TNFSF15對腫瘤脈管生成調(diào)控的臨床意義及研究進(jìn)展

秦婷婷，李凱

0 引言

腫瘤壞死因子超家族成員15（tumor necrosis factor superfamily 15,TNFSF15）可與內(nèi)皮細(xì)胞表面特異性死亡受體3（DR3）結(jié)合，通過不同的下游信號調(diào)控脈管系統(tǒng)生成。脈管（血管和淋巴管）系統(tǒng)在腫瘤轉(zhuǎn)移中起至關(guān)重要的作用，腫瘤內(nèi)血管密度和淋巴管密度與患者的預(yù)后密切相關(guān)。本文介紹了TNFSF15結(jié)構(gòu)與功能及臨床價值、TNFSF15生物效應(yīng)的分子基礎(chǔ)、TNFSF15/DR3在血管和淋巴管中截然相反的生物效應(yīng)，以期為臨床研究提供參考。

1 TNFSF15結(jié)構(gòu)、功能及臨床價值

TNFSF15，亦稱TL1A或VEGI（血管內(nèi)皮細(xì)胞生長抑制因子），為腫瘤壞死因子超家族成員之一。TNFSF15在染色體上的位置是9q32，包含4個外顯子區(qū)域，按照剪切位點(diǎn)的不同可生成3種剪切體。根據(jù)其翻譯后蛋白中含有氨基酸的數(shù)目進(jìn)行命名，分別為TNFSF15～174、TNFSF15～192及TNFSF15～251。研究發(fā)現(xiàn)，TNFSF15參與了臨床上抗有絲分裂藥物促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的過程[1]。除此之外，TNFSF15還可以抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞生長、促進(jìn)淋巴內(nèi)皮生長、促進(jìn)T細(xì)胞活化及促進(jìn)樹突狀細(xì)胞成熟，在維持血管、淋巴管穩(wěn)態(tài)和控制炎性反應(yīng)等方面發(fā)揮重要的作用[2-10]。

早期一系列動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TNFSF15能夠通過抑制原位移植瘤內(nèi)的血管生成進(jìn)而抑制腫瘤生長、如骨肉瘤[9]、腎細(xì)胞癌[11-12]、卵巢癌[13]、結(jié)腸癌[14]及肺癌[15]等；甚至有研究者認(rèn)為TNFSF15可以作為腫瘤患者預(yù)后良好的生物標(biāo)志物。但近年越來越多的臨床數(shù)據(jù)表明，吸煙等外界因素引起TNFSF15啟動子區(qū)域單核苷酸突變，而因啟動子區(qū)域遺傳變異引起的TNFSF15高表達(dá)不僅與突眼性甲狀腺腫瘤[16]、潰瘍性結(jié)腸炎[17-20]和系統(tǒng)性紅斑狼瘡[21]的易感性相關(guān)，還與胃癌[22]、小細(xì)胞肺癌[23]等多種腫瘤發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)。我們前期研究發(fā)現(xiàn)TNFSF15高表達(dá)促進(jìn)淋巴管生成[7]，在肺癌荷瘤小鼠模型中還可促進(jìn)腫瘤淋巴道轉(zhuǎn)移[15]，這意味著TNFSF15高表達(dá)者發(fā)生淋巴轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)更大，淋巴系統(tǒng)內(nèi)的腫瘤細(xì)胞可能也是決定預(yù)后的重要因素。與腫瘤細(xì)胞血行播散不同，淋巴轉(zhuǎn)移的初期往往表現(xiàn)為病變區(qū)域性進(jìn)展，因而提示對臨床上高表達(dá)TNFSF15的患者可能更應(yīng)注重淋巴引流區(qū)域控制，如早期手術(shù)時徹底清掃淋巴結(jié)，對手術(shù)視野的范圍欠缺者應(yīng)更早開始引流區(qū)放療等。

2 TNFSF15生物效應(yīng)的分子基礎(chǔ)

研究發(fā)現(xiàn)，TNFSF15對脈管系統(tǒng)調(diào)控的主要信號通路為VEGF/VEGFR[15,24-26]。VEGF家族包括五個成員[27]，分別是VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D以及PIGF，在血管和淋巴管系統(tǒng)生長調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用。它們的細(xì)胞表面受體是VEGFR家族成員，包括VEGFR1、VEGFR2和VEGFR3，其中VEGF-A可與VEGFR1或VEGFR2結(jié)合，主要參與血管生成系統(tǒng)的調(diào)控[28]。VEGFR1有兩種異構(gòu)體[24,29]：mFlt1（膜蛋白VEGFR1）及sFlt1（游離蛋白VEGFR1）。mFlt1正向轉(zhuǎn)導(dǎo)VEGF等配體的信號，sFlt1則只具備mFlt1的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域[30]，對配體有高親和力但缺失信號傳遞功能，能夠捕捉VEGF-A、VEGF-B或PIGF，阻礙這些因子發(fā)揮效能[31]。VEGF-A/VEGFR2信號通路主要參與血管滲透性的調(diào)控[32]。VEGF-C/VEGFR3則是淋巴管生成的關(guān)鍵信號通路，與VEGFR3受體結(jié)合后可提高淋巴內(nèi)皮細(xì)胞的增殖遷移能力、促進(jìn)淋巴管生成[15,33-34]。脈管生成在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起重要作用[35-36]，VEGF-A/VEGFR1及VEGF-C/VEGFR3則是調(diào)控血管和淋巴管生成的關(guān)鍵信號通路。

目前研究表明，DR3仍是TNFSF15在血管內(nèi)皮細(xì)胞和淋巴內(nèi)皮細(xì)胞的唯一受體。當(dāng)TNFSF15與DR3 結(jié)合后，會募集一系列接頭蛋白（如TRADD、TRAF2、RIP及c-IAP1等）形成信號復(fù)合體進(jìn)而激活不同的下游信號通路[2]。早期的體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)證明，TNFSF15蛋白能夠通過抑制增殖期血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能而影響血管生成，如TNFSF15重組蛋白可抑制牛主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和成管[37]，穩(wěn)定表達(dá)TNFSF15蛋白的HUVEC（人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞）成管能力下降[38]，重組型TNFSF15蛋白可以顯著抑制雞胚絨毛尿囊膜模型（CAM）的血管生成[37]。TNFSF15還可通過抑制血管內(nèi)皮的增殖影響內(nèi)皮細(xì)胞集落的形成進(jìn)而阻斷靜脈血栓患者血管的修復(fù)[39]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TNFSF15可抑制血管內(nèi)皮祖細(xì)胞分化為成熟的血管內(nèi)皮細(xì)胞[40]；TNFSF15蛋白處理后的血管內(nèi)皮祖細(xì)胞增殖、遷移及成管能力均下降；TNFSF15重組蛋白可以抑制骨髓來源的血管內(nèi)皮祖細(xì)胞參與到體內(nèi)基質(zhì)膠中血管生成過程[24]；在路易斯肺癌（LLC）荷瘤小鼠模型中，短期系統(tǒng)給與TNFSF15可抑制骨髓來源的血管內(nèi)皮祖細(xì)胞參與腫瘤的血管生成過程中，進(jìn)而抑制腫瘤生長[41]。究其機(jī)制，TNFSF15可通過拮抗血管內(nèi)皮細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞中VEGF-A的表達(dá)削弱VEGF-A/VEGFR1信號通路達(dá)到抑制血管生成的作用[13,15,42]。通過抑制VEGF-A的生成起到抑制顱內(nèi)血管瘤生長及出血的作用[26]。另一方面，在血管內(nèi)皮祖細(xì)胞中，TNFSF15通過改變VEGFR1兩種亞型的相對水平（上調(diào)sFlt1，下調(diào)mFlt1）抑制VEGF-A誘導(dǎo)下血管內(nèi)皮祖細(xì)胞支持的血管生成[24]。VEGFR1基因的轉(zhuǎn)錄需要激活PKC、Src及Erk1/2信號通路，而TNFSF15可以促進(jìn)PKC、Src及Erk1/2等激酶的磷酸化，從而活化信號通路使sFlt表達(dá)上升，TNFSF15還可促進(jìn)依賴于Akt失活的mFlt1的泛素化降解、降低mFlt1表達(dá)，從而削弱VEGF-A的作用、影響調(diào)控血管生成的關(guān)鍵信號通路。

越來越多體內(nèi)、外研究也證明，TNFSF15蛋白可通過活化淋巴內(nèi)皮細(xì)胞的功能進(jìn)而促進(jìn)淋巴管生成，如TNFSF15重組蛋白可促進(jìn)mLEC（小鼠淋巴內(nèi)皮細(xì)胞）和hLEC（人淋巴內(nèi)皮細(xì)胞）的增殖和成管，穩(wěn)定高表達(dá)TNFSF15蛋白的轉(zhuǎn)基因孕鼠腹內(nèi)胎鼠淋巴管密度顯著高于對照組，TNFSF15蛋白可以促進(jìn)不完全弗氏佐劑誘導(dǎo)的良性淋巴管瘤形成，穩(wěn)定高表達(dá)TNFSF15蛋白的A549荷瘤小鼠腫瘤全身轉(zhuǎn)移灶顯著高于對照組，腫瘤內(nèi)新生淋巴管密度顯著升高[15]。

VEGF-C/VEGFR3信號通路在淋巴管生成中發(fā)揮關(guān)鍵作用。一方面，TNFSF15可以通過促進(jìn)腫瘤細(xì)胞高表達(dá)VEGF-C、進(jìn)而增強(qiáng)VEGF-C/VEGFR3信號通路而達(dá)到促進(jìn)腫瘤內(nèi)淋巴管生成的作用[15]，另一方面，TNFSF15通過上調(diào)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞中VEGFR3蛋白表達(dá)水平促進(jìn)淋巴管生成。TNFSF15可以與淋巴內(nèi)皮細(xì)胞表面的受體DR3結(jié)合，進(jìn)而激活NF-κB信號通路，促進(jìn)p65亞基進(jìn)入細(xì)胞核，上調(diào)VEGFR3mRNA，并最終促進(jìn)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞表面VEGFR3蛋白的表達(dá)量，從而增強(qiáng)VEGF-C的作用、促進(jìn)淋巴管生成[7]。

3 TNFSF15/DR3在血管和淋巴管中截然相反的生物效應(yīng)

血管內(nèi)皮細(xì)胞[2,25-26,43]和淋巴內(nèi)皮細(xì)胞[7]均表達(dá)DR3，TNFSF15與血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的DR3結(jié)合后可抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞生長進(jìn)而阻斷新生血管形成，而與淋巴內(nèi)皮細(xì)胞表面的DR3受體結(jié)合后卻促進(jìn)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞的生長、增殖，促進(jìn)淋巴管生成，這一“互斥”現(xiàn)象在荷瘤小鼠腫瘤內(nèi)得到進(jìn)一步驗(yàn)證[15]。研究表明，在血管內(nèi)皮細(xì)胞中，當(dāng)TNFSF15與DR3結(jié)合后，通過激活p38及JNK的磷酸化進(jìn)而活化Caspase-3、Caspase-7和Caspase-8等凋亡相關(guān)分子啟動血管內(nèi)皮細(xì)胞程序化細(xì)胞死亡[43]。在淋巴內(nèi)皮細(xì)胞中，TNFSF15與DR3結(jié)合后可激活NF-κB信號通路進(jìn)而上調(diào)VEGFR3表達(dá)量，促進(jìn)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞的增殖[7]。

綜上所述，雖然血管內(nèi)皮細(xì)胞和淋巴內(nèi)皮細(xì)胞幾乎在同一時期被發(fā)現(xiàn)，但因缺少淋巴內(nèi)皮細(xì)胞的特異標(biāo)志物，對淋巴內(nèi)皮細(xì)胞及淋巴管的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于對血管的研究。又因TNFSF15作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞和淋巴內(nèi)皮細(xì)胞中的同一個受體DR3，臨床上通常將淋巴內(nèi)皮細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞混為一談；然而兩者的遺傳背景有本質(zhì)區(qū)別，其下游信號通路也截然不同，進(jìn)而導(dǎo)致完全相反的生物學(xué)效應(yīng)。因此，將淋巴內(nèi)皮細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)等同于血管內(nèi)皮細(xì)胞，這很可能導(dǎo)致治療失誤。

4 總結(jié)與展望

腫瘤內(nèi)脈管系統(tǒng)在腫瘤發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色。雖然以往的研究表明，短期應(yīng)用（如腹腔注射）荷瘤小鼠TNFSF15蛋白能通過抑制腫瘤內(nèi)的血管生成進(jìn)而達(dá)到抑制腫瘤生長的目的，但長期TNFSF15高表達(dá)與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，這意味著TNFSF15高表達(dá)可能是腫瘤患者不良預(yù)后的生物標(biāo)志物，并有可能作為未來腫瘤治療的靶點(diǎn)。同時，鑒于TNFSF15促進(jìn)腫瘤淋巴道轉(zhuǎn)移，也為TNFSF15高表達(dá)人群腫瘤治療方式的選擇提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)；針對此類人群，可采用淋巴結(jié)的影像示蹤、定位引導(dǎo)以加強(qiáng)淋巴道區(qū)域腫瘤細(xì)胞的清掃，對于降低腫瘤復(fù)發(fā)率、提高患者生存期具有重要的意義。

綜上所述，一方面，TNFSF15啟動子突變會影響其在體內(nèi)的表達(dá)量，而其表達(dá)量水平與癌癥易感性密切相關(guān)。另一方面，TNFSF15對脈管系統(tǒng)也有重要的影響。查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，尚無“TNFSF15啟動子突變與腫瘤脈管生成關(guān)系”的報(bào)道。因而，我們認(rèn)為對TNFSF15啟動子突變與腫瘤脈管生成關(guān)系的進(jìn)一步深入研究也可為腫瘤微環(huán)境領(lǐng)域的治療提供新的啟示和線索，對預(yù)防淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、改善預(yù)后具有重要的臨床價值。