淋巴毒素的研究進(jìn)展及其與腫瘤的關(guān)系

王曉琳，李 蕾，馬 靜，楊 旭 綜述，王培昌 審校

(首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院，北京 100053)

在20世紀(jì)中期，SHEAR等[1]證明了從Gram-ve細(xì)菌脂多糖(LPS)提取出的內(nèi)毒素可以引起實(shí)驗(yàn)小鼠移植肉瘤的出血性壞死。ITO[2]等發(fā)現(xiàn)這種內(nèi)毒素的混合物能夠引起小鼠體內(nèi)移植瘤的死亡，隨后這一因子被命名為腫瘤壞死血清(TNS)。隨后發(fā)現(xiàn)TNS在人體內(nèi)可產(chǎn)生類(lèi)似的效果，WILLIAMSON[3]將TNS正式更名為腫瘤壞死因子(TNF)，它是一種可對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用的細(xì)胞因子，即現(xiàn)在所指的TNFα。此后，發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)結(jié)構(gòu)和功能與TNFα相似的細(xì)胞因子，其被命名為T(mén)NFβ，隨后發(fā)現(xiàn)它是淋巴細(xì)胞受到絲裂原或者特殊抗原刺激從而產(chǎn)生的一種細(xì)胞毒性物質(zhì)，AVERBOOK等[4]將這種細(xì)胞毒性物質(zhì)命名為淋巴毒素(LT)。隨后發(fā)現(xiàn)LT即為現(xiàn)在所說(shuō)的淋巴毒素α(LTα)。TNFα與LTα同為腫瘤壞死因子超家族(TNFSF)的成員，因此它們分子結(jié)構(gòu)具有一定程度的同源性，雖然兩者在結(jié)構(gòu)功能及作用上存在一定的差異，但它們均在免疫應(yīng)答、炎性反應(yīng)、促進(jìn)細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。

1 LT配體

LT配體包括LTα、LTβ,由LTα和LTβ組成的三聚體LTα1β2和LTα2β1,以及LIGHT。

1.1LTα LTα通常是指具有生物活性的三聚體LTα3，但LTα可以以3種形式存在：可溶性同源三聚體LTα3，以及兩種跨膜異三聚體復(fù)合物L(fēng)Tα1β2和LTα2β1[5-6]。可溶性的LTα3與位于細(xì)胞膜上的LTβ相結(jié)合形成跨膜蛋白復(fù)合物L(fēng)Tα1β2和LTα2β1，由于LTαβ和LTβR均位于細(xì)胞膜上，因此信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活的前提條件是需要靶細(xì)胞相互接觸。此外，LTα3還能與腫瘤壞死因子受體I(TNFR-Ⅰ)以及腫瘤壞死因子受體Ⅱ(TNFR-Ⅱ)相結(jié)合。LTα3能夠與單純皰疹病毒攻擊介導(dǎo)物(HVEM)相結(jié)合，但是相較于TNFR-Ⅰ和TNFR-Ⅱ，HVEM與LTα3競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合能力要弱得多[7]。LTα可以由髓系細(xì)胞、非造血細(xì)胞、靜息狀態(tài)下的B細(xì)胞及激活狀態(tài)下的T淋巴細(xì)胞分泌[8]。有研究表明，如果LTα的D50N或Y108F片段發(fā)生基因突變，此時(shí)雖然LTα仍然能夠以三聚體LTα3的形式存在，但卻不能再與TNFR-Ⅰ和TNFR-Ⅱ結(jié)合，從而失去了生物學(xué)活性(如不能再誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞株HT29的凋亡)。當(dāng)LTα與LTβ以穩(wěn)定的異源三聚體LTαβ的形式存在時(shí)，能夠與LTβR反應(yīng)，從而觸發(fā)腺癌細(xì)胞株的凋亡[9]。除此之外，WARE等[8]研究發(fā)現(xiàn)，即使LTα1β2中的LTα發(fā)生突變，仍然能夠引起腺癌細(xì)胞株HT29和WiDr的死亡。

1.2LTβ及LTαβ復(fù)合物 當(dāng)膜配體LTβ以三聚體的形式與LTβR結(jié)合時(shí)，可發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)[10]。成熟樹(shù)突細(xì)胞(DC)、CD4+T細(xì)胞和存在于脾臟的原始B細(xì)胞均可表達(dá)LTβ。這些淋巴細(xì)胞表達(dá)的LTβ具有增強(qiáng)免疫反應(yīng)的作用，與此同時(shí)還可以增強(qiáng)抗原呈遞細(xì)胞(APC)的作用從而提高了非淋巴細(xì)胞的免疫抗病毒作用[11]。LTβ的具體作用仍在研究中，但它不能直接殺死腫瘤細(xì)胞，而主要是以LTαβ三聚體復(fù)合物的形式發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的[8]。

對(duì)LTβ而言，雖然LTαβ在體內(nèi)、外均能誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用，但是LTαβ復(fù)合物在與LTβR結(jié)合活化后的具體作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步的研究[9]。此外，LTαβ可由于分子結(jié)構(gòu)組成的不同而與相應(yīng)受體表現(xiàn)出不同的親和力[12]。LTβ和LTα能夠以?xún)煞N膜結(jié)合型復(fù)合物的形式存在：一種是LTα1β2，對(duì)LTβR有較高的親和性；另一種是LTα2β1，相對(duì)于LTβR而言，它則對(duì)TNFR-Ⅰ和TNFR-Ⅱ的親和性更高一些[13-14]。此外，白細(xì)胞介素-2(IL-2)可調(diào)節(jié)LTα1β2和LTα2β1在外周血中的表達(dá)[15]。在體外動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，趨化因子CCL19、CCL21和細(xì)胞因子IL-4、IL-7可誘導(dǎo)脾臟T細(xì)胞表達(dá)LTαβ[16-17]，但目前還未在人體得到進(jìn)一步證實(shí)。有研究發(fā)現(xiàn)LTαβ與其受體LTβR的相互作用對(duì)于維持腸道相關(guān)淋巴組織(GALT)——包括淋巴結(jié)和腸道集合淋巴結(jié)(Peyer結(jié))的生理功能有一定作用[5,15]。這表明，該系統(tǒng)對(duì)成人正常的免疫調(diào)節(jié)及免疫增值發(fā)揮了重要作用[5,18-19]。此外，干擾素γ(INF-γ)可作用于重組LTα1β2而誘導(dǎo)部分腺癌細(xì)胞株的死亡[10]。

1.3LIGHT LIGHT是一種類(lèi)淋巴毒素因子，因能與單純皰疹病毒D糖蛋白競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合位于T淋巴細(xì)胞表面的受體HVEM，故又稱(chēng)為HEVM配體(HEVM-L)。因與腫瘤壞死因子超家族的成員有一定程度的同源性，如TNFα(27%)、LTα(27%)、LTβ(34%)、FasL(31%)等[20-21]，因此也被歸為T(mén)NFSF成員之一。LIGHT主要在巨噬細(xì)胞、原始樹(shù)突細(xì)胞、骨髓細(xì)胞以及活化的T細(xì)胞中表達(dá)[19]。LIGHT不與TNFR-Ⅰ和TNFR-Ⅱ反應(yīng)，但是可與LTβR和HVEM結(jié)合從而參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化和生長(zhǎng)抑制[22]。此外，LIGHT與LTβR和HVEM的反應(yīng)對(duì)免疫細(xì)胞之間的正協(xié)同刺激也有重要作用。LIGHT在調(diào)節(jié)先天性免疫系統(tǒng)和機(jī)體與抗原接觸后產(chǎn)生的后天性免疫應(yīng)答中都發(fā)揮了重要作用，但同時(shí)可能也與某些疾病(如自身免疫性疾病和腫瘤)相關(guān)[23]。體外實(shí)驗(yàn)表明LIGHT能夠調(diào)節(jié)T細(xì)胞的增殖、維持T細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明LIGHT能夠調(diào)節(jié)T細(xì)胞的增殖、促進(jìn)INF-γ的分泌[24]。

2 LT受體

LT受體包括LTβR、TNFR-Ⅰ、TNFR-Ⅱ和HVEM。

2.1LTβ受體 異源三聚體復(fù)合物L(fēng)Tα1β2、LTα2β1和同源三聚體復(fù)合物L(fēng)IGHT均可激活LTβ受體(LTβR)[5]。除淋巴細(xì)胞外，上皮細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和肥大細(xì)胞中均可有LTβR的表達(dá)[23-24]。腸道間質(zhì)細(xì)胞中LTβR的正常表達(dá)是消化系統(tǒng)在接觸抗原后產(chǎn)生免疫球蛋白A(IgA)的重要前提條件。LTβR的異常表達(dá)與自身免疫性疾病相關(guān)，包括實(shí)驗(yàn)性的自身免疫性腦脊髓炎(EAE)和干燥綜合征。LTα和LTβR缺如小鼠的趨化因子和黏附分子在固有層淋巴細(xì)胞的表達(dá)降低[25]。用可溶性受體免疫球蛋白融合蛋白(LTβR-Ig)阻斷正常成年小鼠的LT傳導(dǎo)路徑可以導(dǎo)致體液免疫缺陷及抑制脾臟生發(fā)中心的形成[26]。這些體外動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均可表明，LTβR對(duì)適應(yīng)性體液免疫應(yīng)答和淋巴組織的發(fā)生有重要作用[27]。另外，LTβR在人體正常結(jié)腸組織和良性腺瘤中幾乎不表達(dá)，但在結(jié)腸腺癌中表達(dá)增高[28-29]，提示LTβR的表達(dá)在癌變過(guò)程中可能增加。

2.2TNFR-Ⅰ和TNFR-Ⅱ TNFR-Ⅰ和TNFR-Ⅱ同屬于TNFR成員。TNFR-Ⅰ和TNFR-Ⅱ主要與TNFα相結(jié)合，由于組織高度同源性，也可與LTα3和LTα2β1結(jié)合[30]。TNFR-Ⅰ主要是在原始上皮細(xì)胞和原始成纖維細(xì)胞起源的細(xì)胞中表達(dá)，但也在其他大多數(shù)的有核細(xì)胞中均可表達(dá)。與TNFR-Ⅰ相比，TNFR-Ⅱ表達(dá)的范圍要略小一些，TNFR-Ⅱ主要表達(dá)在骨髓造血細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞[31]。在發(fā)生炎性反應(yīng)時(shí)，TNFR-Ⅰ和TNFR-Ⅱ可以快速釋放到血液中與可溶性配體反應(yīng)，從而參與下調(diào)TNFα相關(guān)性炎性反應(yīng)，并且在癌癥患者血和尿液中可被檢測(cè)到。此外有實(shí)驗(yàn)表明，配體與TNFR-Ⅰ或TNFR-Ⅱ結(jié)合后可介導(dǎo)不同的信號(hào)傳導(dǎo)通路，如TNF分別與小鼠胸腺細(xì)胞和細(xì)胞毒性T細(xì)胞結(jié)合可誘導(dǎo)細(xì)胞不同的轉(zhuǎn)歸[32]。另外，刺激TNFR-Ⅰ可激活由Caspase途徑介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，刺激TNFR-Ⅱ則可引起細(xì)胞增殖，也驗(yàn)證了上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.3HVEM 另一種能與LTα和LIGHT相結(jié)合的受體為HVEM。非淋巴細(xì)胞和淋巴細(xì)胞均可以表達(dá)HVEM，但主要由NK細(xì)胞一過(guò)性表達(dá)以及組成性表達(dá)于幼稚CD4+及CD8+T細(xì)胞[33]。HVEM具有受體和配體的雙重作用，最初是作為單純皰疹病毒1(HSV-1)糖蛋白D(HSV-gD)的受體而被發(fā)現(xiàn)的，是HSV包膜的主要組成部分，可介導(dǎo)HSV侵入小鼠及人體細(xì)胞[34]。有研究表明，大部分B細(xì)胞淋巴瘤可表達(dá)HVEM，包括伯基特淋巴瘤、急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)和慢性B淋巴細(xì)胞白血病(B-CLL)[35]。

3 LTαβ和LTβR與腫瘤的研究進(jìn)展

在體外實(shí)驗(yàn)中，配體LIGHT-R228E(一種突變LIGHT，與LTβR親和性高于HVEM)及競(jìng)爭(zhēng)性抗LTβR抗體與LTβR反應(yīng)，可誘導(dǎo)HEK293和375黑色素瘤細(xì)胞株內(nèi)細(xì)胞因子IL-8的分泌，抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，這可能是由MAPKs途徑中JNK1/2、AP1、核因子-κB(NF-κB)等多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路引起的[36-37]。NF-κB是一種轉(zhuǎn)錄因子，是許多先天性及適應(yīng)性免疫應(yīng)答、炎性反應(yīng)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄激活因子。TNFR-Ⅰ只能激活NF-κB的經(jīng)典途徑，而LTβR可以激活NF-κB的2條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[38]。LUKASHEV等[39]發(fā)現(xiàn)，多價(jià)五聚體抗LTβR抗體CBE11可以減緩體內(nèi)宮頸、結(jié)腸腫物的生長(zhǎng)。HU等[29]發(fā)現(xiàn)，激動(dòng)性抗LTβR抗體BS-1可以抑制軟組織肉瘤細(xì)胞株CMS4、乳腺癌細(xì)胞株4T1和結(jié)腸癌細(xì)胞株HT29、CT26的生長(zhǎng)。BS-1和LTβR結(jié)合后可激活NF-κB、Caspase-3和Caspase-8以及促進(jìn)腫瘤細(xì)胞中細(xì)胞色素C的釋放，這表明LTβR可啟動(dòng)Caspase凋亡途徑[29]。此外，多價(jià)五聚體抗體CBE11還可以增強(qiáng)化藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用[38]。CHEN等[40]發(fā)現(xiàn)，配體LIGHT-R228E或機(jī)動(dòng)性單克隆抗LTβR抗體與LTβR結(jié)合后，通過(guò)激活TRAF3、TRAF5啟動(dòng)Caspase或Caspase相關(guān)性凋亡途徑，可誘導(dǎo)人肝癌細(xì)胞株Hep3bt2、HEK293細(xì)胞株凋亡。其中腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(TRAF)是與TNFR胞質(zhì)區(qū)結(jié)合的一組信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，可調(diào)節(jié)配體-受體結(jié)合后的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，包括TRAF1-6。因此激動(dòng)性抗LTβR抗體與LTβR結(jié)合在一定程度上可起到抗腫瘤的作用。

4 小節(jié)與前景展望

凋亡經(jīng)典途徑相關(guān)受體如TNFRI、FAS和TRAIL-R等已經(jīng)得到了較為完善的研究，目前隨著對(duì)TNFLs和TNFRs在免疫系統(tǒng)及非淋巴組織中調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、壞死作用越來(lái)越廣泛的研究，LT及其受體作為T(mén)NFSF的一員被越來(lái)越多的提及。其中LTα能夠與LTβ結(jié)合成LTαβ，繼而與LTβR反應(yīng)，可以產(chǎn)生抑制瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、降低瘤細(xì)胞淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移、增強(qiáng)化療效果的作用，因此，對(duì)于抗LTβR抗體的研究有助于為臨床開(kāi)展治療提供一條新的途徑。