王沂 趙俊睞 韓曉燕 王洋
摘要:TRAF(TN1? receptor associated factor)家族蛋白是一類(lèi)具有相同C末端保守結(jié)構(gòu)域的細(xì)胞內(nèi)接頭蛋白,能夠與包括TNF受體在內(nèi)的多種受體蛋白相互作用傳遞信號(hào)并因此得名,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了7種TRAF家族蛋 白TRAF4是TRAF家族蛋白中最古老的成員之一,最早在乳腺癌的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中發(fā)現(xiàn),在多種實(shí)體腫瘤組織中存在高表達(dá)和亞細(xì)胞定位的異常。與其他TRAF家族蛋白主要參與免疫和炎癥反應(yīng)不同,TRAF4在免疫中的作用非常有限,目前其已知功能主要體現(xiàn)在胚胎發(fā)育、細(xì)胞極性、凋亡以及活性氧生成調(diào)節(jié)等方面。 關(guān)鍵詞:TRAF4;胚胎發(fā)育;細(xì)胞極性;凋亡;活性氧中圖分類(lèi)號(hào):Q71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-7847(2015)02-0169-07Structure and Biological Function of TRAF4WANG Yi1, ZHAO Jun-jian1, HAN Xiao-yan1, WANG Yang2*(1. Department of Clinical Laboratory, Affiliated Hospital of Hebei Union University, Tangshan 063000, Hebei, China;2. College of Life Sciences, Hebei Union University, Tangs han 063000, Hebei, China)Abstract:TRAFs (TNF receptor associated factors), a family of intracellular adaptor proteins with the same conserved C—terminal domain, can interact with a wide range of cell surface receptors including TNFR as signal transducers. Presently, 7 TRAFs have been identified in humans. TRAF4, one of the most primitive members of TRAF family, was originally identified from metastatic lymph nodes of breast cancer patients. Later sludies showed that the overexpression and altered subcellular localization of TRAF4 could be detected in many kinds of solid tumors. TRAF4 plays a limited role in immunity, which is different from other TRAF family members. At present, it is known that TRAF4 mainly functions in regulating embryonic development, cell polarity, apoptosis and generation of reactive oxygen.Key words :TRAF4; embryonic development; cell polarity; apoptosis; reactive oxygen species
(Life Science Research,2015,19(2):169?175) TRAF(TNF receptor associated factor)家族蛋白是一類(lèi)具有相同C末端保守結(jié)構(gòu)域的細(xì)胞內(nèi)接頭蛋內(nèi),最早被發(fā)現(xiàn)能夠介導(dǎo)腫瘤壞死因子受體(TOKK)家族的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)并因此得名,但后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)TRAF蛋白還能夠與包括Toll樣受體(TLR)家族、IL-1受體家族以及視黃酸誘導(dǎo)基因蛋白I(RIG-I)樣受體家族在內(nèi)的多種受體蛋白相互作用并傳遞信號(hào),目前已經(jīng)在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了7種TRAF蛋白。TRAF家族蛋白通過(guò)對(duì)細(xì)胞生存、增殖、分化和凋亡的調(diào)控,廣泛參勹包括免疫、胚胎發(fā)育、應(yīng)激反應(yīng)等多種生物學(xué)過(guò)程并在其中發(fā)揮著重要的作用[1]。TRAF4是TRAF家族蛋白中比較特殊的一個(gè),本文對(duì)TRAF4的結(jié)構(gòu)和功能做一綜述。 1TRAF4蛋白的結(jié)構(gòu)和_般性狀人類(lèi)TRAF4基因編碼一個(gè)470aa組成、相對(duì)分子質(zhì)量54kD的銜接蛋白,在胞漿、細(xì)胞核以及細(xì)胞膜上均有定位。TRAF4蛋白主要包含3個(gè)結(jié)構(gòu)域,從N端到C端依次為一個(gè)RING-finger結(jié)構(gòu)域、7個(gè)連續(xù)的鋅指結(jié)構(gòu)域、1個(gè)TRAF結(jié)構(gòu)域。其中TRAF結(jié)構(gòu)域是TRAF家族蛋白的特征性結(jié)構(gòu),除了TRAF7,所有的TRAF蛋白家族成員都包含一個(gè)C末端TRAF結(jié)構(gòu)域。按照結(jié)構(gòu)和功能的不同,TRAF結(jié)構(gòu)域又可以被分為T(mén)RAF-N和TRAF-C兩部分,其中TRAF-N部分由多個(gè)a螺旋組成,在不同TRAF家族成員中保守性較差[2];而TRAF-N部分序列高度保守,折疊形成一個(gè)8鏈β-三明治結(jié)構(gòu),又被稱(chēng)作MATH(meprinandTRAF-homology)結(jié)構(gòu)域,主要介導(dǎo)TRAF蛋白的三聚化以及作為與信號(hào)分子直接或間接結(jié)合的位點(diǎn)(圖1)。三聚化的TRAF蛋白形成蘑菇樣結(jié)構(gòu),3段TRAF-N結(jié)構(gòu)域的α-螺旋平行排列在一起形成的卷曲螺旋結(jié)構(gòu),構(gòu)成蘑菇樣結(jié)構(gòu)的柄,TRAF-C構(gòu)成蘑藍(lán)樣結(jié)構(gòu)的傘蓋(圖2)。相比于其他TRAF家族成員,TRAF4的TRAF-N結(jié)構(gòu)域要更短,僅由3個(gè)7肽重復(fù)區(qū)構(gòu)成,而其他TRAF家族成員至少由10個(gè)以h7肽重復(fù)區(qū)構(gòu)成。這就造成TRAF4蛋白與其他TRAF蛋白的結(jié)合能力很弱[3-5]。除TRAF1蛋白外,所有的TRAF家族成員都包含一個(gè)位于N末端的RING-finger結(jié)構(gòu)域以及幾個(gè)連續(xù)的鋅指結(jié)構(gòu)域。TRAF4的RING-finger結(jié)構(gòu)域?yàn)閮蓚€(gè)鋅指結(jié)構(gòu)組成的C3HC3D型模體。RING-finger結(jié)構(gòu)域在泛素途徑中具有重要的作用,能夠?qū)⒎核孛概c其底物蛋白相連,發(fā)揮類(lèi)似E3連接酶的作用[6]。3個(gè)富含半胱氨酸的CART結(jié)構(gòu)域(與RING-finger結(jié)構(gòu)域和TRAF結(jié)構(gòu)域相關(guān)的富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域(cysteine rich domain associatedwithRINGandTHAFdomain)位于RING-finger結(jié)構(gòu)域和TRAF結(jié)構(gòu)域之間,每一個(gè)CART結(jié)構(gòu)域均由一個(gè)外顯子編碼,包含兩個(gè)HC3HC3鋅指模體。TRAF4是唯一具有3個(gè)CART結(jié)構(gòu)域的TRAF家族成員,TRAF4也因此結(jié)構(gòu)域曾被命名為CART1。后來(lái)的研究顯示,這段富含半胱氨酸區(qū)域共由7個(gè)鋅指模體構(gòu)成,其中前6個(gè)鋅指模體為C2HC型,而第7個(gè)為C2H2型。在N端第一個(gè)CART結(jié)構(gòu)域中存在1個(gè)核定位信號(hào),此外,在RING-finger結(jié)構(gòu)域N端的上游也存在1個(gè)核定位信號(hào),TRAF4也是TKAF家族中唯一具有核定位信號(hào)的成員[3]。與TRAF蛋白家族的其他成員不同,TRAF4與包括TNFR1、TNFR2、Fas、CD40在內(nèi)的大多數(shù)TNFR家族成員不存在直接的相互作用,與淋巴毒素β受體(LTβR)和神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體(NGFR)僅存在微弱的相互作用,這種作用能夠產(chǎn)生怎樣的生理作用仍然未知,并且TRAF4的高表達(dá)并不能像TRAF2、TRAF5、TRAF6那樣激活NF-kB[7]。TRAF4主要通過(guò)間接作用或形成復(fù)合體的方式在胞漿、胞膜和細(xì)胞核中遷移而發(fā)揮作用,其作用發(fā)揮涉及JNK、ERK、PI3K/Akt、Wnt等多條信號(hào)通路[8-11],截至目前,JNK途徑被認(rèn)為是其中最重要的一條,TRAF4的大部分生物學(xué)效應(yīng)伴隨JNK途徑的激活,但TRAF4單獨(dú)激活JNK途徑的能力很弱,必須與其他蛋白如MEKK4等結(jié)合之后才具有顯著激活JNK途徑的能力[12]。進(jìn)化分析顯示,TRAF1、2、3、5是在脊椎動(dòng)物的進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)的,與TNFR家族形成于同一階段,這一結(jié)果說(shuō)明此4種TRAF家族蛋白的功能與TNFR家族蛋白的功能是相關(guān)的。TRAF4和TKAF6住進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)較早,在低等的腔腸動(dòng)物中即已發(fā)現(xiàn)TKAF4的同源類(lèi)似物,并且無(wú)脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物的TRAF4同源蛋白在胚胎發(fā)育過(guò)程中都起著相似的作用[13],據(jù)此推斷TRAF4可能是TKAF家族中古老的成員之一,并且其發(fā)揮功能是TNKK非依賴(lài)的。2TRAF4與腫瘤TIUF4最早在乳腺癌患者的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中被鑒定出來(lái)[14]。之后的研究顯示,除了乳腺癌,在包括肺癌、子宮癌、前列腺癌、結(jié)腸癌在內(nèi)的多種腫瘤組織中都存在TRAF4蛋白的高表達(dá),陽(yáng)性率接近1/2,在肺癌中更是高達(dá)60%。并且TRAF4高表達(dá)只局限在腫瘤細(xì)胞中,周?chē)幕|(zhì)細(xì)胞則表達(dá)正常[15]。一項(xiàng)基于40個(gè)獨(dú)立的基因芯片篩查實(shí)驗(yàn)的整合分析顯示,67個(gè)基因的高表達(dá)可以作為腫瘤的特征性標(biāo)記物,TRAF4即為其中之一[16]。并RTKAK4高表達(dá)的乳腺癌患者對(duì)化療藥物的敏感性降低,預(yù)后較差]I7L腫瘤中TRAF4蛋白的高表達(dá)常常伴隨著亞細(xì)胞定位的異常。雖然TKAF4蛋白序列中存在兩個(gè)可能的核定位信號(hào),似內(nèi)源性TKAF4的核定位目前僅在腫瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)正常細(xì)胞中,TRAF4主要以膜相關(guān)的形式定位,而在侵襲性腫瘤細(xì)胞中,TRAF4主要定位在胞槳中,此外,還有大約20%的TRAF4陽(yáng)性腫瘤定位于細(xì)胞核中[15]。TRAF4的高表達(dá)和定位異常有可能成為腫瘤診斷的一個(gè)標(biāo)志物,并且這種異常表達(dá)有可能參與腫瘤的發(fā)生。3TRAF4的生物學(xué)功能3.1TRAF4的生理表達(dá)及其在發(fā)育中的作用在成人幾乎所有組織上皮的基底細(xì)胞層中都存在TKAK4蛋白的基礎(chǔ)表達(dá),并且各組織間表達(dá)水平差異不大[18]。在成年小鼠的各組織中也檢測(cè)到了基礎(chǔ)水平TRAF4的表達(dá),但其中表達(dá)水平最高的部位是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的海馬、嗅球以及小腦的浦肯野細(xì)胞[19]。在小鼠的胚胎中,TRAF4廣泛表達(dá)在各個(gè)發(fā)育中的器官,其中中樞神經(jīng)系統(tǒng)、外周神經(jīng)系統(tǒng)和感覺(jué)器官的神經(jīng)組織表達(dá)水平最高。TRAF4缺陷的純合子小鼠顯示出明顯的上呼吸道缺陷,并導(dǎo)致約30%的小鼠在胚胎期死亡,幸存的TRAF4缺陷小鼠表現(xiàn)出典型的共濟(jì)失調(diào)癥狀,并發(fā)生多種低滲透性改變,包括氣管和中軸骨骼(胸骨、肋骨、尾骨)的嚴(yán)重畸形,以及導(dǎo)致輕度脊柱裂表裀產(chǎn)生的神經(jīng)管閉合缺陷[19-21]。TRAF4表達(dá)在少突膠質(zhì)細(xì)胞分化的每一個(gè)階段,TRAF4敲除導(dǎo)致嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘不穩(wěn)定和缺失:此外,TRAF4能夠通過(guò)NgR/P75NTR/RhoA信號(hào)途徑抑制肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架重排從而促進(jìn)軸突再生和抑制神經(jīng)細(xì)胞的凋亡,對(duì)神經(jīng)元具有保護(hù)作用[22]。TRAF4在小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的表達(dá)是受到調(diào)控的,在小鼠出生后4周內(nèi),TRAF4的表達(dá)明顯下調(diào)。在包括爪蟾、斑馬魚(yú)、果蠅在內(nèi)的多種模式生物中,TRAF4均表現(xiàn)出類(lèi)似小鼠的表達(dá)模式[23-26]。綜上所述,TRAF4在大多數(shù)生物體內(nèi)各器官?gòu)V泛表達(dá),但高表達(dá)于神經(jīng)系統(tǒng),對(duì)各系統(tǒng)發(fā)育,尤其是神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育起著不可或缺的作用TRAF4調(diào)控發(fā)育的機(jī)制目前尚未明了,有研究顯示,TRAF4能夠正向調(diào)控TGF-j8/BMP和TGF-0/nodal/activin信號(hào)途徑,此兩個(gè)途徑均與胚胎的發(fā)育密切相關(guān)[24]。此外,還可能與TRAK4對(duì)細(xì)胞極性和凋亡的調(diào)控有關(guān)。3.2TRAF4與細(xì)胞極性TRAF4有多種不同的亞細(xì)胞定位,包括胞漿、細(xì)胞膜和細(xì)胞核。外源表達(dá)的TKAF4主要存在于細(xì)胞間接觸點(diǎn)部位的細(xì)胞膜上。在體外培養(yǎng)的極化上皮細(xì)胞和正常人乳腺標(biāo)本中,TKAF4與緊密連接的標(biāo)志性蛋白共定位于細(xì)胞與細(xì)胞連接點(diǎn)上。熒光漂白恢復(fù)實(shí)驗(yàn)顯示TRAF4與緊密連接的相關(guān)性是高度動(dòng)態(tài)的,TRAF4在緊密連接和細(xì)胞漿間不斷移位。這一結(jié)果說(shuō)明TRAF4可能是正常上皮細(xì)胞間連接的信號(hào)傳感器。與之相反的是,在分化差的卜.皮細(xì)胞腫瘤中,TRAF4或者彌漫性分布在胞漿中,或者在胞漿或胞核中呈現(xiàn)局灶性分布,提示這種細(xì)胞間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能可能被削弱氣分節(jié)極性蛋白Armadillo是細(xì)胞間粘附的重要調(diào)節(jié)因子,也是Wnt途徑重要的下游信號(hào)分子。在果蠅胚胎發(fā)育過(guò)程中,Armadillo與TRAF4發(fā)生直接的相互作用,以TNFR和JNK非依賴(lài)的方式精細(xì)調(diào)節(jié)中胚層細(xì)胞間粘合連接的形成[25],在人類(lèi)細(xì)胞中,可能存在類(lèi)似的相互作用catenin是果蠅Armadillo在脊椎動(dòng)物中的同源蛋白,最近的研究發(fā)現(xiàn),TRAF4可以與β-catenin結(jié)合并影響β-catenin的亞細(xì)胞定位,高表達(dá)的TRAF4可以使β-catenin由胞漿進(jìn)入細(xì)胞核,進(jìn)而通過(guò)激活Wnt途徑促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖TRAF4和0-catenin在脊椎動(dòng)物胚胎發(fā)育中的作用機(jī)制目前尚無(wú)報(bào)道。TGF-yS信號(hào)途徑是細(xì)胞極性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因素,參與上皮-間充質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化和腫瘤的發(fā)生,被看作是腫瘤治療的一個(gè)潛在靶點(diǎn)。研究顯示TRAF4在TGF-β誘導(dǎo)的SMAD和非SMAD途徑中起著關(guān)鍵的作用。當(dāng)TGF-β受體受到刺激的時(shí)候,TRAF4被活化的TGF-β受體復(fù)合物募集,拮抗E3泛素連接酶SMURF的作用(TRAF4作為SMURF2的主要E3連接酶,同時(shí)TRAF4本身可以作為SMURF1和SMURF2兩種E3連接酶的底物)[24、27、28],促進(jìn)去泛素酶USP15向TGF-βI型受體(TβRI)的募集。這兩個(gè)過(guò)程都能夠促進(jìn)TβRI在胞漿膜上的穩(wěn)定性進(jìn)而促進(jìn)TGF-β信號(hào)途徑。此外,TGF-β-TRAF4的相互作用可以激活Lys63相關(guān)的TRAF4多聚泛素化并激活TGF-β活化激酶(TAK1)及其下游的p38MAP激酶和NF-kB級(jí)聯(lián)反應(yīng)。敲除TRAF4可以引起E-cadherin的高表達(dá)并抑制細(xì)胞的遷移[29]。TRAF4對(duì)于TGF-0誘導(dǎo)的遷移、上皮間葉轉(zhuǎn)化和乳腺癌轉(zhuǎn)移起著關(guān)鍵的作用。最近的研究顯示,TRAF4分子具有一個(gè)獨(dú)特的磷脂酰肌醇結(jié)合結(jié)構(gòu)域,通過(guò)與磷脂酰肌醇的相互作用,TRAF4負(fù)向調(diào)節(jié)緊密連接并促進(jìn)細(xì)胞的遷移。TRAF4的高表達(dá)可能通過(guò)破壞緊密連接的穩(wěn)定性和促進(jìn)細(xì)胞遷移來(lái)促進(jìn)乳腺癌的進(jìn)程[30]。目前看來(lái),對(duì)細(xì)胞極性的調(diào)控是TRAF4最為重要的生物學(xué)功能,明確TRAF4在細(xì)胞極性調(diào)控中的作用機(jī)制對(duì)于理解TRAF4在發(fā)育和腫瘤發(fā)生中的作用具有重要的意義。3.3TRAF4與凋亡TRAF4在凋亡中的作用存在兩種截然相反的結(jié)論。例如,敲除TRAF4可以誘導(dǎo)浦肯野細(xì)胞發(fā)生凋亡[21];TRAF4高表達(dá)可以使HEK293細(xì)胞抵抗anti-Fas抗體誘導(dǎo)的凋亡[31];TRAF4敲除的MCF-7細(xì)胞被TNF-α刺激后,早期凋亡細(xì)胞比例明顯增高[32]。其抗凋亡機(jī)制可能是TRAF4依賴(lài)其TRAF結(jié)構(gòu)域與P53競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合去泛素化酶HAUSP,從而抑制了P53的去泛素化,降低其穩(wěn)定性[17]。另外的一些研究卻顯示TRAF4具有促進(jìn)凋亡的能力。例如,在果蠅中,TRAF4的同源蛋白DTRAF1可以被果蠅TNF/TNFR同源物Eiger/Wengen的相互作用所募集,繼而通過(guò)凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1(ASK1)和JNK途徑誘導(dǎo)果蠅細(xì)胞發(fā)生凋亡[33、34];在體外培養(yǎng)的293T細(xì)胞中,TRAF4與神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體P75NTR直接作用,抑制NF-KB的激活,誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡[35];在頭頸部腫瘤中,TRAF4可以被P53家族成員(p63,p73,p53)正向調(diào)控;放射線誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡和噪聲誘導(dǎo)耳蝸細(xì)胞凋亡過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)TRAF4的高表達(dá)[38、39];在多種不同來(lái)源的細(xì)胞系中,TRAF4的高表達(dá)可以誘導(dǎo)凋亡并且抑制集落形成,并且與P53的狀態(tài)無(wú)關(guān)。這些看似矛盾的結(jié)果說(shuō)明TRAF4在細(xì)胞生存、死亡的調(diào)控上具有細(xì)胞類(lèi)型特異性。TRAF4對(duì)凋亡的調(diào)控很可能參與胚胎的發(fā)育和腫瘤的發(fā)生。3.4TRAF4與活性氧(ROS)的生成ROS是正常氧代謝的副產(chǎn)物,具有多種重要的生物學(xué)活性,包括參與殺菌、炎癥反應(yīng)以及內(nèi)皮細(xì)胞的激活等。NADPH氧化酶2(NOX2)是NADPH氧化酶中分布最廣的一個(gè)亞型,通過(guò)質(zhì)膜傳遞電子給分子氧產(chǎn)生超氧化物,參與殺菌、炎癥和上皮細(xì)胞的激活。P47phox是NOX2的一個(gè)胞漿內(nèi)亞基,也是目前已知所有TRAF4結(jié)合蛋白中與TRAF4作用的機(jī)制最為明確的一個(gè)。研究證實(shí),TNF-α能夠誘導(dǎo)p47phox發(fā)生PKC依賴(lài)的磷酸化,TRAF4與磷酸化p47phox的C末端結(jié)合并攜帶p47phox向細(xì)胞膜轉(zhuǎn)位,這種轉(zhuǎn)位能夠誘導(dǎo)JNK的激活,并引起NOX2的激活和ROS的產(chǎn)生[40]。GPIb-IX-V和GPVI是兩種血小板糖蛋白受體,分別與血管性血友病因子(VWF)和膠原蛋白結(jié)合起始凝血過(guò)程。在血小板活化過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生大量的ROS,而ROS又會(huì)反過(guò)來(lái)調(diào)控血小板的活化,其機(jī)制未知。研究顯示,TRAF4和p47phox可以作為GPIb-IX-V和GPVI的結(jié)合伴侶,GPIb-IX-V和GPVI的胞漿段與TRAF4的TR.AF結(jié)構(gòu)域、p47phox的SH3結(jié)構(gòu)域以及Hic-5形成一個(gè)復(fù)合體,從而使NOX2活化[41]。這一發(fā)現(xiàn)為解釋氧化還原信號(hào)通路與血小板活化間的關(guān)系提供了一個(gè)合理的依據(jù)。3.5TRAF4與免疫TRAF家族是固有免疫信號(hào)通路中重要的接頭蛋白,通過(guò)與TNFR和Toll/ILl受體家族成員作用,經(jīng)NF-kB和MAPK的激活誘導(dǎo)免疫和炎癥反應(yīng)。但TRAF4似乎是一個(gè)例外,TRAF4缺陷的小鼠T/B淋巴細(xì)胞、粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞分化和功能均正常,僅表現(xiàn)為樹(shù)突細(xì)胞的遷移能力降低[42]。TRAF4不能與大多數(shù)TNFR和TLR直接作用,TRAF4與不同的TLR成員共轉(zhuǎn)染293T細(xì)胞會(huì)對(duì)TLR介導(dǎo)的NF-kB和IFN-β激活產(chǎn)生劑量依賴(lài)性抑制作用[43],提示其對(duì)固有免疫發(fā)揮的是抑制作用。目前看來(lái),TRAF4發(fā)揮免疫抑制作用主要與N0D2途徑及其與TRAF6的相互作用相關(guān)。 N0D2(nucleotide-bindingoligomerizationdo-maincontaining2)是一種細(xì)胞內(nèi)模式識(shí)別受體,在免疫平衡中起著重要的作用。N0D2在包括克羅恩氏?。ü?jié)段性結(jié)腸炎)、Blau綜合征等炎癥性疾病的發(fā)病中起著重要的作用。有研究顯示,TRAF4可能是N0D2途徑的一個(gè)關(guān)鍵負(fù)調(diào)控子。TRAF4是IkB激酶α(IKKα)的底物,其Ser426可以被IKKα磷酸化,磷酸化的TRAF4能夠與N0D2蛋白結(jié)合并抑制N0D2誘導(dǎo)的NF-kB激活及殺菌作用。Ser426位于TRAF4分子特有的一個(gè)膨大的β凸起中,其他的TRAF家族蛋白均無(wú)此結(jié)構(gòu),這也解釋了在所有的TRAF家族蛋白中,僅TRAF4是對(duì)固有免疫起抑制作用[44、45]。 作為T(mén)RAF家族中另一位古老的成員,不同于TRAF4,TRAF6能夠介導(dǎo)多種TNFR家族的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),在固有免疫中發(fā)揮激活作用。實(shí)驗(yàn)顯示,TRAF4可與TRAF6發(fā)生直接或間接的相互作用,拮抗TRAF6的生物學(xué)功能。早期的研究即已發(fā)現(xiàn),TKAF4能夠與p47phox協(xié)同,通過(guò)對(duì)抗TRAF6和β干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白(TRIF)的作用而抑制TLR介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[43]。新近的研究顯示,TRAF4與TRAF6的對(duì)抗作用還體現(xiàn)在IL-17信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)中。TL-17是Th17細(xì)胞分泌的標(biāo)志性細(xì)胞因子,IL-17與IL-17R結(jié)合后募集IL-17途徑中兩個(gè)關(guān)鍵信號(hào)分子肌動(dòng)蛋白相關(guān)基因1(Actl)和TRAF6,形成IL-17R-Actl-TRAF6信號(hào)復(fù)合物,進(jìn)而激活NF-kB和MAPK途徑,促進(jìn)炎癥性細(xì)胞因子分泌,在多種炎癥反應(yīng)和自身免疫疾病的發(fā)病中起著重要作用。TRAF4和TRAF6在Acll上具有相同的結(jié)合位點(diǎn),因而TRAF4可以與TRAF6競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合Act1,從而抑制IL-17信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。將野生型Thl7細(xì)胞轉(zhuǎn)入TRAF4缺陷小鼠能夠在極短的時(shí)間內(nèi)誘導(dǎo)自身免疫性疾病的發(fā)生[46]。此外,TRAF4在免疫中的作用還與糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)TNF受體(GITR)有關(guān)。GITR主要表達(dá)在T細(xì)胞、B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表面,TRAF4能夠與GITR胞漿段發(fā)生間接作用,通過(guò)JNK途徑增強(qiáng)GITR對(duì)NF-kB激活,拮抗抑制性T細(xì)胞的功能而促進(jìn)輔助性T細(xì)胞的激活[47]。看起來(lái)TRAF4似乎對(duì)適應(yīng)性免疫有一定的促進(jìn)作用,但這一結(jié)論并未得到體內(nèi)實(shí)驗(yàn)的支持。4總結(jié)與展望作為T(mén)RAF家族最古老的成員之一,有關(guān)TRAF4的研究卻相對(duì)較少,TRAF4蛋白功能的認(rèn)知仍然模糊。僅就目前的研究來(lái)看,大多數(shù)情況下,TKAF4與TNFH家族其他成員沒(méi)有明顯的直接作用或者作用很弱,主要通過(guò)間接作用或形成復(fù)合體的方式在胞漿、胞膜和細(xì)胞核中遷移而發(fā)揮作用,其作用發(fā)揮涉及JNK、ERK、P13K/Akt、Wnt等多條信號(hào)通路,但目前尚無(wú)法準(zhǔn)確歸納出TRAF4在信號(hào)通路中的確切位置。多項(xiàng)有關(guān)TRAF4的研究出現(xiàn)了諸多矛盾的研究結(jié)果,例如對(duì)凋亡的影響、對(duì)NF-KB以及對(duì)某些信號(hào)途徑的作用等,這充分說(shuō)明TRAF4的生物學(xué)功能復(fù)雜而多樣。作為一種銜接蛋白,鑒定其相互作用成分及作用機(jī)制將是揭示TOAF4神秘作用的關(guān)鍵。目前,已經(jīng)鑒定出的TRAF4結(jié)合蛋白多達(dá)20余種,涉及膜受體、蛋白激酶、胞漿銜接蛋白、泛素途徑相關(guān)酶、凋亡相關(guān)蛋白等(表1),其中很大一部分蛋白與TRAF4的互作機(jī)制尚未完全清楚,仍有待進(jìn)一步研究。同時(shí)有理由相信,與TRAF4相互作用的成分并非僅僅以上20余種蛋白,以目前的技術(shù)水平,一些短暫的、低水平表達(dá)蛋白以及修飾蛋白相互作用及間接相互作用的鑒定仍然存在一定的閑難,并且與TRAF4作用的成分很可能并不局限于蛋白質(zhì)。類(lèi)似于轉(zhuǎn)錄因子的拼版理論,不同細(xì)胞內(nèi)包含TRAF4作用成分的不同組合,導(dǎo)致TRAF4產(chǎn)生細(xì)胞特異的多樣的生物學(xué)效應(yīng),這是造成TRAF4生物學(xué)效應(yīng)復(fù)雜多樣的最可能原因。分子間相互作用鑒定和定量技術(shù)的不斷完善將會(huì)為T(mén)RAF4作用機(jī)制的研究提供有力支持。參考文獻(xiàn)(References):[1]DEMPSEY P W, DOYLE S E, HE J Q, et al. The signaling adaptors and pathways activated by TNF superfamily [J]. Cytokine & Growth Factor Reviews, 2003, 14(3-4): 193-209.[2]ROTHE M, WONG S C, HENZEL W J, et al. A novel family of putative signal transducers associated with the cytoplasmic domain of the 75 kDa tumor necrosis factor receptor [J]. Cell, 1994,78(4):681-692.[3]REGNIER C H, TOMASETTO C, MOOG-LUTZ C, et d. Presence of a new conserved domain in CART1, a novel member of the tumor necrosis factor receptor-associated protein family, which is expressed in breast carcinoma[J]. Journal of Biological Chemistry, 1995,270(43):25715-25721.[4]NIU F, RU H, DING W, et al. Structural biology study of human TNF receptor associated factor 4 TRAF domain[J]. Protein & Cell, 2013, 4(9):687-694.[5]YOON J H, CHO Y J , PARK H H. Structure of the TRAF4 TRAF domain with a coiled-coil domain and its implications for the TRAF4 signalling pathway[J].Acta Crystallographies Se?ction D, Biological Crystallography, 2014, 70(Pt 1):2-10.[6]DESHAIES R J, JOAZEIRO C A. RING domain E3 ubiquitin ligases[J]. Annual Review of Biochemistry, 2009,78:399-434.[7]BISHOP G A, MOORE C R, XIE P, et al. TRAF proteins in CD40 signaling[J]. Advances in Experimental Medicine and Biology, 2007,597:131-151.[8]DADGOSTAR H, CHENG G. Membrane localization of TRAF 3 enables JNK activation[J]. Journal of Biological Chemistry, 2000, 275(4):2539-2544.[9]KEDINGER V, ALPY F, BAGUET A, et, al. Tumor necrosis factor receptor-associated factor 4 is a dynamic tight junction- related shuttle protein involved in epithelium homeostasis [J]. PLoS One, 2008,3(10):e3518.[10]LI W, PENG C, LEE M H, et al. TRAF4 is a critical molecule for Akt activation in lung cancer[J]. Cancer Research, 2013,73(23):6938-6950.[11]WANG A, WANG J, REN H, et al.TRAF4 participates in Wnt/β-catenin signaling in breast cancer by upregulating β- catenin and mediating its translocation to the nucleus[J]. Molec-ular and Cellular Biochemistry, 2014,395(1-2):211-219.[12]ABELL A N, JOHNSON G L. MEKK4 is an effector of the embryonic TRAF4 for JNK activation[J]. Journal of Biological Chemistry, 2005, 280(43):35793-35796.[13]GRECH A, QUINN R, SRINIVASAN D, et al. Complete structural characterisation of the mammalian and Drosophila TRAF genes: implications for TRAF evolution and the role of RING finger splice varianls[J].Molecular Immunology,2000,37(12- 13):721-734.[14]TOMASETTO C, REGNIER C, MOOG-LUTZ C, et al. Identi-licalion of four novel human genes amplified and overex-pressed in breast carcinoma and localized to the ql1-q21.3 region of chromosome 17[J]. Genomics,1995,28(3):367-376.[15] CAMILLERI -BKOET S, CREMER I, MARMEY B, et al. TRAF4 overexpression is a common characteristic of human ctarcinomas[J]. Oncogene, 2007, 26(1):142-147.[16]RHODES D R, YU J, SHANKER K, et al. Large-scale meta-analysis of cancer microaiTay data identifies common tran-scriptional profiles of neoplastic transformation and progi.ession[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2004,101(25):9309-9314.[17]YI P, XIA W, WU R C, et al. SRC—3 coactivator regulates cell resistance to cytotoxic- stress via TRAF4-mediated p53 desta-bilization [J]. Genes & Development, 2013, 27(3):274-287.[18]KRAJEWSKA M, KRAJEWSKI S, ZAPATA J M,et al. TRAF-4 expression in epithelial progenitor cells. Analysis in normal adult, fetal, and tumor tissues[J].American Journal of Pathology, 1998. 152(6): 1549-1561.[19]MASSON R, RI^GNIER C H, CHENARD M P, et al. Tumor necrosis factor receptor associated factor 4 (TRAF4) expression pattern during mouse development[J]. Mechanisms of Development,1998.71(1-2):187-191.[20]K^GNIER C H, MASSON R,KEDINGER V, et al. Impaired neural tube closure, axial skeleton malformations, and tracheal ring disruption in TRAF4-deficient mice[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2002,99(8):5585-5590.[21]SHIELS H, LI X,SCHLMACKER P T, et al. TRAF4 deficiency leads to tracheal malformation with resulting alterations in air flow to the lungs[J]. American Journal of Pathology, 2000, 157(2):679-688.[22]BLAISE S, KNE1B M, ROUSSEAU A, et al. In vivo evidence lhal TRAF4 is required for central nervous system myelin horneostasis[J]. PLoS One, 2012, 7(2):e30917.[23]KEDINGER V,ALPY F, TOMASETTO C, et al. Spatial and temporal dislribution of the traf4 genes during zebrafish devel-opraent[J]. Gene Expression Patterns,2005, 5(4):545-552.[24]KALKAN T, IWASAKI Y, PARK C Y, el al. Tumor necrosis factor-receptor-associated factor-4 is a positive regulator of transforming growth factor-beta signaling that affects neural crest formation[J]. Molecular Biology of the Cell, 2009, 20(14): 3436-3450.[25]MATHEW S J, REMBOLD M, LEPTIN M. Role for Traf4 in polarizing adherens junctions as a prerequisite for efficient cell shape changes[J]. Molecular and Cellular Biology, 20.11, 31 (24):4978-4993.[26]WANG H, CAI Y, CHIA W, et al. Drosophila homologs of mammalian TN F/TN FR-related molecules regulate segregation of M iranda/Prospero in neurohlasts[J]. The EM BO Journal,2006,25(24):5783-5793.[27]LI S, LU K, WANG J, et ol. Ubiquitin ligase Smurfl targets TRAF family proteins for ubiquitination and degradation [J].Molecular and Cellular Biochemistry, 2010, 338(1-2):11-17.[28]WANG X, JIN C, TANG Y, et al. Ubiquitination of tumor necrosis factor receptor-associated factor 4 (TRAF4) by Smad uhiquilination regulatory factor 1 (Smurfl) regulates motility of breast epithelial and cancer cells[J]. Journal of Biological Chemistry,2013,288(30):21784-21792.[29]ZHANG L, ZHOU F, GARCfA DE VINUESA A, et al. TRAF4 promotes TGF-βreceptor signaling and drives breast cancer metastasis[J]. Molecular Cell, 2013, 51(5):559—572.[30]ROUSSEAU A, MCEWEN A G, POUSSIN-COURMON- TAGNE P,et al.TRAF4 is a novel phosphoinositide-binding protein modulating tight junctions and favoring cell migration[J]. PLoS Biology, 2013.11(l2):el001726.[31]FLECKENSTEIN D S, DIRKS W G, DREXLER H G, et al. Tumor necrosis factor receptor—associated factor (TRAF) 4 is a new binding partner for the p70S6 serine/threonine kinase [J]. Leukemia Research,2003,27(8):687—694.[32]ZHANG X, WEN Z, MI X. Expression and anti -apoptotic function of TRAF4 in human breast cancer MCF-7 cells[J]. Oncology Letters, 2014,7(2):411-414.[33]KURANAGA E, KANUKA H, IGAKI T, et al. Reaper-mediated inhibition of DIAP1 -induced DTRAF1 degradation results in activation of JNK in Drosophila[J]. Nature Cell Biology, 2002,4(9):705-710.[34]GEUKING P, NARASIMAMURTHY R, BASLER K. A genetic screen targeting the tumor necrosis factor/Eiger signaling path-way: identification of Drosophila TAB2 as a functionally con-served component[J].Genetics, 2005, 171(4):1683-1694.[35]YE X,MEHLEN P, RABIZADEH S,et al. TRAF family proteins interact with the common neurotrophin receptor and modulate apoptosis induction[J]. Journal of Biological Chemistry,1999,274(42):30202-30208.[36]ROZAN L M, EL-DEIRY W S. Identification and characterization of proteins interacting with Traf4, an enigmatic p53 tar-get[J]. Cancer Biology & Therapy, 2006, 5(9):1228-1235.[37]GU X,COATES P J, MACCALLUM S F, et al. TRAF4 is potently induced by TAp63 isoforms and localised according to differentiation in SCCHN[J]. Cancer Biology & Therapy, 2007,6(12):1986-1990.[38]TURTOI A, SCHNEEWEISS F H. Effect of (21 l)At alpha-par-ticle irradiation on expression of selected radiation responsive genes in human lymphocytes[J]. International Journal of Radi?ation Biology, 2009, 85(5):403-412.[39]HU B H, CAI Q, MANOHAR S, et al. Differential expression of apoptosis-related genes in the cochlea of noise -exposed rats[J]. Neuroscience, 2009, 161(3):915—925.[40]LI J M, FAN L M, CHRISTIE M R, et al. Acute tumor necrosis factor alpha signaling via NADPH oxidase in microvascular endothelial cells: role of p47phox phosphorylation and binding to TRAF4[J]. Molecular and Cellular Biology, 2005, 25(6): 2320-2330.[41]ARTHUR J F, SHEN Y, GARDINER E E, et al. TNF recep-tor-associated factor 4 (TRAF4) is a novel binding partner of glycoprotein lb and glycoprotein VI in human platelets [J]. Journal of Thrombosis and Haemostasis,2011,9(1):163-172.[42]CHERFILS-VICINI J, VINGERT B, VARIN A, et al. Charac-terization of immune functions in TRAF4 —deficient mice [J].Immunology, 2008, 124(4):562-574.[43]TAKESHITA F, ISHII K J, KOBIYAMA K, et al. TRAF4 acts as a silencer in TLR-mediated signaling through the association with TRAF6 and TRIF[J].European Journal of Immunolo?gy, 2005, 35(8):2477-2485.[44]MARINIS J M, HUTTI J E, HOMER C R, et al. IkB kinase a phosphorylation of TRAF4 downregulates innate immune sig-naling[J].Molecular and Cellular Biology, 2012,32(13):2479-2489.[45]MARINIS J M, HOMER C R, MCDONALD C, et cd. A novel motif in the Crohn's disease susceptibility protein, NOD2. allows TRAF4 to down-regulate innate immune responses [J].Journal of Biological Chemistry,2011,286(3): 1938—1950.[461 ZEPP J A, LIU C, QIAN W, et al. Cutting edge: TNF recep-tor-associated factor 4 restricts IL-17-mediated pathology and signaling processes[J].Journal of Immunology,2012,189(l):33-37.[47]ESPARZA E M, ARCH R H. TRAF4 functions as an interme?diate of GITR-induced NF-kappaB activation [J]. Cellular and Molecular Life Sciences,2004, 61(24):3087-3092.[48]ZAPATA J M, MATSUZAWA S, GODZIK A,et al. The Drosophila tumor necrosis factor receptor-associated factor-1 (DTRAF1) interacts with Pelle and regulates NFkappaB activity[J]. Journal of Biological Chemistry, 2000,275(16):12102-12107.[49]WU R F, XU Y C, MA Z, el al. Suhcellular targeting of oxidants during endothelial cell migration[J]. Journal of Cell Biology,2005,171(5):893-904.[50]TENG L, FAN L M, MEIJLES D, et al. Divergent effects of p47(phox) phosphorylation at S303-4 or S379 on tumor necrosis factor-α. signaling via TRAF4 and MAPK in endothelial cells[J]. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology,2012, 32(6): 1488-1496.[51]ZHANG X,WEN Z, SUN L, et al. TRAF2 regulates the cyto-plasmic/nuclear distribution of TRAF4 and its biological function in breast cancer cells [J]. Biochemical and Biophysical Research, 2013,436(2):344-348.[52]ZAPATA J M, PAWLOWSKI K, HAAS E, et al. A diverse family of proteins containing tumor necrosis factor receptor-as-sociated factor domains[J]. Journal of Biological Chemistry, 2001, 276(26):24242-24252.