楊秀珍 綜述 趙培慶 審閱 (淄博市中心醫(yī)院檢驗(yàn)科,淄博255036)
腫瘤壞死因子α 誘導(dǎo)蛋白8 樣蛋白(tumor ne?crosis factor-α-induced protein 8-like,TIPE)家族是新近發(fā)現(xiàn)的與免疫調(diào)節(jié)和腫瘤發(fā)生密切相關(guān)的蛋白家族。該家族由4 個(gè)成員組成,即TIPE(tumor ne?crosis factor-α-induced protein 8,TNFAIP8)、TIPE1(TNFAIP8-like 1,TNFAIP8L1)、TIPE2(TNFAIP8-like 2,TNFAIP8L2)和 TIPE3(TNFAIP8-like 3,TN?FAIP8L3)[1]。盡管該家族的 4 個(gè)成員具有顯著的序列同源性(約54%),但它們參與了不同的細(xì)胞生物學(xué)活動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程[2]。本綜述旨在重點(diǎn)探討TIPE 蛋白家族在腫瘤惡性生物學(xué)行為中的生物學(xué)功能,為后續(xù)深入闡明該家族成員在腫瘤中的作用起到一定的指導(dǎo)作用。
TIPE(TNFAIP8)是一種 21 kD 大小的細(xì)胞質(zhì)蛋白,最初在人頭頸部鱗狀細(xì)胞癌中被鑒定發(fā)現(xiàn),TIPE在大多數(shù)人類細(xì)胞和組織中都有表達(dá),包括骨髓、免疫細(xì)胞、脂肪組織、胃腸道、肺、胰腺等組織[3-4]。該基因的調(diào)控除受TNF-α 誘導(dǎo)表達(dá)之外,還受其他幾種轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控,如NF-κB、雄激素受體(andro?gen receptor,AR)、p53 和孤兒核受體雞卵蛋白上游啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄因子Ⅰ(COUP-TFⅠ)[5-7]。該蛋白的開(kāi)放讀碼框架氨基末端有一個(gè)序列,與細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)蛋白的死亡效應(yīng)結(jié)構(gòu)域Ⅱ,即Fas 相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域樣IL-1β 轉(zhuǎn)換酶抑制蛋白有顯著的同源性,表明該蛋白功能可能與凋亡和腫瘤生物學(xué)功能密切相關(guān)[2]。
TIPE 在人類各種癌細(xì)胞系中皆有表達(dá),其中K562(慢性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞)、MOLT-4(淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞)和A549(肺癌細(xì)胞)的表達(dá)水平相對(duì)較高[8]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),人乳腺癌及腎癌組織中TIPE 的表達(dá)水平與癌旁組織相比更高,功能研究發(fā)現(xiàn)TIPE 可促進(jìn)人乳腺癌細(xì)胞體外侵襲和體內(nèi)轉(zhuǎn)移能力,下調(diào)其表達(dá)則導(dǎo)致血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體-2(VEGFR-2)、MMP-1 和MMP-9 等侵襲和血管生成相關(guān)蛋白表達(dá)減少,提示TIPE具有促腫瘤和促血管生成活性[9-10]。更重要的是,外源性過(guò)表達(dá)TIPE 可以促進(jìn)細(xì)胞存活、腫瘤生長(zhǎng)和疾病進(jìn)展,并與乳腺癌細(xì)胞從G1到S期的轉(zhuǎn)變相關(guān)[8-9]。此外,在浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌(invasive ductal carcinoma,IDC)患者的組織標(biāo)本中也發(fā)現(xiàn)TIPE表達(dá)水平升高,并與腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期、術(shù)后復(fù)發(fā)和生存期有關(guān),提示TIPE作為IDC 預(yù)后生物標(biāo)志物具有重要的臨床診斷價(jià)值[11]。TIPE 在人肺癌組織中的表達(dá)也明顯高于癌旁組織,該研究還表明TIPE的表達(dá)水平與肺癌患者的腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀況和疾病預(yù)后不良等因素有關(guān)[12];另外,TIPE 可通過(guò)介導(dǎo) MDM2 表達(dá)下調(diào)和p53 泛素化,促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌患者的耐藥性發(fā)生[13]。近期研究發(fā)現(xiàn)TIPE 誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞增殖和侵襲是通過(guò)Hippo通路實(shí)現(xiàn)的[14];與肺癌相似,TIPE在肝細(xì)胞肝癌(hepatic cell carcinoma,HCC)中的表達(dá)也增高,且與TNM 分期、腫瘤復(fù)發(fā)及疾病預(yù)后呈正相關(guān)。TIPE 還通過(guò)抑制LATS1 和YAP 磷酸化增加HCC 的增殖、遷移和侵襲能力[15]。在胰腺癌患者中也檢測(cè)到TIPE 的過(guò)度表達(dá),其表達(dá)與腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和表皮生長(zhǎng)因子受體水平有密切相關(guān)性,該發(fā)現(xiàn)有助于指導(dǎo)疾病的臨床治療及預(yù)后判定[16]。同樣,在子宮內(nèi)膜癌中也發(fā)現(xiàn)其過(guò)度表達(dá),表達(dá)水平與FIGO 分期、腫瘤浸潤(rùn)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤復(fù)發(fā)和疾病預(yù)后等相關(guān)。此外,TIPE 的過(guò)度表達(dá)被證明是食管癌復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,TIPE 高表達(dá)組生存率較低。在腸型胃腺癌(intestinal gastric adenocarci?noma,IGA)中,TIPE 的過(guò)度表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良也有類似的相關(guān)性,表明TIPE 也是IGA 的一個(gè)預(yù)后標(biāo)記物[17]。在胃癌患者樣本和細(xì)胞系中也觀察到TIPE 水平升高,并與TNM 分期和淋巴轉(zhuǎn)移相關(guān);細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)下調(diào)TIPE在胃癌細(xì)胞系中的表達(dá)水平可導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)、侵襲和遷移減少[18-20]。研究者還發(fā)現(xiàn)它在對(duì)鉑類耐藥的上皮性卵巢癌(Eoc)中的表達(dá)高于對(duì)鉑類敏感組,并與腫瘤轉(zhuǎn)移有關(guān)。TIPE 還可通過(guò)增加自噬效應(yīng)因子如Lc3βⅠ/Ⅱ、Be?clin1、4EBP1、p62 和SIRT1 的表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)自噬,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)TIPE 與自噬相關(guān)蛋白3(ATG3)相互作用,促進(jìn)了前列腺癌細(xì)胞的細(xì)胞存活和耐藥性[6]。這些數(shù)據(jù)表明TIPE 在腫瘤發(fā)生中起重要的促癌作用,阻斷TIPE介導(dǎo)的信號(hào)通路可能選擇性地減少腫瘤的形成或阻止疾病的進(jìn)展。
然而,與以上結(jié)果相反的是,來(lái)自癌癥基因組圖譜(TCGA)數(shù)據(jù)庫(kù)的RNA-SEQ 數(shù)據(jù)顯示,TIPE 的過(guò)度表達(dá)與生存率呈明顯正相關(guān)關(guān)系。在對(duì)1 075例乳腺癌患者樣本的RNA 測(cè)序結(jié)果顯示,與低表達(dá)組相比(74%),高表達(dá)TIPE 的患者有更高的五年生存率(85%)[T.H.P.Atlas,http://www.proteinatlas.org/ENSG00000145779-TNFAIP8/pathology/tissue/breast+cancer.],在結(jié)腸癌患者中也觀察到類似的現(xiàn)象[2]。該現(xiàn)象提示我們TIPE 可能在腫瘤中發(fā)揮更復(fù)雜的生物學(xué)功能。課題組在分析TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)也發(fā)現(xiàn)TIPE在黑色素瘤中表達(dá)明顯增高,且與患者生存期明顯負(fù)相關(guān),以上現(xiàn)象與現(xiàn)存關(guān)于TIPE在腫瘤中的生物學(xué)作用等文獻(xiàn)資料互相矛盾,但也為進(jìn)一步探索TIPE 在腫瘤中的生物學(xué)功能提供新的動(dòng)力與思路。
TIPE1 是TNFAIP8 蛋白家族的另外一個(gè)成員,它是最晚被發(fā)現(xiàn)的TIPE 家族成員,干擾TIPE1 表達(dá)可抑制凋亡和壞死性死亡,提示其可能同時(shí)參與兩種類型細(xì)胞死亡的調(diào)控,是重要的細(xì)胞死亡調(diào)控蛋白[21]。目前為止,其生物學(xué)特征尚未完全明確[22]。TIPE1 與該家族的其他成員有很高的序列相似性和結(jié)構(gòu)同源性,它在C57BL/6 小鼠不同組織中均有表達(dá),包括肝細(xì)胞、神經(jīng)元、肌肉組織、生殖細(xì)胞和上皮來(lái)源的分泌細(xì)胞。此外,TIPE1在成熟的B和T淋巴細(xì)胞中未檢測(cè)到表達(dá),而在人B 淋巴母細(xì)胞和小鼠T細(xì)胞中表達(dá)。在大多數(shù)人類癌細(xì)胞,如宮頸癌、卵巢癌、舌癌和黑色素瘤中,TIPE1 的mRNA 表達(dá)水平皆較高[23]。
關(guān)于TIPE1 在腫瘤中的生物學(xué)功能,目前主要發(fā)現(xiàn)其行使抑癌基因功能,但這又似乎與其在腫瘤細(xì)胞系中的表達(dá)譜相矛盾,也提示TIPE1 可能在腫瘤中發(fā)揮更加復(fù)雜的功能。研究發(fā)現(xiàn),TIPE1 可抑制HCC 增殖及誘導(dǎo)Caspase 非依賴性細(xì)胞凋亡。機(jī)制上,TIPE1 介導(dǎo)的肝癌細(xì)胞生長(zhǎng)抑制主要是通過(guò)抑制 Rac1 及其靶蛋白 p65 和 c-jun 通路實(shí)現(xiàn)[24]。與HCC 相似,在肺癌組織中TIPE1 表達(dá)下調(diào),過(guò)表達(dá)TIPE1 可導(dǎo)致細(xì)胞增殖和侵襲減少,細(xì)胞凋亡增加,TIPE1 的這種生長(zhǎng)抑制及促進(jìn)凋亡作用是通過(guò)下調(diào)Cyclin D1、Cyclin B1、MMP-2 和 MMP-9,上調(diào) Cas?pase-8 和 Caspase-3 介導(dǎo)的[25]。TIPE1 還可引起小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7 的凋亡和順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡,從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。這種TIPE1 誘導(dǎo)的凋亡是通過(guò)促凋亡蛋白如Bax、Bik 和Puma 的上調(diào)而介導(dǎo)的[26]。另外,TIPE1 通過(guò)下調(diào)Wnt/β-catenin途徑抑制胃癌的侵襲和遷移,以及TIPE1 在骨腫瘤中的抑制作用表明,TIPE1 是一種潛在的促凋亡和抗腫瘤分子[27-28]。最新研究也發(fā)現(xiàn),TIPE1在結(jié)腸癌組織中表達(dá)下調(diào),并與結(jié)腸癌患者的預(yù)后呈正相關(guān)。TIPE1 過(guò)表達(dá)可顯著抑制結(jié)腸癌細(xì)胞在體外和體內(nèi)的生長(zhǎng),其機(jī)制可能是通過(guò)損害干細(xì)胞的干性,同時(shí)下調(diào)與干性相關(guān)的標(biāo)志物ALDH、CD133、CD44 和 SOX-9 的表達(dá)有關(guān)。在機(jī)制上,TIPE1 直接靶向β-catenin,并以蛋白酶依賴的方式促進(jìn)βcatenin 的降解,而Wnt/β-catenin 信號(hào)在 TIPE1 介導(dǎo)的結(jié)腸癌干性抑制過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。這些結(jié)果揭示了TIPE1 在結(jié)腸癌中的抗腫瘤作用,提示TIPE1 有可能成為結(jié)腸癌的治療靶點(diǎn)[29]。課題組在前期研究中也發(fā)現(xiàn),TIPE1 通過(guò)抑制ERK 通路抑制了乳腺癌的增殖及轉(zhuǎn)移進(jìn)程[30-31]。
然而在病毒感染相關(guān)腫瘤中,TIPE1 發(fā)揮了與眾不同的生物學(xué)功能。已有文獻(xiàn)報(bào)道TIPE1在含有病毒DNA 的腫瘤細(xì)胞系中(例如HeLa 細(xì)胞系)高表達(dá),TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)也提示TIPE1在宮頸癌及頭頸部腫瘤等與HPV 感染密切相關(guān)的腫瘤中高表達(dá)[23]。既往研究雖然表明TIPE1在某些腫瘤中具有抑制腫瘤增殖和轉(zhuǎn)移的作用,但在宮頸癌細(xì)胞系和組織中TIPE1 的表達(dá)增加,提示TIPE1 在宮頸癌中可能發(fā)揮著獨(dú)特的作用。細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,TIPE1 促進(jìn)了宮頸癌的疾病進(jìn)展。進(jìn)一步的研究表明,TIPE1 通過(guò)抑制p53 的乙酰化而與p53 結(jié)合并降低其活性。此外,TIPE1以p53依賴的方式促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制順鉑敏感性,表明TIPE1 主要通過(guò)p53 途徑促進(jìn)宮頸癌的進(jìn)展。以上結(jié)果表明TIPE1在宮頸癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中通過(guò)抑制p53活性而發(fā)揮癌基因的作用,提示TIPE1 將為宮頸癌的治療提供一個(gè)新的潛在靶點(diǎn)[32]。在課題組的另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)鼻咽癌組織中TIPE1的表達(dá)也明顯高于鄰近正常鼻咽上皮組織。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)TIPE1 抑制CNE-1 和CNE-2Z 細(xì)胞的自噬并誘導(dǎo)了細(xì)胞增殖。機(jī)制上發(fā)現(xiàn)TIPE1通過(guò)AMPK/mTOR 信號(hào)通路抑制自噬和誘導(dǎo)細(xì)胞增殖,從而促進(jìn)鼻咽癌的進(jìn)展(結(jié)果未發(fā)表)。眾所周知,鼻咽癌的發(fā)生也與HPV 及EB 病毒密切相關(guān)。因此認(rèn)為,TIPE1 在病毒感染相關(guān)腫瘤中可能發(fā)揮獨(dú)特生物學(xué)機(jī)制,但驗(yàn)證該假說(shuō)需要更多實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)支撐。
TIPE2是2008年發(fā)現(xiàn)的一個(gè)維持免疫系統(tǒng)自穩(wěn)平衡必需的基因,人TIPE2基因位于染色體1q21.2~1q21.3,由184個(gè)氨基酸構(gòu)成,具有與死亡受體結(jié)構(gòu)域相似的結(jié)構(gòu)域和6個(gè)保守的α螺旋結(jié)構(gòu),TIPE2與TNFAIP8L1(TIPE1)和 TNFAIP8L3(TIPE3)同屬于TNFAIP8 家族,是一種重要的炎癥和免疫自穩(wěn)調(diào)節(jié)分子[22]。在人類疾病中,TIPE2 的表達(dá)失衡與系統(tǒng)性紅斑狼瘡、乙型肝炎、糖尿病性腎炎等炎癥性疾病密切相關(guān)[33-35]。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)TIPE2 抑制MAPKs及NF-κB 細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路,降低炎癥過(guò)程中激活蛋白 AP-1 和核因子 NF-κB 的活化;同時(shí)促進(jìn) Fas 誘導(dǎo)的凋亡(Caspase 途徑)。在小劑量脂多糖誘導(dǎo)膿毒癥小鼠模型中,TIPE2 基因敲除組導(dǎo)致TNF-α、IL-4、IL-6、IL-12 和 IFN-γ 等細(xì)胞因子的生成增多,表明該蛋白與炎癥性疾病密切相關(guān)。
目前為止與該蛋白家族其他成員相比,TIPE2在腫瘤中的功能被研究得最多。TIPE2 是Ras 的抑制劑,Ras 是一種癌基因,主要介導(dǎo)細(xì)胞的生存、增殖、遷移和轉(zhuǎn)化。TIPE2 通過(guò)與RalGDS 蛋白家族的Ras 相互作用來(lái)阻止Ras 與其效應(yīng)蛋白形成活性復(fù)合物,TIPE2 進(jìn)而阻礙了 Are 和 Akt 的激活,并維持了細(xì)胞生存和死亡之間的動(dòng)態(tài)平衡。TIPE2 的下調(diào)可導(dǎo)致Ral 和Akt 激活增加,細(xì)胞遷移增多,細(xì)胞死亡減少,表明TIPE2是一個(gè)潛在的腫瘤抑制因子[36]。原發(fā)性HCC 患者血清TIPE2 分泌水平較低,與腫瘤浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。TIPE2 在肝癌細(xì)胞系中的過(guò)表達(dá)抑制了 Rac1,減少了 F-actin 聚合、MMP-9 和尿激酶型纖溶酶原激活物的表達(dá),最終減少了腫瘤的遷移和侵襲進(jìn)程[37]。此外,TIPE2過(guò)表達(dá)可減弱脂多糖誘導(dǎo)的TNF-α對(duì)MMP-13上調(diào)、細(xì)胞遷移和ERK1/2、NF-κB 活化的影響,從而抑制 TNF-α 誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[38]。此外,WANG 等[39]提出了丙型肝炎病毒(HCV)誘導(dǎo)肝癌的機(jī)制,其中涉及TIPE2 下調(diào)。他們發(fā)現(xiàn)丙型肝炎病毒編碼的非結(jié)構(gòu)蛋白NS5A 相互作用并誘導(dǎo)TIPE2的降解,從而導(dǎo)致肝癌的發(fā)生[39]。同樣,在膠質(zhì)瘤組織和細(xì)胞中也觀察到較低水平的TIPE2 表達(dá),有趣的是TIPE2 的過(guò)表達(dá)通過(guò)抑制Wnt/β-catenin 通路中 β-catenin、Cyclin D1 和 c-Myc的表達(dá),從而抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的遷移、侵襲和上皮間 質(zhì) 轉(zhuǎn) 化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)[40]。在前列腺癌中也發(fā)現(xiàn)了類似的效應(yīng),其中TIPE2 水平下調(diào),過(guò)表達(dá)TIPE2 可通過(guò)抑制PI3K/Akt 信號(hào)通路減少了細(xì)胞的遷移、侵襲和 EMT[41]。同樣,與正常胃黏膜上皮細(xì)胞相比,胃癌細(xì)胞中TIPE2 的表達(dá)明顯下調(diào),并且過(guò)表達(dá)TIPE2 通過(guò)減少 PI3K/Akt/GSK3β/β-catenin 信號(hào)通路導(dǎo)致胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲減少,從而導(dǎo)致TIPE2介導(dǎo)的Akt抑制,最終導(dǎo)致GSK3β 的激活[42]。與體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致的是,TIPE2 的表達(dá)水平與胃炎向胃癌的進(jìn)展過(guò)程呈負(fù)相關(guān),并發(fā)現(xiàn)TIPE2 上調(diào)p27 是其抑癌活性的一個(gè)潛在機(jī)制[43]。此外,對(duì)TIPE2 在胃癌中的抗轉(zhuǎn)移作用的研究表明,TIPE2 以 Akt/GSK-3β 信號(hào)和蛋白酶體依賴的方式下調(diào)EMT 標(biāo)記物如Snail1、Snail2/Slug 和 ZEB1 的表達(dá)水平;TIPE2 的過(guò)表達(dá)則通過(guò)激活凋亡通路和抑制Akt 和ERK1/2 信號(hào)通路來(lái)抑制胃癌細(xì)胞的生長(zhǎng)及誘導(dǎo)凋亡[44]。HOX 轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOTAIR)在胃癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的表達(dá)模式及其表達(dá)調(diào)控尚不清楚,研究表明TIPE-2 過(guò)表達(dá)促進(jìn)了HOTAIR 的降低。機(jī)制上,TIPE2 可能通過(guò)調(diào)控HOTAIR 啟動(dòng)子-475-443bp 區(qū)域結(jié)合蛋白p65 的表達(dá),對(duì) HOTAIR 的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。TIPE2 在非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung carcinoma,NSCLC)中表達(dá)下調(diào),且TIPE2水平升高與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和臨床分期呈負(fù)相關(guān)。與其他癌癥一樣,TIPE2的過(guò)表達(dá)減少了NSCLC 細(xì)胞的克隆形成、遷移和侵襲特性,并通過(guò)減少Rac1 的激活、F-actin 聚合和VEGF 的表達(dá),顯著降低了腫瘤的侵襲性和血管生成[45-46]。此外,TIPE2 的敲除通過(guò)調(diào)節(jié) Akt/mTOR/NF-κB信號(hào)軸,顯著降低了人肺癌細(xì)胞的增殖、存活和遷移進(jìn)程。由于煙草是肺癌最主要的危險(xiǎn)因素,TIPE2 通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB 通路,參與尼古丁及其衍生物介導(dǎo)的肺癌細(xì)胞增殖、存活和遷移過(guò)程的調(diào)控[47]。最近,TIPE2 在乳腺腫瘤發(fā)生中的作用也首次被證實(shí),在腫瘤組織和細(xì)胞中觀察到TIPE2 的下調(diào),而TIPE2 的過(guò)表達(dá)在體內(nèi)外皆抑制了腫瘤的生長(zhǎng)。它還通過(guò)抑制EMT 來(lái)減少乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲進(jìn)程。TIPE2 介導(dǎo)的 β-catenin、Cyclin D1、c-Myc、p-p38、p-Akt 的抑制也在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用[48-49]。TIPE2 過(guò)表達(dá)降低了人直腸腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力,而下調(diào)TIPE2的作用則相反。機(jī)制上,TIPE2 通過(guò)下調(diào)直腸腺癌細(xì)胞WNT3a、p-β-catenin和p-糖原合成酶激酶-3β的表達(dá)水平,從而促進(jìn)直腸腺癌細(xì)胞凋亡;同時(shí),TIPE2 過(guò)表達(dá)通過(guò)降低直腸腺癌細(xì)胞中p-Smad2、p-Smad3 和TGF-β 的表達(dá)水平來(lái)減少自噬發(fā)生,進(jìn)而抑制了人直腸腺癌轉(zhuǎn)移瘤的生長(zhǎng)過(guò)程[50]。
最新研究發(fā)現(xiàn),TIPE2 通過(guò)增加活化的T 細(xì)胞和 NK 細(xì)胞產(chǎn)生干擾素-γ 和 TNF-α 來(lái)增強(qiáng)脾臟和腫瘤微環(huán)境中的免疫反應(yīng),從而顯著降低乳腺癌細(xì)胞的增殖、腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移進(jìn)程[51]。髓系抑制細(xì)胞是一種“極化”的髓系細(xì)胞,通過(guò)抑制抗腫瘤免疫從而有效地促進(jìn)腫瘤的發(fā)生,TIPE2 則可介導(dǎo)小鼠和人MDSCs 的功能極化。一般情況下,腫瘤細(xì)胞通過(guò)活性氧(ROS)誘導(dǎo)Gr1+CD11b+細(xì)胞表達(dá)TIPE2,TIPE2反過(guò)來(lái)促進(jìn)CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白-β等促癌介質(zhì)的表達(dá),從而抑制抗腫瘤介質(zhì)的表達(dá)。以上結(jié)果表明TIPE2 在MDSCs 的功能極化中起關(guān)鍵作用,是腫瘤免疫治療的一個(gè)新的治療靶點(diǎn)[52]。分析TIPE2在非霍奇金淋巴瘤中的臨床意義,研究者發(fā)現(xiàn)TIPE2在外周T 淋巴瘤和彌漫性大B 細(xì)胞淋巴瘤(diffuse large B cell lymphoma,DLBCL)中表達(dá)上調(diào)。生發(fā)中心 B 細(xì)胞(germinal center B cell,GCB)型 DLBCL 中TIPE2 的表達(dá)水平明顯高于非GCB 型DLBCL,表明其有可能成為疾病預(yù)后的預(yù)測(cè)因子[53]。此外,研究者還發(fā)現(xiàn)TIPE2可調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞和皮膚鱗狀細(xì)胞癌(squamous cell carcinoma,SCC)之間的串?dāng)_,因?yàn)榫奘杉?xì)胞TIPE2 的下調(diào)極大地影響了與SCC 細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)的表型改變,TIPE2 高表達(dá)的患者總體五年生存率較低[54]。與其他腫瘤相比,結(jié)腸癌細(xì)胞和組織中TIPE2 的表達(dá)均高于正常對(duì)照,且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。然而,TLR4 激活后的TIPE2 基因敲除增加了Caspase-8的水平,證明它在結(jié)腸癌細(xì)胞中作為Caspase-8活性抑制劑的重要功能[55]。
TIPE2 還與腫瘤耐藥發(fā)生密切相關(guān)。課題組發(fā)現(xiàn)TIPE2 過(guò)表達(dá)有效地抑制多藥耐藥基因1(MDR1)的表達(dá),并極大地增敏了骨肉瘤細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性。機(jī)制上,TIPE2 通過(guò)干擾Tak1-NF-κB和-AP-1 途徑抑制mdr1 啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄,進(jìn)而使骨肉瘤細(xì)胞對(duì)順鉑敏感性增強(qiáng)[56]。TIPE2 在耐順鉑(DDP)的NSCLC 組織和細(xì)胞中表達(dá)下調(diào),抑制TIPE2則促進(jìn)了細(xì)胞對(duì)順鉑的耐藥,TIPE2的過(guò)表達(dá)增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性和自噬能力。此外,TIPE2 可通過(guò)調(diào)控mTOR 信號(hào)通路使順鉑耐藥的NSCLC 細(xì)胞凋亡增多,mTOR 激活劑 3BDO 預(yù)處理可消除TIPE2介導(dǎo)的抑制作用[57]。在腎細(xì)胞癌組織中,與正常對(duì)照組相比,TIPE2 顯著升高,黏液瘤耐藥蛋白1(MX1;Ⅰ型干擾素誘導(dǎo)基因)下調(diào)。此外,TIPE2 的表達(dá)與TNM 分期呈正相關(guān),與MX1 的表達(dá)呈負(fù)相關(guān),表明TIPE2 在腎癌發(fā)病機(jī)制及腫瘤耐藥中也起一定的作用[58]。
TIPE3 是TNFAIP8 蛋白家族的另一個(gè)新成員,與其他家族成員之間也具有很高的結(jié)構(gòu)和序列同源性,目前關(guān)于TIPE3的報(bào)道很少,對(duì)其生物學(xué)功能也知之甚少。通過(guò)晶體衍射結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn),TIPE3結(jié)構(gòu)由 7 個(gè) α 螺旋組成,其中 6 個(gè)與 TIPE2 相似,另一個(gè)獨(dú)特的N 端螺旋含有19 個(gè)氨基酸序列,稱為NT 區(qū),該結(jié)構(gòu)域可能是其促腫瘤活性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[59]。另外,它還含有一個(gè)具有較大疏水空腔的TH折疊結(jié)構(gòu),提示該蛋白可能具有脂質(zhì)結(jié)合能力[60]。
TIPE3 在包括星形細(xì)胞瘤、肺癌、肝癌、慢性粒細(xì)胞白血病和胃未分化癌細(xì)胞在內(nèi)的多種人類癌細(xì)胞系中呈中度表達(dá);在卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、膀胱移行細(xì)胞癌和胃癌細(xì)胞系中低表達(dá)[61];在人肺癌、宮頸癌、結(jié)腸癌和食管癌組織中也觀察到TIPE3 的表達(dá)增加。功能上,TIPE3 促進(jìn)腫瘤形成主要通過(guò)激活A(yù)kt 和MAPK 信號(hào)通路。有趣的是,TIPE3 TH結(jié)構(gòu)域的改變會(huì)高度影響其脂質(zhì)結(jié)合能力、Pt?dIns3、(4,5)P3 水平和 Akt 激活活性[60]。最近的研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)TIPE3 蛋白促進(jìn)NSCLC 細(xì)胞增殖和遷移過(guò)程。機(jī)制研究證明,定位于細(xì)胞膜的TIPE3 過(guò)表達(dá)可通過(guò)激活A(yù)kt 和ERK 信號(hào)促進(jìn)NSCLC 細(xì)胞的生長(zhǎng)和遷移,從而發(fā)揮致瘤作用[62]。此外,TIPE3在乳腺癌組織中的表達(dá)升高,并且與腫瘤轉(zhuǎn)移過(guò)程呈正相關(guān)。TIPE3 的下調(diào)可顯著降低乳腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力,而過(guò)表達(dá)則通過(guò)激活A(yù)kt和NF-κB 信號(hào)通路,增加 MMP2 和 uPA 的水平而發(fā)揮相反的作用[63]。
最新研究發(fā)現(xiàn),TIPE3 雖然在胃癌中的表達(dá)減少,但TIPE3表達(dá)水平與患者的預(yù)后呈負(fù)相關(guān),表明其具有促癌活性。TIPE3 的兩個(gè)轉(zhuǎn)錄本均可促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移,其中短TIPE3 的作用更為明顯。進(jìn)一步研究表明,長(zhǎng)TIPE3 和短TIPE3 主要通過(guò)PI3K/Akt 途徑促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移進(jìn)程[64]。TIPE3 在腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma multi?forme,GBM)中高表達(dá),其高表達(dá)往往預(yù)示著不良預(yù)后,TIPE3 缺失在體內(nèi)外均可誘導(dǎo)GBM 細(xì)胞凋亡。機(jī)制研究表明,TIPE3 通過(guò)抑制p38 磷酸化,負(fù)調(diào)控p38/MAPK 通路。TIPE3 過(guò)表達(dá)可阻斷p38 的核轉(zhuǎn)位,p38 磷酸化可調(diào)節(jié)TIPE3 介導(dǎo)的p38 核漿轉(zhuǎn)位[65]。在鼻咽癌中,TIPE3 發(fā)生了高甲基化,且其mRNA 表達(dá)下調(diào)。TIPE3 表達(dá)下調(diào)與其CpG 島(CGI)高甲基化有關(guān),此外,高TIPE3 CGI 甲基化水平的鼻咽癌患者比低甲基化水平的鼻咽癌患者的臨床結(jié)果更差。TIPE3 過(guò)表達(dá)在體外顯著抑制鼻咽癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲,在體內(nèi)則可抑制腫瘤生長(zhǎng)和肺轉(zhuǎn)移過(guò)程。該結(jié)果表明TIPE3在鼻咽癌中作為腫瘤抑制因子發(fā)揮作用,也進(jìn)一步豐富了TIPE3在腫瘤生物學(xué)功能中的多樣性。
課題組曾發(fā)現(xiàn)TIPE 蛋白家族在諸如糖尿病、強(qiáng)直性脊柱炎等炎癥相關(guān)性疾病中發(fā)揮重要作用[66-68]。同時(shí),我們闡明該家族成員在腫瘤發(fā)生發(fā)展及腫瘤耐藥中也行使關(guān)鍵功能[31-32,56,69-70]。結(jié)合文獻(xiàn)分析,表明該蛋白家族除具有調(diào)節(jié)免疫、炎癥、細(xì)胞存活、增殖和細(xì)胞死亡等重要生物學(xué)功能外,還在多種腫瘤生物學(xué)功能中起關(guān)鍵作用。有趣的是,考慮到序列和結(jié)構(gòu)的相似性,該家族成員在調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡和癌癥發(fā)展中的作用差異巨大。例如,TIPE和TIPE3 在癌癥中主要被發(fā)現(xiàn)是抗凋亡、致瘤和表達(dá)上調(diào),而TIPE1 和TIPE2 在大多數(shù)癌癥中是促凋亡、抗腫瘤和表達(dá)下調(diào)。然而,TIPE1 也被發(fā)現(xiàn)具有促進(jìn)腫瘤增殖現(xiàn)象,TIPE 也在某些腫瘤類型中發(fā)揮抑癌作用。該現(xiàn)象表明了TIPE 蛋白家族在腫瘤發(fā)展中作用的多樣性及重要性。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道與本課題組的相關(guān)研究,該蛋白家族成員在不同癌癥中的差異表達(dá)表明它們有可能成為各種癌癥的診斷、預(yù)后和治療生物標(biāo)記物。然而,這需要更廣泛及深入的研究來(lái)闡明TIPE 蛋白家族在不同癌癥發(fā)展中的確切作用,以期發(fā)現(xiàn)該家族成員在腫瘤生物學(xué)行為中行使的更多生物學(xué)功能。