Folh1,也称为前列腺特异性膜抗原(PSMA),是一种由FOLH1基因编码的跨膜糖蛋白。PSMA在前列腺上皮细胞表面高度表达,同时也表达在多种肿瘤类型的血管内皮细胞上。FOLH1基因编码的PSMA在前列腺癌的诊断和治疗中具有重要价值,它不仅是前列腺癌的细胞表面成像生物标志物,还是治疗靶点。例如,177Lu-PSMA-617靶向PSMA的放射配体疗法在2022年被批准用于PSMA-PET阳性转移性去势抵抗性前列腺癌的治疗。然而,并非所有患者都对PSMA-放射配体疗法有反应,部分原因在于肿瘤中PSMA表达的异质性。PSMA的调控网络由PSMA转录复合物、上游增强子、基因间增强子和不同甲基化区域组成。对PSMA调控网络和PSMA抑制机制的理解正在不断深入。在临床上,分子成像提供了观察治疗过程中PSMA动态变化的独特窗口,尽管PET的分辨率有限。PSMA的调控和异质性,包括肿瘤间和患者间异质性、时间变化、谱系动态和肿瘤微环境,影响PSMA治疗诊断学。PSMA对放射配体疗法的反应和耐药性可能由多种潜在机制介导,目前正在开发PSMA之外的互补生物标志物。理解细胞表面靶点调节和异质性的生物学决定因素,可以为PSMA治疗诊断学以及其他新兴疗法提供精确医学方法[3]。
FOLH1基因表达与肿瘤的血管生成有关。在一项研究中,通过Spearman等级相关(SPRC)测试评估了FOLH1表达与m-ccRCC试验队列中与肿瘤微环境(TME)的血管生成和免疫学特征相对应的基因表达特征(GES)评分之间的关系。结果表明,FOLH1表达与TME血管生成GES评分显著相关,但与免疫学特征GES评分的相关性并不一致。此外,meta分析显示,sunitinib TKI臂的PFS与qFOLH1呈正相关。这表明,PSMA编码的FOLH1基因表达与新生血管生成相关,并能预测接受sunitinib TKI治疗的m-ccRCC患者的无进展生存期,提示PSMA PET可以作为指导CST选择(IO/IO或IO/VEGFi)的非侵入性生物标志物,以及预测m-ccRCC患者对VEGFi治疗反应的工具[1]。
在转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)中,PSMA表达存在异质性。在mCRPC的不同转移部位和分子亚型中,PSMA表达存在差异。研究发现,在52个mCRPC病例中,13个(25%)没有检测到PSMA,23个(44%)在单个转移灶中显示出异质性PSMA表达,其中33个(63%)至少有1个PSMA阴性位点。PSMA阴性肿瘤表现出独特的转录特征,包括可药物靶点MUC1的表达。PSMA缺失与FOLH1位点的表观遗传改变相关,包括CpG甲基化增加和组蛋白3赖氨酸27(H3K27)乙酰化丧失。组蛋白脱乙酰酶(HDAC)抑制剂的治疗可以逆转这种表观遗传抑制,并在体外和体内恢复PSMA表达。这些数据为mCRPC中PSMA的表达模式和调节提供了见解,并表明表观遗传疗法,特别是HDAC抑制剂,可以用来增加PSMA水平[2]。
在肾细胞癌(RCC)中,FOLH1表达也显示出与肿瘤的血管生成和预后相关。FOLH1表达在透明细胞癌中显著高于非透明细胞癌,并且与血管生成基因表达相关。此外,FOLH1表达与透明细胞癌患者的总生存期(OS)相似,但FOLH1高表达透明细胞癌患者的卡博替尼治疗时间更长。这表明,FOLH1表达与RCC的预后和治疗反应有关[4]。
除了在癌症中的作用,FOLH1还与炎症性肠病(IBD)相关。研究发现,FOLH1基因在IBD患者受影响的肠道黏膜中显著上调。FOLH1基因编码一种称为谷氨酸羧肽酶II(GCPII)的II型跨膜糖蛋白。在IBD患者的手术标本中,与同一患者未受影响的区域或健康对照的肠道黏膜相比,受影响的肠道黏膜中谷氨酸羧肽酶的酶活性显著增加。使用人-鼠方法,在两种经过验证的IBD小鼠模型中也观察到类似的酶活性增加。此外,FOLH1/GCPII抑制剂2-磷酰甲基戊二酸(2-PMPA)可以显著抑制DSS结肠炎模型中结肠黏膜的GCPII活性,并显著降低疾病活动。这些结果表明,FOLH1/GCPII酶抑制可能是一种治疗IBD的选择[5]。
FOLH1基因的表达也受到表观遗传调控。在一项研究中,通过增强子捕获方法从包含PSMA基因(FOLH1)5'端一半和上游序列的约55-kb P1噬菌体插入中分离到一个增强子,该增强子可以强烈激活FOLH1核心启动子区域。增强子(PSME)位于第三个内含子中,距离转录起始位点约12 kb,并具有一个72-bp直接重复序列,该序列位于331-bp核心区域。PSME可以激活自身和异源启动子从前列腺细胞系中的转录,在PSMA表达细胞系LNCaP中增强作用最强(>250倍)。PSME在五个非前列腺细胞系中几乎没有活性。在雄激素存在的情况下,PSME增强的表达被抑制,模拟了内源性FOLH1基因的抑制。这些数据表明,增强子具有细胞类型特异性和雄激素调节的内在特性。这些特性使PSME成为基因治疗前列腺癌中基因表达调控的极佳候选者[6]。
综上所述,FOLH1基因编码的PSMA在前列腺癌、肾细胞癌和炎症性肠病等多种疾病中发挥着重要作用。FOLH1表达与肿瘤的血管生成和预后相关,并且受到表观遗传调控。对FOLH1的研究有助于深入理解其在疾病发生和发展中的作用,并为疾病的诊断和治疗提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Khaleel, Sari, Perera, Marlon, Papa, Nathan, Reznik, Ed, Hakimi, A Ari. 2024. Gene expression of prostate-specific membrane antigen (FOLH1) in clear cell renal cell carcinoma predicts angiogenesis and response to tyrosine kinase inhibitors. In Urologic oncology, 43, 192.e21-192.e28. doi:10.1016/j.urolonc.2024.10.013. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39537440/
2. Sayar, Erolcan, Patel, Radhika A, Coleman, Ilsa M, Nelson, Peter S, Haffner, Michael C. 2023. Reversible epigenetic alterations mediate PSMA expression heterogeneity in advanced metastatic prostate cancer. In JCI insight, 8, . doi:10.1172/jci.insight.162907. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36821396/
3. Bakht, Martin K, Beltran, Himisha. 2024. Biological determinants of PSMA expression, regulation and heterogeneity in prostate cancer. In Nature reviews. Urology, 22, 26-45. doi:10.1038/s41585-024-00900-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38977769/
4. Ovruchesky, Eric, Pan, Elizabeth, Guer, Melis, Wei, Shuanzeng, McKay, Rana R. 2024. Characterization of FOLH1 Expression in Renal Cell Carcinoma. In Cancers, 16, . doi:10.3390/cancers16101855. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38791934/
5. Rais, Rana, Jiang, Weiwei, Zhai, Huihong, Li, Xuhang, Slusher, Barbara S. . FOLH1/GCPII is elevated in IBD patients, and its inhibition ameliorates murine IBD abnormalities. In JCI insight, 1, . doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27536732/
6. Watt, F, Martorana, A, Brookes, D E, Heston, W D, Molloy, P L. . A tissue-specific enhancer of the prostate-specific membrane antigen gene, FOLH1. In Genomics, 73, 243-54. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11350116/