Your Good Partner in Biology Research

继Claudin 18.2和CLDN6之后,CLDN9登上CLDN家族的热门首选之一!

浏览次数:107      日期:2022-07-19 15:00:57

近年来,许多研究表明CLDN家族蛋白与各种恶性肿瘤的发生和发展密切相关,使它们成为癌症治疗中非常具有潜力的靶标候选。如,CLDN1CLDN3、CLDN4、CLDN6CLDN9、CLDN17、CLDN18.2等在卵巢癌、子宫癌、前列腺癌、乳腺癌、胃癌、胰腺癌、肝癌等肿瘤组织中特异性表达,与不良预后有关。尤其是Claudin 18.2靶点,已成为众星捧月的对象。

目前,全球在研的Claudin靶点主要集中在Claudin 18.2和CLDN6(点击查看Claudin 18.2CLDN6相关文章),但临床项目已超过100个,与中国相关的多达60个,涉及单克隆抗体、双特异性抗体、CAR-T、ADC、疫苗等多种药物类型,主要用于肿瘤治疗。伴随着Claudin18.2和CLDN6的相继出圈,CLDN家族的“内卷”也才刚刚开始,陆续有研究提示,CLDN9在多种癌症以及HCV等疾病中发挥重要的作用。继Claudin 18.2和CLDN6之后,CLDN9登上CLDN家族靶点研究的热门首选之一。

1、什么是CLDN9?

Claudin-9(CLDN9)属于CLDN家族成员之一,作为紧密连接的重要组成部分,其表达异常影响紧密连接(TJ, Tight Junction)的功能。CLDN家族的大多数成员有相同的细胞结构,包括4个跨膜结构域,2个细胞外环和2条胞内尾区(图1[1]。有趣的是,CLDN6细胞外环与CLDN9具有高度同源性,在功能上也颇有相似。早期的研究表明CLDN6和CLDN9均可以介导丙型肝炎病毒HCV的感染 [2]。随后的研究发现,CLDN6和CLDN9是胃癌患者预后不良相关的关键因素 [3]。此外,CLDN9还与子宫内膜癌、食管腺癌的糖酵解水平相关 [4, 5]。更为重要的是,许多报道正在揭示,CLDN9还在多种肿瘤如肺癌、肝癌中表达异常,可作为评估肿瘤预后的指标之一 [6, 7]

CLDN9的结构

图1. CLDN9的结构 [1]

2、CLDN9的作用机制

Claudin家族的跨膜蛋白是TJ通透性的关键决定因素,但对控制其表达的信号通路知之甚少。相关研究表明,CLDNs通过诱导EMT促进肿瘤侵袭性和远处转移 [8]。而EMT的发生依赖于TYK2的异常表达与激活 [9]。酪氨酸激酶2(tyrosine kinase 2,TYK2)作为JAK蛋白的重要成员(包括JAK1JAK2JAK3及TYK2等4个成员),在多种肿瘤发生、进展中可见其异常表达或激活,TYK2被认为是肿瘤进展有关的致癌基因(图2[10]

在一项研究中,作者发现CLDN9与TYK2在垂体腺瘤的表达与肿瘤侵袭性相关。在垂体腺瘤中,高表达的CLDN9可能通过低表达的TYK2诱导EMT,从而促进垂体腺瘤 [11]。另有研究提示,CLDN9在肝细胞癌中表达上调,通过激活TYK2/STAT3信号通路促进肝癌的侵袭和转移 [7]。还有研究表明,CLDN9与食管腺癌糖酵解相关,CLDN9的高表达可上调GLUT-1PKM2LDHA表达水平 [12]。总之,CLDN9参与多种肿瘤调控,但其具体机制需进一步研究证实。

CLDN9与TYK2在癌症中的作用机制

图2. CLDN9与TYK2在癌症中的作用机制 [10]

3、CLDN9在肿瘤等疾病中的作用

3.1 CLDN9和肿瘤

许多研究表明,CLDN9的表达量增加与肿瘤侵袭性呈正相关。在肝细胞癌中,高表达的CLDN9可激活TYK2/STAT3信号通路,促进肿瘤的增殖 [7];CLDN9过表达还与肺癌的转移密切相关,敲除CLDN9可显著抑制肺癌的转移 [13]。另有数据提示,CLDN9在胃癌组织中表达上调,并与肿瘤浸润深度、淋巴结转移等临床病理特征相关 [14]。研究者进一步发现,高表达的CLDN9还参与肿瘤糖酵解的调控,推测抑制其表达可能会延长患者生存时间,改善患者预后。最新的一项数据表明,CLDN9是与垂体腺瘤发生有关的基因。在垂体瘤GT1-1细胞系中,CLDN9的表达高于正常垂体组织,而TYK2低表达,考虑高表达的CLDN9可能通过低表达的TYK2促进其侵袭性 [11]。这些研究表明,CLDN9的异常表达可能反映了肿瘤细胞的恶性潜能,提示CLDN9有望成为提示肿瘤患者预后不良的生物学标志物,对临床治疗策略的指导将有重要的意义。

3.2 CLDN9和丙型肝炎病毒HCV

在早期研究中,CLDN1是家族中唯一被证明是丙型肝炎病毒HCV(viral hepatitis type C)进入靶细胞所必需的成员(图3[15]。但后来的研究揭示,在这些CLDNs中,CLDN6和CLDN9能够像CLDN1一样有效地介导丙型肝炎病毒HCV进入靶细胞 [16, 17]。丙型肝炎病毒是引起丙型肝炎的病原体。丙型肝炎在全球流行,据世界卫生组织统计,全球约1.7亿人感染丙型肝炎病毒,我国丙型肝炎病毒感染者约1000万。HCV主要通过血液途径传播,患者临床症状以消化系统为主,如恶心、食欲下降。严重情况下,会引发肝硬化、内分泌、肾脏和皮肤等方面的疾病。因此,CLDN6和CLDN9作为HCV受体的发现,将有助于进一步探索CLDNs与HCV病原体发生之间的联系,为将来开发抑制HCV感染的药物提供新方向。

CLDN1、CLDN6和CLDN9可作为HCV受体

图3. CLDN1、CLDN6和CLDN9可作为HCV受体 [15]

3.3 CLDN9和听力障碍

CLDN9是表皮细胞紧密连接的重要组成部分,它可在内耳外淋巴和内淋巴之间形成半透性的细胞屏障。CLDN9的破坏可影响机体的生理功能,在人听力中起至关重要的作用,其失控会导致感音性神经听力损失。研究发现,小鼠内耳中的CLDN9,从胚胎到发育呈上升趋势,成年小鼠中,内耳CLDN9表达持续存在。但CLDN9、CLDN11和CLDN14的错误折叠,其基因异变体会导致听力损失,甚至耳聋 [18, 19]。听力障碍是全世界最常见和最常诊断的感觉障碍之一,50%~70%的病例可归因于遗传原因。遗传性听力障碍表现出巨大的异质性。耳聋相关基因的鉴定是近年来在听力生物学方面取得的最具影响力的进展,它能帮助研究者更清楚地了解所涉及的发病机制。CLDN9突变基因诱导的听力损失,或可用于耳聋相关基因的鉴定,为患者提供更合适和精准的治疗方案。

4、CLDN9的临床研究前景

CLDNs作为多基因跨膜蛋白家族,其中,CLDN1、3、4、6、9、18.2在许多癌症中都显著高表达,是肿瘤靶向治疗的火热靶标。虽然国内外还未有CLDN家族靶点药物上市,但其竞争的激烈程度堪称近年来之最。信达、恒瑞、君实、传奇、天境、百济神州、石药集团、百奥赛图、普米斯、创胜等超过70多家企业均有所布局。随着Claudin18.2和CLDN6的火热,研究者们还在不断探索更多CLDN家族靶点,期望能够为更多疾病治疗找到最佳的策略。越来越多的研究证实,CLDN9靶点在众多疾病中发挥着重要的功能,包括多种癌症、HCV以及听觉受损方面。因此,CLDN家族之CLDN9,有望成为的癌症等疾病诊断和治疗的下一个潜力候选靶标。

为鼎力协助科研和药企人员针对CLDN9在机体功能调节方面,以及CLDN9在肿瘤中的临床应用研究,CUSABIO推出CLDN9活性蛋白(Code: CSB-MP005511HU)产品,助力您在CLDN9机制方面的研究或其潜在临床价值的探索。

Recombinant Human Claudin-9 (CLDN9)-VLPs (Active)

High Specifity Validated by Western Blot

The high specifity was validated by western blot. CSB-MP005511HU is detected by Mouse anti-6*His monoclonal antibody.

Excellent Bioactivity Validated by Functional ELISA

Immobilized Human CLDN9 at 10 μg/ml can bind Anti-CLDN6/9 recombinant antibody (CSB-RA005508MA1HU), the EC50 is 24.93-35.47 ng/mL.

参考文献:

[1] Rendón-Huerta, Erika P. et al. "Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology CLDN 9 ( claudin 9 )." (2013).

[2] Zheng, Aihua, et al. "Claudin-6 and claudin-9 function as additional coreceptors for hepatitis C virus." Journal of virology 81.22 (2007): 12465-12471.

[3] Zavala-Zendejas, Veronica Elizabeth, et al. "Claudin-6, 7, or 9 overexpression in the human gastric adenocarcinoma cell line AGS increases its invasiveness, migration, and proliferation rate." Cancer Investigation 29.1 (2011): 1-11.

[4] Kang, Huafeng, et al. "A glycolysis-related gene signature predicts prognosis of patients with esophageal adenocarcinoma." Aging (Albany NY) 12.24 (2020): 25828.

[5] Zhu, Jianyou, et al. "Expression of claudin-5,-7,-8 and-9 in cervical carcinoma tissues and adjacent non-neoplastic tissues." International Journal of Clinical and Experimental Pathology 8.8 (2015): 9479.

[6] Sharma, Rajesh, et al. "Enhanced Claudin-9 expression is associated with lung cancer metastasis (173.8)." (2012): 173-8.

[7] Liu, Hongyu, et al. "Claudin-9 enhances the metastatic potential of hepatocytes via Tyk2/Stat3 signaling." The Turkish Journal of Gastroenterology 30.8 (2019): 722.

[8] Morel, Anne-Pierre, et al. "EMT inducers catalyze malignant transformation of mammary epithelial cells and drive tumorigenesis towards claudin-low tumors in transgenic mice." PLoS genetics 8.5 (2012): e1002723.

[9] Majeski, Hannah Elisabeth. The role of Tyk2 in matrix stiffness-driven EMT and metastasis. Diss. UC San Diego, 2020.

[10] Borcherding, Dana C., et al. "TYK2 in cancer metastases: genomic and proteomic discovery." Cancers 13.16 (2021): 4171.

[11] Abudukadier YASEN,BA Tu,et al. Expressions of CLDN9 and TYK2 in non-functioning pituitary adenoma correlated with invasiveness[J]. Chinese Journal of Practical Nervous Diseases, 25(5): 552-558.

[12] Kang, Huafeng, et al. "A glycolysis-related gene signature predicts prognosis of patients with esophageal adenocarcinoma." Aging (Albany NY) 12.24 (2020): 25828.

[13] Sharma, Rajesh K., et al. "A spontaneous metastasis model reveals the significance of claudin-9 overexpression in lung cancer metastasis." Clinical & experimental metastasis 33.3 (2016): 263-275.

[14] Sharma, Rajesh K., et al. "A spontaneous metastasis model reveals the significance of claudin-9 overexpression in lung cancer metastasis." Clinical & experimental metastasis 33.3 (2016): 263-275.

[15] Colpitts, Che C., Mirjam B. Zeisel, and Thomas F. Baumert. "When one receptor closes, another opens: Claudins and the hepatitis C virus E1 glycoprotein." Hepatology 62.4 (2015): 991-993.

[16] Meertens, Laurent, et al. "The tight junction proteins claudin-1,-6, and-9 are entry cofactors for hepatitis C virus." Journal of virology 82.7 (2008): 3555-3560.

[17] Fofana, Isabel, et al. "Functional analysis of claudin-6 and claudin-9 as entry factors for hepatitis C virus infection of human hepatocytes by using monoclonal antibodies." Journal of virology 87.18 (2013): 10405-10410.

[18] Sineni, Claire J., et al. "A truncating CLDN9 variant is associated with autosomal recessive nonsyndromic hearing loss." Human genetics 138.10 (2019): 1071-1075.

[19] Ramzan, Memoona, et al. "Variants of human CLDN9 cause mild to profound hearing loss." Human Mutation 42.10 (2021): 1321-1335.