任 杰 綜述，劉原君，劉全忠 審校

（天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院皮膚性病科，天津300052）

綜述

沙眼衣原體對(duì)宿主細(xì)胞抑癌基因p53影響的研究進(jìn)展

任 杰 綜述，劉原君，劉全忠 審校

（天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院皮膚性病科，天津300052）

沙眼衣原體；抑癌基因；p53；代謝；凋亡；抑制

沙眼衣原體（chlamydia trachomatis）是專性細(xì)胞內(nèi)寄生的病原體，其具有雙相性生長(zhǎng)周期，包括宿主細(xì)胞外具有感染性的原體（elementary bodies，EB）以及宿主細(xì)胞內(nèi)有代謝活性的網(wǎng)狀體（reticulate bodies，RB）。EB代謝遲鈍，可通過(guò)附著細(xì)胞繼而引起感染；RB生長(zhǎng)代謝活躍，依賴宿主的營(yíng)養(yǎng)供給，包括：核苷酸、氨基酸、脂類以及糖類。衣原體感染細(xì)胞后，通過(guò)多條途徑使宿主細(xì)胞產(chǎn)生凋亡抑制，以利于其順利完成宿主細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)和復(fù)制周期。沙眼衣原體感染細(xì)胞后，可以促使宿主細(xì)胞內(nèi)的p53蛋白在感染早期發(fā)生降解，進(jìn)而抑制宿主細(xì)胞凋亡，并解除了p53蛋白對(duì)磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway，PPP）的抑制。p53蛋白對(duì)于細(xì)胞完整性的維持起著無(wú)可替代的作用，它可以對(duì)整個(gè)基因組的穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)節(jié)并對(duì)DNA損傷做出應(yīng)答。p53蛋白的一個(gè)重要功能是誘發(fā)細(xì)胞凋亡和衰老，若細(xì)胞發(fā)生不可逆的損傷，p53就會(huì)激活相關(guān)信號(hào)通路，以達(dá)到誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的目的。沙眼衣原體與腫瘤細(xì)胞不同，需要從宿主細(xì)胞中獲得能量和養(yǎng)分以滿足其生長(zhǎng)周期的需求。p53還可以調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝，沙眼衣原體通過(guò)降低p53蛋白的穩(wěn)定性，使磷酸戊糖代謝途徑活性增高，從而為其自身生長(zhǎng)提供足夠原料[1]。在人體的大多數(shù)腫瘤細(xì)胞中，p53蛋白是沒(méi)有活性的或因錯(cuò)義突變而喪失了腫瘤抑制功能。正常細(xì)胞中p53蛋白發(fā)揮著無(wú)可替代的抑癌作用，沙眼衣原體的生長(zhǎng)依賴p53蛋白的降解，說(shuō)明沙眼衣原體感染可能是潛在的致癌因素。本文主要從抑制凋亡和影響代謝兩個(gè)方面來(lái)討論沙眼衣原體如何與p53相互作用、影響宿主細(xì)胞生理活動(dòng)，從而為其自身生長(zhǎng)創(chuàng)造一個(gè)合適的環(huán)境。

1 影響宿主細(xì)胞代謝

p53可以調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝[2]，宿主細(xì)胞的代謝活動(dòng)對(duì)沙眼衣原體的生長(zhǎng)有著重要意義。正常健康細(xì)胞主要依靠線粒體有氧氧化糖類分子獲得能量。沙眼衣原體感染宿主細(xì)胞后，可引起宿主細(xì)胞產(chǎn)生類似腫瘤細(xì)胞中的Warburg效應(yīng)，即像腫瘤細(xì)胞一樣主要通過(guò)葡萄糖無(wú)氧酵解為自身供能。沙眼衣原體在宿主細(xì)胞內(nèi)完成生長(zhǎng)周期需要消耗大量的NADPH，這些NADPH都是由PPP產(chǎn)生[3]，并且同樣需要宿主細(xì)胞PPP產(chǎn)生的核苷酸前體[4]。因此類似腫瘤細(xì)胞環(huán)境中的糖酵解和磷酸戊糖途徑非常有利于沙眼衣原體的生長(zhǎng)[5]。p53是腫瘤細(xì)胞中糖酵解和磷酸戊糖途徑的重要抑制蛋白，抑制p53對(duì)Warburg效應(yīng)有促進(jìn)作用。

葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD）是磷酸戊糖途徑的第一個(gè)限速酶，抑制G6PD可以抑制PPP。研究發(fā)現(xiàn)，宿主細(xì)胞內(nèi)的G6PD被抑制后，衣原體就會(huì)因?yàn)槿狈ιL(zhǎng)繁殖必要的原料而出現(xiàn)持續(xù)無(wú)法復(fù)制的狀態(tài)；而過(guò)表達(dá)G6PD可以很有效的彌補(bǔ)p53持續(xù)穩(wěn)定表達(dá)或加入依托泊苷引起的衣原體生長(zhǎng)抑制，這些結(jié)果進(jìn)一步證明PPP在衣原體完成正常生長(zhǎng)周期這一過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。與自由生長(zhǎng)的細(xì)菌不同，專性細(xì)胞內(nèi)寄生的細(xì)菌依賴宿主細(xì)胞的代謝，以獲得生長(zhǎng)所需要的原料，所以Siegl等[1]推測(cè)沙眼衣原體感染降解宿主p53蛋白的首要目的并不是為了抑制宿主細(xì)胞的凋亡，而是為了解除p53對(duì)PPP的抑制從而為其自身提供更多生存所需的原料。

2 抑制宿主細(xì)胞凋亡及相關(guān)信號(hào)通路

抑制宿主細(xì)胞凋亡對(duì)沙眼衣原體的生存和復(fù)制很重要，被認(rèn)為是一種重要的免疫逃逸機(jī)制，以完成其專性細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)周期。衣原體通過(guò)抑制諸多凋亡途徑來(lái)確保其在宿主細(xì)胞內(nèi)的存活，它可以改變宿主細(xì)胞凋亡相關(guān)蛋白的位置以及直接干擾宿主細(xì)胞凋亡信號(hào)。沙眼衣原體感染細(xì)胞后，可以與宿主細(xì)胞膜上的酪氨酸激酶受體（receptor tyrosine kinases，RTK）EPHA2（Eph receptor A2）[6]和EGFR(epidermal growth factor receptor)[7]結(jié)合，激活宿主細(xì)胞內(nèi)PI3K-AKT通路，隨后泛素連接酶MDM2（murine double minute 2）磷酸化并且被激活，最終導(dǎo)致p53蛋白降解。目前認(rèn)為PI3K-AKT通路和沙眼衣原體感染抑制凋亡密切相關(guān)，該通路可以調(diào)節(jié)MCL1（myeloid cell leukemia-1）蛋白的穩(wěn)定，并且募集抗凋亡蛋白BAD（BCL2 associated agonist of cell death）[8-9]。

EphA2是跨膜酪氨酸激酶受體,屬于酪氨酸激酶受體超家族成員之一。研究發(fā)現(xiàn)，EphA2是介導(dǎo)沙眼衣原體黏附并侵入宿主細(xì)胞的關(guān)鍵因素[6]，并且在沙眼衣原體對(duì)宿主細(xì)胞凋亡抑制的誘導(dǎo)中起到重要作用。沙眼衣原體的感染可以上調(diào)EphA2的表達(dá)，感染激發(fā)ERK信號(hào)通路是EphA2上調(diào)和激活的必要途徑。表達(dá)上調(diào)的EphA2并沒(méi)有定位至細(xì)胞膜表面，而是募集到沙眼衣原體包涵體膜，在包涵體膜EphA2與磷酸化的PI3K相互作用，激活PI3K通路。研究發(fā)現(xiàn)，卵巢癌患者若過(guò)表達(dá)EphA2通常預(yù)示著臨床預(yù)后較差并且生存期較短[10]。

EGFR是細(xì)胞表面重要的酪氨酸激酶受體，在細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和遷移中起到重要作用。宿主細(xì)胞EGFR的表達(dá)和磷酸化對(duì)沙眼衣原體的生長(zhǎng)有著重要意義。沙眼衣原體可以促進(jìn)EGFR的磷酸化，從而也促進(jìn)了EGFR下游蛋白AKT等的磷酸化。EGFR與肌動(dòng)蛋白共定位在包涵體外周，可能在這里發(fā)揮著聚集骨架建立所需信號(hào)蛋白的作用[11]。沙眼衣原體還可以影響EGFR蛋白在細(xì)胞內(nèi)的定位，沙眼衣原體感染EGFR敲低的宿主細(xì)胞后，包涵體在宿主細(xì)胞內(nèi)的生長(zhǎng)受阻，形成體積較小、不成熟的包涵體，并且沙眼衣原體引起的宿主細(xì)胞內(nèi)鈣轉(zhuǎn)移以及肌動(dòng)蛋白在包涵體周圍的聚集也被抑制。

沙眼衣原體黏附宿主細(xì)胞并使宿主細(xì)胞膜表面的EphA2與EGFR蛋白磷酸化，磷酸化的EphA2與EGFR蛋白激活PI3K-AKT通路，活化的AKT使MDM2蛋白磷酸化，隨后磷酸化的MDM2綁定并泛素化p53，泛素化的p53蛋白遷移至胞質(zhì)被蛋白酶體降解[12]。抑制p53-MDM2的相互作用，可以有效的影響沙眼衣原體在宿主胞內(nèi)包涵體的形成，并且可以干擾沙眼衣原體的抗凋亡作用[13]。對(duì)p53的持續(xù)抑制可能是沙眼衣原體抑制宿主細(xì)胞發(fā)生凋亡的重要機(jī)制，沙眼衣原體借此機(jī)制可以持續(xù)存在于受感染的宿主細(xì)胞中抑制凋亡，以延長(zhǎng)受感染細(xì)胞的壽命。研究發(fā)現(xiàn)，沙眼衣原體同時(shí)感染p53野生型細(xì)胞與p53-/-細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)前者感染程度更嚴(yán)重，這說(shuō)明p53蛋白是沙眼衣原體與宿主細(xì)胞相互作用的一個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)。在感染早期使用抗腫瘤藥物依托泊苷和Nutlin-3穩(wěn)定p53，可以抑制包涵體的形成，故影響沙眼衣原體生長(zhǎng)周期和后代的生成，從而降低了其感染性[1]。

沙眼衣原體激活PI3K-AKT通路后，還可通過(guò)Mcl-1和BAD等多種因子誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生凋亡抑制。沙眼衣原體感染引起依賴MEK通路的Mcl-1 mRNA的上調(diào)以及依賴PI3K通路的Mcl-1蛋白的穩(wěn)定化[8]。Mcl-1蛋白對(duì)與髓細(xì)胞的分化、淋巴細(xì)胞的生存和穩(wěn)態(tài)有極其重要的作用[14-15]。沙眼衣原體感染細(xì)胞后對(duì)各種凋亡刺激的凋亡抑制機(jī)制中Mcl-1蛋白的上調(diào)和穩(wěn)定化起著重要作用。

宿主細(xì)胞對(duì)凋亡刺激的敏感與沙眼衣原體感染的階段有關(guān)。在感染的初期，宿主細(xì)胞對(duì)凋亡刺激是足夠敏感的，但是在隨后的16~24 h時(shí)，由于宿主凋亡抑制蛋白家族 IAPs（inhibitor of apoptosis proteins,IAPs）和Mcl-1的激活，產(chǎn)生了凋亡抑制。但是在鼠類的細(xì)胞中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相關(guān)的對(duì)IAPs和Mcl-1的依賴[16]。差別產(chǎn)生的原因除了種屬和細(xì)胞類型的不同之外，可能也與感染階段和包涵體大小有關(guān)。有研究表明，Mcl-1可以調(diào)節(jié)線粒體外膜的通透性，不穩(wěn)定的Mcl-1可以導(dǎo)致線粒體釋放細(xì)胞色素C[17]。因此，沙眼衣原體的急性或持續(xù)性感染中，上調(diào)或穩(wěn)定Mcl-1蛋白可以降低宿主細(xì)胞線粒體外膜的通透性，從而產(chǎn)生某種程度的凋亡抑制。

在正常細(xì)胞中，BAD蛋白可與線粒體外膜結(jié)合，引起細(xì)胞色素C的釋放，從而引發(fā)細(xì)胞凋亡。沙眼衣原體感染的細(xì)胞中PI3K-AKT通路被激活，使BAD磷酸化，磷酸化的BAD蛋白可與胞質(zhì)中的14-3-3蛋白結(jié)合。正常細(xì)胞中14-3-3蛋白存在于胞質(zhì)中，但在衣原體感染的宿主細(xì)胞中14-3-3蛋白與沙眼衣原體胞質(zhì)分泌的IncG結(jié)合并定位在包涵體膜上，因此磷酸化的BAD蛋白也被募集于包涵體膜無(wú)法與線粒體結(jié)合，從而使宿主細(xì)胞產(chǎn)生凋亡抑制[9]。

3 結(jié)語(yǔ)

p53是重要的腫瘤抑制基因，幾乎全部卵巢癌病例p53都是功能缺失的，因此推測(cè)沙眼衣原體對(duì)p53蛋白的降解可能會(huì)在女性生殖道腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。感染人乳頭瘤病毒（HPV）的女性不一定會(huì)發(fā)展為宮頸浸潤(rùn)癌（invasive cervical cancer,ICC）[18]，這說(shuō)明環(huán)境影響和基因因素的共同作用才會(huì)決定癌癥細(xì)胞最終的轉(zhuǎn)化。有研究報(bào)道，肺炎衣原體或許與肺癌有關(guān)聯(lián)[19]。沙眼衣原體是人最常見(jiàn)的性傳播病原體，所以最有可能是癌癥發(fā)生和發(fā)展的協(xié)同因子。一些大規(guī)模的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，沙眼衣原體的感染要比其他危險(xiǎn)因素增高ICC發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)[20-22]，因此推測(cè)沙眼衣原體可能會(huì)參與HPV感染的女性鱗狀細(xì)胞ICC的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程，但也有一項(xiàng)研究的結(jié)果是相反的[23]。

對(duì)宿主細(xì)胞p53通路的干擾是很多病原菌阻礙宿主細(xì)胞對(duì)感染引起的細(xì)胞毒性的保護(hù)性應(yīng)答，并且可以達(dá)到控制細(xì)胞代謝的目的。目前，已經(jīng)有研究表明志賀氏菌、幽門螺桿菌、奈瑟氏菌感染可引起宿主細(xì)胞p53蛋白的降解；其中幽門螺桿菌、奈瑟氏菌可以導(dǎo)致DNA雙鏈損壞（DSB）并激活p53，最后導(dǎo)致宿主細(xì)胞死亡[24]。Chumduri[25]證明沙眼衣原體在感染的后期也可引起DSB，降解p53蛋白可能是很多病原體避免由感染引起基因毒性的主要途徑。另外，與腫瘤細(xì)胞不同的是這些胞內(nèi)病原體需要從宿主細(xì)胞獲得足夠的能量和養(yǎng)分以順利完成生長(zhǎng)周期。弗氏志賀菌與沙眼衣原體相似，通過(guò)調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞的代謝，以獲得充足的營(yíng)養(yǎng)。P53蛋白參與磷酸戊糖代謝途徑，推測(cè)其有可能是病原體生長(zhǎng)所依賴的重要宿主蛋白。沙眼衣原體的生長(zhǎng)依賴HDM2-p53這一通路，說(shuō)明沙眼衣原體可能有潛在的致癌作用，沙眼衣原體感染引起的p53降解可能與女性生殖道腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。

沙眼衣原體對(duì)宿主細(xì)胞有毒性作用但同時(shí)又依賴宿主細(xì)胞的代謝。p53通路的研究可以使我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)沙眼衣原體的致病機(jī)制，對(duì)疾病的預(yù)防及治療也有重要意義。

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（2016-04-24收稿）

R730

A

1006－8147（2016）06-0544-03

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31370211）

任杰（1987-），女，博士在讀，研究方向：皮膚性病學(xué)；通信作者：劉全忠，E-mail:liuquanzhong@medmail.com.cn。