正常脑中表达较低，但这不能解决中枢神经系统（CNS）递送问题。RNA介导的CD97下调仍处于更早期阶段，siRNA和shRNA介导的敲除主要用于靶点验证。A-to-I编辑的miR-379-5p提供了另一个概念验证，但不应视为已建立的CD97特异性RNA疗法。结构工作提出了调节受体活性的新策略，如开发构象选择性调节剂，但这些策略仍主要是机制性或概念性的。
7. 未来方向：从机制理解到临床转化
未来的CD97研究必须超越表达关联，转向功能依赖性。需要系统性比较以识别真正依赖CD97生长、侵袭或存活的肿瘤。患者分层不能仅依赖总RNA表达或组织阳性率，更需考虑CD97的细胞来源、细胞表面抗原密度、表位可及性、受体加工和内化以及肿瘤与关键正常组织间的表达差异。不同的CD97靶向策略对靶点提出不同要求：ADC需要足够的表面抗原和高效内化；CAR相关疗法更容易受正常组织表达和潜在靶上/瘤外毒性影响；构象或信号干预则需要识别药理上可及的受体状态和信号节点。
8. 结论
CD97/ADGRE5是一种整合粘附、机械刺激和GPCR信号的aGPCR，其癌症相关功能取决于受体状态、细胞环境和局部微环境。当前证据支持CD97在选定肿瘤中参与干性维持、侵袭和转移、代谢适应和应激生存，尽管各机制的证据强度不同。治疗方面，CAR相关策略在动物模型中显示了临床前抗肿瘤活性，CD97靶向ADC目前有体外概念验证证据支持，RNA介导的下调和结构引导的构象调节仍是早期探索方向。由于CD97也在正常免疫细胞、平滑肌和特定上皮等正常组织中表达，临床转化需要确定肿瘤功能依赖性以及充分的肿瘤-正常组织抗原分离，仔细评估潜在的靶上/瘤外毒性和平台特异性的治疗窗口。
