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这篇综述聚焦 RET 受体及其配体，深入探讨其在神经系统、肾脏等发育中的关键作用（如调节细胞存活、分化等），分析相关疾病（帕金森病、先天性巨结肠等），并阐述 RET 作为治疗靶点的潜力及策略，值得一读。
RET 受体及其配体的生物学：聚焦神经系统
引言
RET 受体酪氨酸激酶最初被发现是一种因 DNA 重排而激活的癌基因，之后却成为了 GDNF 家族配体（GFLs）的主要信号受体。这一身份转变让人们意识到 RET 在正常生理过程以及多种疾病（尤其是癌症和神经发育障碍）中都有着关键作用。
RET 配体及其共受体
GFLs 是转化生长因子 β（TGF-β）超家族的远亲成员，包含 GDNF、神经营养因子（NRTN）、多效蛋白（ARTN）和 persephin（PSPN）这 4 个成员。它们都有保守的 7 个半胱氨酸残基，能形成半胱氨酸结结构。GFLs 合成时是前体蛋白，经过蛋白水解切割后，成熟的同二聚体蛋白会与各自的 GDNF 家族受体 α（GFRα）共受体结合，进而与跨膜的 RET 受体形成多组分信号复合物。已发现 4 种 GFRα（GFRα1 - 4），分别是不同 GFLs 的选择性受体，它们可形成 GDNF - GFRα1、NRTN - GFRα2、ARTN - GFRα3 和 PSPN - GFRα4 这 4 种主要的质膜连接复合物 。不过，配体和受体之间存在明显的串扰，这对发育和成年组织中细胞反应的精细调节至关重要。只有形成 GFL - GFRα - RET 2:2:2 三元复合物，才能激活细胞内信号通路，实现各种由 RET 介导的生物学功能。
GFRαs 通过糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定在细胞表面，位于脂筏中。当与 GDNF 结合时，GFRα1 会在脂筏中招募 RET。而且，GFRαs 可被磷脂酰肌醇特异性磷脂酶 C（PI - PLC）切割，形成可溶性受体，这种受体与 GFL 形成复合物后，能激活表达 RET 但不表达 GFRα 共受体的细胞。GFLs 和它们的受体在神经系统及不同外周组织中都有大量表达，暗示其在神经发育、存活等生理过程中发挥作用。
GFLs 还能独立于 RET 进行信号传导。在有相应 GFRα 共受体存在时，4 种 GFLs 都能通过神经细胞黏附分子 NCAM 调节皮层发育以及嗅觉系统的发育和功能。此外，GDNF、NRTN 和 ARTN（不包括 PSPN）可与硫酸乙酰肝素蛋白聚糖 syndecan 3 结合，调节神经元迁移。GDNF - GFRα1 复合物还能独立于 RET 支持突触中的细胞黏附。
GDF15 是新发现的 RET 配体
生长分化因子 15（GDF15）和 GFLs 一样，属于 TGF-β 超家族，也是激活 RET 的新配体。它先合成前体蛋白，经蛋白水解切割后产生有生物活性的成熟形式。和 GFLs 类似，同二聚体的 GDF15 不能直接激活 RET，需要共受体的参与。GDNF 家族受体 α 样（GFRAL）受体就是 GDF15 的共受体 。与 GFRα 不同，GFRAL 是跨膜受体，胞质尾较短，其胞质结构域的作用尚不明确。而且，GFRAL 主要在脑干区域（如最后区和孤束核）表达，表达范围不像 GFRα 那么广泛。
RET 的结构和信号传导机制
RET 是 GFLs 和 GDF15 的主要信号受体，是一种细胞表面受体，由胞外结构域、跨膜结构域和胞质 C 末端酪氨酸激酶结构域组成。胞外区域是主要的配体结合域，包含 4 个钙粘蛋白样结构域（CLD 1 - 4）和一个与跨膜结构域相连的 120 个残基的富含半胱氨酸区域。RET 在 CD2 - 3 之间有一个钙结合结构域，对维持受体的结构完整性和功能构象至关重要。CD3 结构域之后的 CD4 和富含半胱氨酸区域，是与 GFRα/GDNF 复合物结合所必需的。跨膜结构域将 RET 锚定在质膜上，其自组装有助于 RET 激活。
RET 的胞内结构域具有酪氨酸激酶活性，当配体 - 共受体复合物与胞外结构域结合，使受体二聚化后，酪氨酸激酶活性被诱导。RET 激活会导致胞质结构域中多个酪氨酸残基发生自磷酸化，这些磷酸化的酪氨酸残基成为下游信号通路（如 Ras/MAP 激酶、PI3 激酶 / AKT）的衔接蛋白以及磷脂酶 C - γ（PLCγ）、Src 家族激酶等酶及其通路的结合位点 。比如，酪氨酸残基 Tyr900 和 Tyr905 位于激酶激活环，它们的磷酸化能使激酶完全激活；Tyr1062 的自磷酸化可激活 Ras/MAP 激酶和 PI3 激酶 / AKT 通路；Tyr1096（只存在于长 RET 异构体中）的自磷酸化也有助于激活 PI3 激酶 / AKT 通路 。Tyr1015 是 PLCγ 的结合位点，Tyr981 是 Src 家族激酶的结合位点。
值得注意的是，只有当 RET 位于脂筏中时，GDNF 才能激活 Src 激酶通路，而可溶性的 GDNF - GFRα1 复合物与 RET 结合则无法激活该通路。目前，GFLs 或 GDF15 激活 RET 的具体过程还不完全清楚，可能是先与共受体结合，再与 RET 结合触发二聚化和激活；也可能是共受体先与 RET 及配体形成复合物，再激活 RET。但无论哪种方式，激活这些细胞内通路对细胞增殖、存活和分化都必不可少。
配体及其受体的功能分析
研究人员通过对 GFLs、GDF15、RET 和共受体进行基因改造，来探究它们在生物过程中的作用。完全敲除 GDNF 的小鼠会没有肾脏和肠神经系统（ENS），出生后不久就会死亡。GDNF 能调节未分化精原细胞（包括精子发生的干细胞）的细胞命运决定。杂合子 GDNF 敲除小鼠的干细胞储备会减少，而过量表达 GDNF 的小鼠会积累未分化的精原细胞，这表明 GDNF - RET 信号通路能调节精原细胞的自我更新和分化。GDNF 敲除小鼠还会出现运动神经元、背根神经节感觉神经元以及交感和副交感神经元的缺失，但中脑多巴胺神经元不受影响，说明 GDNF 在其早期发育中没有关键作用 。不过，通过在多巴胺神经元中敲除 GDNF 的研究发现，其对黑质、腹侧被盖区和蓝斑中的神经元存活至关重要 ，而且对黑质多巴胺神经元调节纹状体多巴胺稳态和多巴胺转运体功能也必不可少。此外，在纹状体小白蛋白 γ - 氨基丁酸（GABA 能）中间神经元中删除 GDNF，会导致纹状体和隔膜中 GDNF 蛋白显著减少，黑质纹状体通路和蓝斑中的儿茶酚胺神经元丢失。
GFRα1 敲除小鼠的总体表型与 GDNF 敲除小鼠相似，会出现肠神经元受损、肾脏缺失和多种神经元群体减少的情况，说明 GFRα1 对多种神经元群体的正常发育至关重要。而且，GFRα1 表达不足的小鼠会患上先天性巨结肠（HSCR），不过这些小鼠的肾脏发育不受影响，这表明发育中的 ENS 对 RET 磷酸化水平的要求比发育中的肾脏更高。
NRTN 和其受体 GFRα2 的缺失对中枢神经系统（包括多巴胺系统）影响不大，但会导致 ENS 出现缺陷，使胃肠蠕动和肌间神经丛密度降低。同时，缺乏 NRTN 和 GFRα2 的小鼠，泪腺和唾液腺的副交感神经支配会严重减少，说明它们对特定节后副交感神经元的发育很重要。
GDF15 - GFRAL 信号通路在调节食欲和体重方面至关重要。GDF15 和 GFRAL 敲除小鼠能正常存活、发育和生长，说明 GFRAL 对胚胎发育不是必需的。但 GFRAL 敲除小鼠对 GDF15 的减重作用有抗性，GDF15 敲除小鼠在高脂饮食条件下体重增加情况与 GFRAL 敲除小鼠相似。而且，GDF15 敲除小鼠会出现出生后运动神经元和感觉神经元的进行性丧失，表明 GDF15 在成年运动和感觉神经元的维持中起重要作用。虽然 GDF15 在体外和帕金森病动物模型中能保护多巴胺神经元，但 GDF15 敲除小鼠的黑质多巴胺神经元数量正常。
RET 作为 GFLs 和 GDF15 的主要信号受体，对神经系统、肾脏、睾丸和其他组织的正常发育和功能至关重要，在细胞存活、增殖、迁移、分化和代谢中发挥着重要作用。RET 敲除小鼠会因没有肾脏在出生后不久死亡，还会出现无神经节症（尤其是远端结肠），导致肠梗阻和出生后早期死亡。在发育过程中，GFRα1 和 RET 沿 Wolffian 管表达，GDNF 在肾间质中表达。RET 信号通路对输尿管芽的分支至关重要，这是形成肾集合系统的关键步骤。GFRα1 和 RET 的突变会导致先天性肾脏和尿路异常（CAKUT）。
RET 基因的可变剪接会产生不同的异构体，RET9 和 RET51 是两种主要异构体，它们 C 末端长度不同，信号传导能力和生物学功能也不同。研究发现，RET9 敲除小鼠比 RET51 敲除小鼠表现出更严重的肾脏发育不全和结肠无肠神经节，导致出生后早期死亡。对 RET9 和 RET51 异构体中 Tyr1015 进行突变会导致严重的肾脏异常，而突变 RET9 异构体中的 Tyr1062 会使肾脏发育出现严重缺陷，这说明 RET 依赖的下游信号水平的改变会产生不同的生物学结果。
RET 作为治疗靶点
由于 RET 及其配体参与多种生物过程，RET 成为了神经疾病和肥胖症的药物靶点。在帕金森病（PD）的临床前研究中，GDNF 和 NRTN 通过重组蛋白和基因递送方法，在神经毒素诱导的动物模型中展现出显著的神经保护和神经修复作用。不过，它们只在多巴胺神经元有中度损失的模型中效果明显。比如，在表达 α - 突触核蛋白的腺相关病毒（AAV）载体模型中，GDNF 无法阻止 α - 突触核蛋白在多巴胺能神经元中的积累，也不能保护这些神经元免于死亡；但在向纹状体注射 α - 突触核蛋白预形成原纤维的模型中，GDNF 则显示出神经保护作用。
基于这些临床前研究的积极结果，开展了多项临床试验。目前，已有 5 项将重组 GDNF 直接注入大脑的临床试验完成，其中包括 3 项随机双盲安慰剂对照研究和 2 项小型开放标签研究 。然而，这些试验结果存在争议，虽然 GDNF 耐受性良好，但在 PD 患者中并未观察到明显益处。不过，近期研究显示，GDNF 在部分 PD 患者中能改善运动功能。同时，也有研究尝试用基因治疗方法在 PD 患者中测试 GDNF 和 NRTN，以避免重组蛋白的多次给药，促进正确折叠和翻译后修饰的局部蛋白产生。虽然 NRTN 基因治疗安全性良好，但在治疗组和安慰剂组的主要终点（统一帕金森病评定量表运动亚评分从基线到 12 个月的变化）上没有显著差异。最近，一项使用对流递送方法的 AAV2 - GDNF 开放标签剂量递增 1 期研究，改善了治疗分布，有助于评估 GDNF 的疗效和剂量效应，为 GDNF 在 PD 治疗中的应用带来了新希望。临床研究中 GFLs 的有益作用不明显，可能是因为选择了晚期 PD 患者、GFLs 扩散性差、给药方案以及给予患者的神经营养因子剂量等因素。
RET 抑制剂在癌症治疗中也很关键。已经开发出多种抑制剂，如卡博替尼（cabozantinib）、凡德他尼（vandetanib）、阿来替尼（alectinib）、普纳替尼（ponatinib）、普拉替尼（pralsetinib）和塞尔帕替尼（selpercatinib），它们可靶向多种酪氨酸激酶。其中，普拉替尼和塞尔帕替尼效力更强，能穿过血脑屏障，对治疗非小细胞肺癌（NSCLC）患者常见的脑转移有效。鉴于 RET 信号对多巴胺神经元存活的重要性，记录这些抑制剂对脑细胞的影响十分关键。
重组 GFL 蛋白和基因治疗的替代方案
为了更有效地调节 RET 信号通路，人们研究了多种替代 GFL 给药的策略。由于 GFLs 与硫酸乙酰肝素蛋白聚糖亲和力高，在组织中的扩散性很差。而具有生物活性的 GDNF 和 NRTN 突变体在 6 - 羟基多巴胺（6 - OHDA）大鼠 PD 模型中，能提高生物分布、缓解运动症状并再生多巴胺神经元纤维。
GFLs 的递送途径是早期患者重组蛋白治疗的一大限制。因为 GFLs 无法穿过血脑屏障，所以需要通过侵入性手术直接将其注入大脑。出于伦理考虑，临床试验通常只选择晚期 PD 患者，但晚期患者多巴胺神经元损失严重，GFLs 的积极作用有限。纳米颗粒可更有效地将 RET 靶向蛋白或基因疗法递送到特定组织，有望让早期 PD 患者从 GFL 疗法中获益。
开发能与 GFRα1 - RET 结合并激活 RET 信号的小分子，也是克服 PD 中 GDNF 治疗局限性的一种选择。小分子药物比 GFLs 具有更好的药代动力学和药效学特性，且不需要昂贵且有风险的颅内给药。研究人员已经开发出 RET 激动剂，它能穿过血脑屏障，刺激多巴胺释放，在神经毒素诱导的 PD 动物模型中缓解运动症状。
RET 不仅在中枢神经系统表达，在肠道、视网膜等组织也有表达。在色素性视网膜炎、肥胖症和炎症性肠病（IBD）中，RET 信号常常受损。GDNF 能促进光感受器和神经节细胞的存活，在视网膜神经节细胞损伤后，GDNF 可促进其存活。近期，向视网膜下注射人神经前体细胞 - GDNF（hNPCs - GDNF）在移植动物眼中显示出显著的神经保护作用，能延长光感受器细胞的存活时间。此外，GDNF 在肠神经元的迁移和维持中起重要作用，还能调节肠上皮屏障（IEB）的上皮紧密连接，保护肠细胞免受细菌感染，在结肠炎小鼠模型中具有抗炎作用。研究发现，IBD 患者体内 GDNF 明显减少，这表明其与 IEB 功能障碍的发生有关。同样，RET 信号还参与调节体重和代谢，GDF15 - GFRAL 复合物以 RET 为主要信号受体，激活下游信号通路来调节体重。因此，用小分子激动剂靶向 RET 作为治疗策略，在治疗这些疾病方面具有很大潜力。
结论
对 RET 及其配体和共受体的深入研究，极大地推动了人们对多种生理和病理过程的理解。RET 信号参与细胞的生长、分化、迁移和存活，在神经系统、肾脏、睾丸等多种组织的发育中起着关键作用。在多种疾病状态下，RET 信号都会受到影响。因此，激活 RET 可能是治疗多种神经和代谢疾病的重要手段。鉴于 GFL 蛋白的药代动力学和药效学特性较差，开发 RET 激动剂的新进展有望为多种疾病的新药研发带来突破。
