Foxp3在腫瘤轉(zhuǎn)移中的研究進(jìn)展

林榮攀 綜述，溫洪濤 審校

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，河南鄭州 450052）

Foxp3在腫瘤轉(zhuǎn)移中的研究進(jìn)展

林榮攀 綜述，溫洪濤 審校

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，河南鄭州 450052）

叉頭框蛋白p3;調(diào)節(jié)性細(xì)胞;腫瘤轉(zhuǎn)移

叉頭框蛋白p3(fork head box p3，F(xiàn)oxp3）是叉頭樣轉(zhuǎn)錄因子家族的成員之一，其主要表達(dá)于CD4+CD5+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞 (regulatory T cell，Treg），與該細(xì)胞的發(fā)育及生物學(xué)功能有密切的關(guān)系。Foxp3的表達(dá)與人類自身免疫系統(tǒng)疾病及多種類型腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。現(xiàn)就Foxp3與CD4+CD5+Treg細(xì)胞關(guān)系及其在腫瘤轉(zhuǎn)移中作用的研究進(jìn)行綜述。

1 Foxp3的發(fā)現(xiàn)歷史

2001年，Brunkow 等［1］對(duì) Scurfy小鼠(小鼠 Foxp3基因編碼的蛋白質(zhì)也稱為Scurfy）研究時(shí)首次報(bào)道Foxp3。Wildin 等［2］和 Bennett等［3］提出人類 Foxp3基因與Scurfy小鼠Foxp3基因具有同源性，發(fā)現(xiàn)人Foxp3基因突變將導(dǎo)致IPEX綜合征，表現(xiàn)為免疫功能失調(diào)、多發(fā)性內(nèi)分泌病、腸病及X染色體連鎖綜合征。

2 Foxp3分子生物學(xué)基礎(chǔ)

人的Foxp3基因位于 Xp11.23～q13.3，包含11個(gè)外顯子和10個(gè)內(nèi)含子，其cNDA全長1 869 bp。其表達(dá)產(chǎn)物為Foxp3蛋白，由431個(gè)氨基酸組成，含有3個(gè)區(qū)域，包括鋅指結(jié)構(gòu)域、亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域、叉頭狀結(jié)構(gòu)域，其中叉頭狀結(jié)構(gòu)域與核定位及與DNA結(jié)合有關(guān)，其余結(jié)構(gòu)域主要參與轉(zhuǎn)錄抑制，具體機(jī)制尚不清楚。

3 Foxp3與CD4+CD25+Treg細(xì)胞關(guān)系

CD4+CD25+Treg細(xì)胞主要來源于胸腺，其有2個(gè)方面功能:1）免疫無能性:在抗原刺激下自身很難擴(kuò)增和繁殖;2）免疫抑制性:CD4+CD25+Treg細(xì)胞表面分子與T細(xì)胞相應(yīng)受體結(jié)合，如CTLA-4與B7，激活下游路徑而抑制T細(xì)胞功能;分泌多種細(xì)胞因子，如IL-10和 TGF-β，通過抑制 MHC 分子、CD80、CD86、IL-12直接抑制免疫細(xì)胞活性。Foxp3為Treg細(xì)胞特異性標(biāo)志物，與Treg細(xì)胞的發(fā)育、分化及免疫抑制功能密切相關(guān)。Fontenot等［4］發(fā)現(xiàn)，高表達(dá) Foxp3的轉(zhuǎn)基因小鼠Treg細(xì)胞數(shù)量明顯增加;Foxp3敲除小鼠缺乏獨(dú)立的 Treg細(xì)胞。Fehérvari等［5］將從正常小鼠分離的Treg細(xì)胞注入Foxp3缺陷小鼠體內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能阻止這種小鼠自身免疫疾病的發(fā)生。Walker等［6］通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)使CD4+CD25+Treg細(xì)胞表達(dá)Foxp3，發(fā)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞獲得了Treg細(xì)胞表型和功能。Foxp3在CD4+CD25+Treg功能上也發(fā)揮著重要作用，F(xiàn)ontenot等［4］研究使用了互補(bǔ)的途徑證明Foxp3在CD4+CD25+Treg細(xì)胞發(fā)育和功能上的作用。由于Scurry小鼠發(fā)生了Foxp3基因的突變，導(dǎo)致CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的淋巴細(xì)胞增殖疾病，表現(xiàn)為惡病質(zhì)和多器官淋巴細(xì)胞浸潤，而給新生Scurfy小鼠轉(zhuǎn)移CD4+CD25+Treg細(xì)胞卻可以阻止淋巴細(xì)胞增殖病［7］。由此表明:Foxp3對(duì)CD4+CD25+Treg細(xì)胞發(fā)育、分化及免疫抑制功能上發(fā)揮了重要作用，與多種疾病的發(fā)生密切相關(guān)。

4 Foxp3與腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)系

近年來大量研究表明Foxp3與腫瘤發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，一方面通過Treg細(xì)胞發(fā)揮免疫抑制作用，參與腫瘤的免疫逃逸，促進(jìn)腫瘤的發(fā)展;另一方面，也可通過抑制原癌基因轉(zhuǎn)錄及激活抑癌基因轉(zhuǎn)錄發(fā)揮抗腫瘤作用。近年來研究發(fā)現(xiàn)Foxp3在腫瘤轉(zhuǎn)移中也發(fā)揮著重要作用，F(xiàn)oxp3可能通過以下幾種機(jī)制促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移:1）抑制前哨淋巴結(jié)免疫作用促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。前哨淋巴結(jié)的概念由Morton等［8］在研究黑色素瘤時(shí)首次提出，指原發(fā)腫瘤發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移所必經(jīng)的第一批淋巴結(jié)。隨著對(duì)前哨淋巴結(jié)的認(rèn)識(shí)不斷加深，近年來通過對(duì)前哨淋巴結(jié)進(jìn)行病理檢查確定手術(shù)范圍的觀點(diǎn)已得到公認(rèn)，尤其在黑色素瘤、乳腺癌及胃癌手術(shù)中［8－14］。前哨淋巴結(jié)是機(jī)體對(duì)腫瘤產(chǎn)生免疫作用的第一批淋巴結(jié)器官［10］，當(dāng)腫瘤發(fā)生后，樹突狀細(xì)胞將腫瘤抗原傳遞給淋巴結(jié)，刺激幼稚T細(xì)胞分化為輔助T細(xì)胞及細(xì)胞毒性T細(xì)胞而產(chǎn)生免疫反應(yīng)，抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。Shu等［10］的黑色素瘤及乳腺癌的研究提示，與非前哨淋巴結(jié)相比，前哨淋巴結(jié)內(nèi)樹突狀細(xì)胞及T細(xì)胞明顯減少，免疫作用減弱。Lee等［11］通過對(duì)胃癌術(shù)后原發(fā)灶及其周圍淋巴結(jié)進(jìn)行免疫化學(xué)染色，尋找CD4+CD5+Treg細(xì)胞密度與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系，而得出Foxp3可以抑制前哨淋巴結(jié)的抗腫瘤免疫作用，促進(jìn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 。Mansfield等［12］在研究乳腺癌患者前哨淋巴結(jié)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)兩者密切相關(guān)。然而在Matera等［13］的研究中卻得出相反的結(jié)果:前哨淋巴結(jié)中低密度Foxp3與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān);2）通過NF-κB 受體激活蛋的(receptor activator of NF-κB，RANK）發(fā)揮作用.RANK是NF-κB受體的活化因子，表達(dá)于破骨細(xì)胞膜上，NF-κB受體激活蛋白配體(receptor activator of NF-κB ligand，RANKL）表達(dá)于成骨細(xì)胞及骨髓基質(zhì)細(xì)胞上，生理?xiàng)l件下RANK與RANKL結(jié)合可促進(jìn)破骨細(xì)胞的分化和激活，抑制破骨細(xì)胞的凋亡。RANK本身還具有促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的作用，在乳腺癌及前列腺癌轉(zhuǎn)移中可能通過激活I(lǐng)κB激酶促進(jìn)轉(zhuǎn)移［15］。且RANKL抗體—德尼單抗有抗骨轉(zhuǎn)移的作用，較其他抗骨轉(zhuǎn)移藥物作用強(qiáng)［16］。Tan等［17］研究發(fā)現(xiàn)將乳腺癌細(xì)胞系MT2種植在缺乏部分T細(xì)胞及B細(xì)胞的小鼠，與其他小鼠相比，不表達(dá)CD4+T細(xì)胞的小鼠腫瘤原發(fā)灶體積大，腫瘤灶內(nèi)erbB2、Foxp3及RANK少，且不發(fā)生轉(zhuǎn)移，而將CD4+T細(xì)胞移植進(jìn)入CD4－T細(xì)胞小鼠體內(nèi)后，腫瘤灶內(nèi)Foxp3及RANK表達(dá)明顯增加，且發(fā)生轉(zhuǎn)移 。而將RANK抗體注入小鼠體內(nèi)后，不管將哪種免疫細(xì)胞移植入小鼠體內(nèi)后，病灶都不發(fā)生轉(zhuǎn)移。由此得出Foxp3+T細(xì)胞可能通過RANKRANKL促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移;3）作用于免疫細(xì)胞。腫瘤組織中有大量白細(xì)胞浸潤，有些白細(xì)胞如CTL細(xì)胞及NK細(xì)胞有抗腫瘤作用，而肥大細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等既有抗腫瘤作用，也有促進(jìn)腫瘤發(fā)展作用［19］。其中NK細(xì)胞還具有抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的作用［20］。Olkhanud等［21］發(fā)現(xiàn)患有乳腺癌小鼠的肺組織內(nèi)大量分泌胸腺活化調(diào)節(jié)趨化因子 (thymus activation regulated chemokine，TARC）和巨噬細(xì)胞源趨化因子(macrophage derived chemokine，MDC），而腫瘤本身及 CD4+CD5+Treg細(xì)胞可表達(dá)TARC和MDC相對(duì)應(yīng)的抗體CCR4，受趨化因子的作用向肺轉(zhuǎn)移組織移動(dòng)，Treg細(xì)胞抑制肺組織免疫能力，誘導(dǎo)NK細(xì)胞滅活，且體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)把Treg細(xì)胞與NK細(xì)胞在同一種培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)，NK細(xì)胞大量凋亡。CD4+CD5+Treg細(xì)胞分泌βGBP殺死NK細(xì)胞及效應(yīng)T細(xì)胞而發(fā)揮抗腫瘤轉(zhuǎn)移作用［22］。

5 結(jié)語

Foxp3是FOX轉(zhuǎn)錄因子家族成員之一，是Treg細(xì)胞特異性標(biāo)志物，Treg細(xì)胞參與腫瘤的免疫逃避，F(xiàn)oxp3與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān) 。隨著對(duì)Foxp3研究的深入，其可能成為判斷腫瘤浸潤、轉(zhuǎn)移及預(yù)后的重要指標(biāo)和抗腫瘤及抗腫瘤轉(zhuǎn)移的重要靶點(diǎn)。

［1］ Brunkow ME，Jeffery EW，Hjerrild KA，et al.Disruption of a new forkhead/winged-helix protein，scurfin，results in the fatal lymphoproliferative disorder of the scurfymouse［J］.Nat Genet，2001，27(1）:68－73.

［2］ Wildin RS，Smyk-Pearson S，F(xiàn)ilipovich AH.Clinical and molecular features of the immunodysregulation，polyendocrinopathy，enteropathy，X linked(IPEX）syndrome［J］.JMed Genet，2002，39(8）:537－545.

［3］ Bennett CL，Brunkow ME，Ramsdell F，et al.A rare polyadenylation signalmutation of the FOXP3 gene(AAUAAA-＞AAUGAA）leads to the IPEX syndrome［J］.Immunogenetics，2001，53(6）:435－439.

［4］ Fontenot JD，Gavin MA，Rudensky AY.Foxp3 programs the development and function of CD4+CD25+regulatory T cells［J］.Nat Immunol，2003，4(4）:330 －336.

［5］ Fehérvari Z，Sakaguchi S.Development and function of CD25+CD4+regulatory T cells［J］.Curr Opin Immunol，2004，16(2）:203－208.

［6］ Walker MR，Kasprowicz DJ，Gersuk VH，et al.Induction of FoxP3 and acquisition of T regulatory activity by stimulated human CD4+CD25－T cells［J］.JClin Invest，2003，112(9）:1437 － 1443.

［7］ Brunkow ME，Jeffery EW，Hjerrild KA，et al.Disruption of a new forkhead/winged-helix protein，scurfin，results in the fatal lymphoproliferative disorder of the scurfy mouse［J］.Nat Genet，2001，27(1）:68－73.

［8］ Morton DL，Wen DR，Wong JH，et al.Technical details of intraoperative lymphatic mapping for early stage melanoma［J］.Arch Surg，1992，127(4）:392 －399.

［9］ Takeuchi H，Kitajima M，Kitagawa Y.Sentinel lymph node as a target of molecular diagnosis of lymphatic micrometastasis and local immunoresponse tomalignant cells［J］.Cancer Sci，2008，99(3）:441－450.

［10］ Shu S，Cochran AJ，Huang RR，etal.Immune responses in the draining lymph nodes against cancer:implications for immunotherapy［J］.Cancer Metastasis Rev，2006，25(2）:233 －242.

［11］ Lee HE，Park DJ，Kim WH，et al.High FOXP3+regulatory T-cell density in the sentinel lymph node is associated with downstream non-sentinel lymph-node metastasis in gastric cancer［J］.Br J Cancer，2011，105(3）:413 －419.

［12］ Mansfield AS，Heikkila PS，Vaara AT，et al.Simultaneous Foxp3 and IDO expression is associated with sentinel lymph nodemetastases in breast cancer［J］.BMC Cancer，2009，9:231.

［13］ Matera L，Sandrucci S，Mussa A，et al.Low Foxp3 expression in negative sentinel lymph nodes is associated with nodemetastases in colorectal cancer［J］.Gut，2010，59(3）:419 － 420.

［14］ Fizazi K，Lipton A，Mariette X，et al.Randomized phase Ⅱ trial of denosumab in patients with bone metastases from prostate cancer，breast cancer，or other neoplasms after intravenous bisphosphonates［J］.JClin Oncol，2009，27(10）:1564 －1571.

［15］ Tan W，Zhang W，Strasner A，et al.Tumour-infiltrating regulatory T cells stimulatemammary cancermetastasis through RANKL-RANK signalling［J］.Nature，2011，470(7335）:548 －553.

［16］ Dunn GP，Koebel CM，Schreiber RD.Interferons，immunity and cancer immunoediting［J］.Nat Rev Immunol，2006，6(11）:836－848.

［17］ Smyth MJ，Teng MW，Swann J，et al.CD4+CD25+T regulatory cells suppress NK cell-mediated immunotherapy of cancer［J］.J Immunol，2006，176(3）:1582 －1587.

［18］ Garín MI，Chu CC，Golshayan D，etal.Galectin-1:a key effector of regulation mediated by CD4+CD25+T cells［J］.Blood，2007，109(5）:2058－2065.

［19］ Olkhanud PB，Baatar D，Bodogai M，et al.Breast cancer lung metastasis requires expression of chemokine receptor CCR4 and regulatory T cells［J］.Cancer Res，2009，69(14）:5996 －6004.

［20］ Zheng LM，Ojcius DM，Garaud F，et al.Interleukin-10 inhibits tumormetastasis through an NK cell-dependentmechanism［J］.J Exp Med，1996，184(2）:579 －584.

［21］ Olkhanud PB，Baatar D，Bodogai M，et al.Breast cancer lung metastasis requires expression of chemokine receptor CCR4 and regulatory T cells［J］.Cancer Res，2009，69(14）:5996 －6004.

［22］ Garín MI，Chu CC，Golshayan D，et al.Galectin-1:a key effector of regulationmediated by CD4+CD25+T cells［J］.Blood，2007，109(5）:2058－2065.

10.3969/j.issn.1673-5412.2013.02.028

R730.3

A

1673－5412(2013）02－0168－03

林榮攀 (1987－），男，碩士在讀，主要從事消化系統(tǒng)腫瘤基礎(chǔ)與臨床研究。E-mail:20065120318@sohu.com

溫洪濤(1968－），男，主任醫(yī)師，主要從事消化系統(tǒng)腫瘤基礎(chǔ)與臨床研究。E-mail:wenhongtao68@163.com

2012－11－20）