TIM基因多態(tài)性與變應(yīng)性鼻炎相關(guān)性研究進(jìn)展

文 志，田道法

（1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院耳鼻咽喉科，湖南 長(zhǎng)沙 410005 ；2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410208）

變應(yīng)性鼻炎和哮喘均為與遺傳及環(huán)境因素共同作用的多基因遺傳病。TIM （T cell immunoglobulin domain and mucin domain） 基因家族是在研究變應(yīng)性疾病易感基因的過(guò)程中，在小鼠第11號(hào)染色體上可以調(diào)節(jié)T細(xì)胞和氣道表型的基因座位tapr上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的基因家族。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)證實(shí)了TIM基因家族在哮喘的發(fā)生和發(fā)展中起重要作用，對(duì)TIM基因多態(tài)性與變應(yīng)性鼻炎的相關(guān)性也作了初步研究。

1 TIM基因家族生物學(xué)特性簡(jiǎn)介

1.1 TIM基因及TIM蛋白的基本結(jié)構(gòu)

小鼠的TIM基因家族由8個(gè)成員組成，即TIM-1 ～ TIM-8，位于小鼠染色體11B1.1，其中TIM-5、TIM-6、TIM-7、TIM-8是預(yù)測(cè)基因。人類TIM 家族由3個(gè)成員組成，即TIM-1，-3，-4，位于染色體5q33.2。人類的這3個(gè)TIM基因相應(yīng)于小鼠的TIM-1、TIM-3和TIM-4，但沒(méi)有TIM-2。另外，在其他染色體上還發(fā)現(xiàn)有因內(nèi)含子缺失或翻譯起始區(qū)缺失所致的TIM假基因[1]。

TIM蛋白是TIM基因編碼的一類具有共同基序的I型跨膜糖蛋自，其基本結(jié)構(gòu)包括一個(gè)信號(hào)肽、特征性的免疫球蛋白可變區(qū)樣（IgV）結(jié)構(gòu)域、黏蛋白樣區(qū)、跨膜區(qū)和含有磷酸化位點(diǎn)的胞內(nèi)尾區(qū)。TIM家族成員IgV樣區(qū)包括4個(gè)保守的半胱氨酸，TIM-4 IgV還有可與整合素結(jié)合的RGD基序。黏蛋白區(qū)各成員之間有較大的變異；TIM-3黏蛋白樣結(jié)構(gòu)域最短，TIM-4黏蛋白樣結(jié)構(gòu)域最長(zhǎng)，但均富合蘇氪酸、絲氨酸和脯氨酸。這些成員胞內(nèi)區(qū)約含42～77個(gè)氨基酸，這是小鼠和人類同源物中最高度保守的區(qū)域。小鼠TIM-L、TIM-2和TIM-3在胞內(nèi)區(qū)都有酪氨酸-磷酸化基序，而TIM-4的胞內(nèi)區(qū)缺失了酪氨酸殘基[1]。

1.2 TIM基因家族的生物學(xué)效用

TIM-1表達(dá)于Th2細(xì)胞和開始活化的幼稚T細(xì)胞表面，為T細(xì)胞的活化提供協(xié)同信號(hào)，并促進(jìn)相關(guān)細(xì)胞因子的分泌；TIM-2僅在動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，選擇性地表達(dá)于Th1細(xì)胞表面，負(fù)性調(diào)節(jié)Th2的分化增殖及細(xì)胞因子的分泌；TIM-3選擇性地表達(dá)于Th1細(xì)胞表面，負(fù)性調(diào)節(jié)Th1介導(dǎo)的免疫應(yīng)答；TIM-4是TIM-1的天然配體，主要表達(dá)在活化的抗原提呈細(xì)胞 （APC） 表面。

1.2.1 TIM-1 TIM-1是最早發(fā)現(xiàn)的人類TIM基因，該基因與多種生理功能和病理效應(yīng)有著廣泛的聯(lián)系。TIM-1首先是作為腎損傷分子被識(shí)別的。TIM-1 mRNA及其蛋白的表達(dá)在缺血性腎損傷時(shí)突然增高，而在健康腎臟中卻很低[2]。人TIM-1最先被鑒定為甲型肝炎病毒的細(xì)胞受體，可表達(dá)于肝細(xì)胞[3]。通過(guò)與TIM-1自然配體的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合模式，甲肝病毒可與表達(dá)在Th2細(xì)胞上的TIM-1結(jié)合；兩者結(jié)合后，即可抑制Th2細(xì)胞的激活，影響T細(xì)胞的分化，導(dǎo)致Th1細(xì)胞與Th2細(xì)胞的平衡關(guān)系失調(diào)[4]。

TIM-1不表達(dá)于Th1細(xì)胞，卻表達(dá)在Th2細(xì)胞及開始活化的幼稚T細(xì)胞上，有望成為區(qū)分Th1細(xì)胞與Th2細(xì)胞的表面分子標(biāo)記[5]。Umetsu 等證實(shí)，抗TIM-1的單克隆抗體（3B3）有共刺激T細(xì)胞的作用，該抗體能與活化的抗原遞呈細(xì)胞（APC） 共同激活未致敏的CD4+T細(xì)胞，并且只能刺激Th2細(xì)胞分泌細(xì)胞因子而不能促使Th1細(xì)胞分泌細(xì)胞因子。即使在沒(méi)有活化的APC細(xì)胞存在情況下，抗TIM-1抗體也能促進(jìn)Th2細(xì)胞的增殖活性[5]。Anjali等證實(shí)，TIM-1分子通過(guò)細(xì)胞質(zhì)區(qū)的酪氨酸磷酸化機(jī)制發(fā)揮共刺激作用[6]。TIM-1的過(guò)度表達(dá)會(huì)導(dǎo)致活化T細(xì)胞核因子、激活蛋白-1 （NFAT／AP-1） 的過(guò)度激活，而NFAT／AP-1等轉(zhuǎn)錄因子在Th2細(xì)胞發(fā)育、IL-4的表達(dá)過(guò)程中起關(guān)鍵性的激動(dòng)作用[7]。

1.2.2 TIM-3 TIM-3是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的TIM家族成員，其蛋白由281個(gè)氨基酸構(gòu)成，選擇性地表達(dá)于Th1細(xì)胞表面，在CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞上也有表達(dá)[8]。

TIM-3的生物學(xué)效應(yīng)是調(diào)控Th1細(xì)胞的免疫應(yīng)答。實(shí)驗(yàn)性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎（EAE）是一種自身免疫性疾病，在一定程度上該病的進(jìn)程取決于Th1/Th2的平衡狀態(tài)。Th1細(xì)胞與該病的惡化進(jìn)程相關(guān)，而Th2型細(xì)胞因子則與該病的緩解過(guò)程相關(guān)。在疾病過(guò)程中引入抗TIM-3單抗后會(huì)導(dǎo)致病情惡化，引入TIM-3-Ig也可產(chǎn)生相似的結(jié)果，同時(shí)還可觀察到大量Th1型細(xì)胞因子 （IL-2和IFN-γ） 的產(chǎn)生[8]。給予可溶性TIM-3免疫球蛋白融合蛋白后，Thl細(xì)胞表現(xiàn)過(guò)度增殖，IFN-γ分泌量大量增加[9]。這些現(xiàn)象提示，TIM-3蛋白可能抑制Thl型細(xì)胞反應(yīng)。

Zhu等[10]發(fā)現(xiàn)并鑒定了半乳凝素-9（Galectin-9）為TIM-3的配體。體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，半乳凝素-9誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)鈣流動(dòng)、Thl細(xì)胞的聚集和凋亡，都是TIM-3依賴性的；而在活體使用半乳凝素-9，也會(huì)導(dǎo)致IFN-γ生成細(xì)胞的選擇性缺失和Thl型免疫反應(yīng)的抑制。

2 TIM基因多態(tài)性與哮喘的關(guān)系

Chae等[11]研究發(fā)現(xiàn)，Timl啟動(dòng)子區(qū)和編碼區(qū)有10個(gè)單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）變異與韓國(guó)人群哮喘顯著相關(guān)。Gao等[12]對(duì)非裔美國(guó)人的對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)Tim-1基因的多態(tài)性變異與哮喘的易感性相關(guān)，Tim-3卻與此沒(méi)有相關(guān)性。崔天盆等[13]采用聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）檢測(cè)92例湖北地區(qū)健康者和119例變應(yīng)性哮喘患者TIM-l基因第4外顯子插入/缺失多態(tài)性和第8內(nèi)含子拼接供體部位（intervening sequence，IVS）8+9 G/A的單核苷酸多態(tài)性，湖北漢族人群存在Tim-1外顯子4插入/缺失和IVS8+9 G/A多態(tài)性，其分布與日本人群相似，Tim-1兩個(gè)位點(diǎn)多態(tài)性與湖北地區(qū)漢族成人變應(yīng)性哮喘無(wú)相關(guān)性，但是不排除TlM-1的其他多態(tài)性與變應(yīng)性哮喘之間存在相關(guān)關(guān)系。張成才等[14]對(duì)湖北153名哮喘患者和130名正常對(duì)照的TIM-3基因T-1541C和T-574G兩個(gè)SNP位點(diǎn)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在湖北漢族人群中T-1541C與哮喘無(wú)相關(guān)，而T-574G位點(diǎn)與哮喘具有相關(guān)性。李際盛等[15]采用聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片斷長(zhǎng)度多態(tài)性（polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism，PCR-RFLP）法檢測(cè)449例哮喘患者以及386例正常對(duì)照TIM-3基因啟動(dòng)子區(qū)域單核甘酸多態(tài)位點(diǎn)T-882C及T-574G的基因型，兩位點(diǎn)的基因型、等位基因分布以及單倍體型分布在哮喘組與對(duì)照組之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，結(jié)論為中國(guó)漢族人群TIM-3基因啟動(dòng)子區(qū)域單核苷酸多態(tài)T-882C、T-574G與支氣管哮喘易感性相關(guān)。

3 TIM基因多態(tài)性與變應(yīng)性鼻炎的關(guān)系

3.1 TIM-1基因多態(tài)性

Mou Z 等[16]首次報(bào)道TIM-1基因多態(tài)性與漢族人群變應(yīng)性鼻炎相關(guān)。應(yīng)用PCR技術(shù)、聚丙烯酰胺凝膠電泳等方法檢測(cè)漢族人群185例變應(yīng)性鼻炎患者外周血，其TIM-1存在啟動(dòng)子區(qū)-416G＞C 和 -1454G＞A 單核苷酸多態(tài)性及外顯子4插入/缺失多態(tài)性。將基因多態(tài)性與血清屋塵螨特異性IgE水平做相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)TIM-1啟動(dòng)子區(qū)-416G＞C 和 -1454G＞A 單核苷酸多態(tài)性與漢族人群變應(yīng)性鼻炎的發(fā)病及血清屋塵螨特異性IgE水平明顯相關(guān)，但與血清總IgE含量無(wú)相關(guān)性，從而認(rèn)為，這些單核苷酸多態(tài)性可能在漢族人群變應(yīng)性鼻炎易感性中發(fā)揮重要作用，可能是漢族人群變應(yīng)性鼻炎發(fā)病的危險(xiǎn)因素之一；以TIM-1為靶點(diǎn)，可能為變應(yīng)性疾病的防治提供一條新的有用路徑。

3.2 TIM-3基因多態(tài)性

Chae SC等[17]研究發(fā)現(xiàn)，與非變應(yīng)性疾病對(duì)照組相比較，哮喘患者和變應(yīng)性鼻炎患者的TIM-3基因-574T＞G 基因型和等位基因頻率都有明顯差異性，并且變應(yīng)性鼻炎患者的4259G＞T 等位基因頻率也有明顯差異性，提示TIM-3基因-574T＞G多態(tài)性可能與哮喘、變應(yīng)性鼻炎等變應(yīng)性疾病的易感性有關(guān)。

王長(zhǎng)青等[18]對(duì)山西地區(qū)漢族人群TIM-3啟動(dòng)子區(qū)-574 G／T單核苷酸多態(tài)性進(jìn)行研究，采用等位基因特異性聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)了132例變應(yīng)性鼻炎患者和120名健康者靜脈血TIM-3啟動(dòng)子區(qū)-574G／T的單核苷酸多態(tài)性，計(jì)算基因型和等位基因頻率，發(fā)現(xiàn)-574 G／T位點(diǎn)基因型頻率和等位基因頻率均與變應(yīng)性鼻炎明顯相關(guān)，認(rèn)為山西漢族人群TIM-3啟動(dòng)子區(qū)存在多態(tài)性變異，其中-574G／T單核苷酸多態(tài)性可能與該地區(qū)漢族成人的變應(yīng)性鼻炎易感性有關(guān)。

黃映紅等[19]研究TIM-3啟動(dòng)子區(qū)-1541C＞T基因多態(tài)性與變應(yīng)性鼻炎的關(guān)系，運(yùn)用多聚酶鏈反應(yīng)技術(shù)檢測(cè)88例變應(yīng)性鼻炎及102例正常人外周血TIM-3啟動(dòng)子區(qū)-1541C＞T基因多態(tài)性，與對(duì)照組相比較，發(fā)現(xiàn)變應(yīng)性鼻炎組TIM-3啟動(dòng)子區(qū)-1541C/C基因型頻率明顯增高，C/T基因型頻率在患者組明顯降低，差異有顯著性意義。結(jié)果說(shuō)明，TIM-3啟動(dòng)子區(qū)-1541存在單核苷酸多態(tài)性變異，且TIM-3啟動(dòng)子區(qū)-1541C＞T可能在變應(yīng)性鼻炎的發(fā)生發(fā)展中起一定作用，但其具體機(jī)理還不清楚。

4 展望

目前，對(duì)TIM家族與變應(yīng)性鼻炎的研究尚處于起步階段。雖然已經(jīng)證實(shí)了TIM基因家族多態(tài)性與變應(yīng)性鼻炎的相關(guān)性，但其具體機(jī)制尚不清楚，有待于我們進(jìn)一步深入研究，并為基因防治變應(yīng)性鼻炎的新療法提供理論依據(jù)。

[1] Kuchroo VK,Umetsu DT,DeKruyff RH,et al. The TIM gene family：emerging roles in immunity and disease[J].Nat Rev lmmunol,2003,3(6)：454-462.

[2] Su EW,Lin JY,Kane LP.TIM-1 and TIM-3 proteins in immune regulation[J].Cytokine,2008,44(1)：9-13.

[3] Silberstein E,Xing L,van de Beek W,et al. Alteration of hepatitis A virus (HAV) particles by a soluble form of HAV cellular receptor 1 containing the immunoglobin-and mucin-like regions regions[J].J Virol,2003,77：8 765-8 774.

[4] McIntire JJ,Umetsu SE,Akbari O,et al.Identification of Tapr (an airway hyperreactivity regulatory locus) and the linked Tim gene family[J].Nat Immunol, 2001,2：1 097-1 116.

[5] Umetsu SE,Wang-Ling L,McIntire JJ,et a1.TIM-1 induces T cell activation and inhibits the development of peripheral tolerance[J].Nat Immunol,2005,6(5)：447-454.

[6] KuEHN E W,PARK K M,SOMLO S,et a1.Kidney injury molecule-1 expression in murine polycystic kidney disease[J].Am J Physiol Renal Physiol,2002,283：F1 326-1 336.

[7] De Souza AJ,OrissTB,O'Malley K,et al. Tim-1 is expressed on in vivo-activated T cells and provides a co-stimulatory signal for T cell activation[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences(USA),2005 (47)：17 l13-17 118.

[8] Monney L,Sabatos CA,Gaglia JL,et a1.Thl-specific cell surface protein Tim-3 regulates macrophage activation and severity of an autoimmune disease[J].Nature,2002,415：536-541.

[9] Sabatos CA,Chakravarti S,Cha E,et al.Interaction of Tim-3 and Tim-3 ligand regulates T helper type 1 responses and induction of peripheral tolerance[J].Nat Immunol,2003,4：1 102-1 110.

[10] Zhu C,Anderson AC,Schubart A,et a1.The Tim-3 ligand galectin-9 negatively reguIates T helper type l immunity[J].Nat Immunol,2005,6：1 245-1 252.

[11] CHAE S C,SONG J H,HE0 J C,et a1.Molecular vadations in the promoter and coding regions of human tim1 gene and their association in Koreans with asthma[J].Hum Immunol,2003,425(6895)：576.

[12] Gao PS,Mathias RA,Plunkett B,et al.Genetic variants of the T-cell immunoglobulin mucin 1 but not the T-cell immunoglobulin mucin 3 gene are associated with asthma in an African American population[J].J Allergy Clin Immunol,2005,115：982-988.

[13]崔天盆,巫學(xué)蘭,吳健民,等. Tim-1基因多態(tài)性與湖北地區(qū)漢族成人變應(yīng)性哮喘關(guān)系的研究[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志, 2004,20(6)：396-399.

[14] 張才成,吳健民,崔天盆,等.湖北漢族人群TIM-3基因多態(tài)性與變應(yīng)性哮喘的相關(guān)性[J].中華醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)雜志,2006,23(01)：74-77.

[15] 李際盛,劉奇跡,王 頻,等.中國(guó)山東漢族人群TIM-3基因啟動(dòng)子區(qū)域兩單核苷酸多態(tài)與支氣管哮喘的相關(guān)性[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào),2006,44(11)：1 159-1 163.

[16] Mou Z, Shi J, Tan Y,et al.Association between TIM-1 gene polymorphisms and allergic rhinitis in a Han Chinese population[J].Investig Allergol Clin Immunol,2010,20(1)：3-8.

[17] Chae SC,Park YR,Lee YC,et al. The association of TIM-3 gene polymorphism with atopic disease in Korean population[J].Hum Immunol,2004,65(12)：1 427-1 431.

[18] 王長(zhǎng)青,彭詩(shī)東.TIM-3基因的多態(tài)性與變應(yīng)性鼻炎的相關(guān)性[J].山西醫(yī)藥雜志,2008,37(8)：688-690.

[19] 黃映紅,賴 荷,張建國(guó),等.變應(yīng)性鼻炎與Tim-3啟動(dòng)子區(qū)基因多態(tài)性的研究[J].國(guó)際醫(yī)藥衛(wèi)生導(dǎo)報(bào),2009,15(15)：12-15.