王閃閃, 張慶山, 趙素賢, 孔令波, 紀(jì) 雷, 孔 麗
河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院 中西醫(yī)結(jié)合肝病科, 河北省慢性肝病肝纖維化機(jī)制研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 石家莊 050051
腫瘤壞死因子α誘導(dǎo)蛋白8樣分子2(tumor necrosis factor-α-induced protein 8-like 2, TIPE2)是近年發(fā)現(xiàn)的一種負(fù)性免疫調(diào)控因子,可調(diào)節(jié)固有免疫及適應(yīng)性免疫,維持機(jī)體免疫系統(tǒng)環(huán)境的穩(wěn)定[1]。大量研究表明,TIPE2在肝炎、肝硬化以及肝細(xì)胞癌中均有明顯改變,參與了不同肝臟疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程。現(xiàn)就TIPE2在不同肝臟疾病中的免疫調(diào)控作用作一綜述。
TIPE2是對(duì)維持免疫穩(wěn)態(tài)有著重要作用的蛋白,參與炎癥、免疫及腫瘤性疾病的發(fā)生發(fā)展。Sun等[1]在自身免疫性腦脊髓炎實(shí)驗(yàn)性小鼠中最早將TIPE2分離出來(lái),并確定了TIPE2的染色體位置,將TIPE2基因定位在人類1號(hào)染色體上(1q21.2-1q21.3)以及小鼠3號(hào)染色體上(3f1-3f3)。TIPE2是由184個(gè)氨基酸組成的細(xì)胞質(zhì)蛋白,人類與小鼠TIPE2的氨基酸序列同源性約為94%。在TIPE2晶體結(jié)構(gòu)中,發(fā)現(xiàn)TIPE2是由6個(gè)反向平行的α螺旋組成,而α5被脯氨酸153分成α5a和α5b兩個(gè)螺旋,且包含了一個(gè)類似于死亡效應(yīng)結(jié)構(gòu)域的蛋白區(qū)域,此區(qū)域含有一個(gè)大的疏水中心腔,可能是某些協(xié)同因子的結(jié)合位點(diǎn)。在TIPE2的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,其與Caspase-8和c-FLIP等經(jīng)典的死亡效應(yīng)結(jié)構(gòu)域成鏡像關(guān)系,提示TIPE2可能具有與其他死亡結(jié)構(gòu)域不同的蛋白功能[2]。
TIPE2在人類和小鼠不同組織中的表達(dá)存在差異性。TIPE2主要在淋巴系及髓系中表達(dá),而在其他類型細(xì)胞中可能由TNFα誘導(dǎo)產(chǎn)生[1]。應(yīng)用特異性的抗人TIPE2抗體檢測(cè)TIPE2在人體不同組織中的表達(dá),結(jié)果顯示TIPE2不僅表達(dá)于免疫細(xì)胞,在腺上皮細(xì)胞以及某些具有內(nèi)分泌活性的細(xì)胞中也有選擇性表達(dá),提示該細(xì)胞質(zhì)蛋白可能與分泌功能有關(guān)[2]。人類TIPE2獨(dú)特的表達(dá)特征表明TIPE2可能還具有其他新的生物功能。
2.1 TIPE2與HBV感染 乙型肝炎的發(fā)病機(jī)制迄今尚未能完全闡明。目前認(rèn)為乙型肝炎是由T淋巴細(xì)胞毒性反應(yīng)引起的細(xì)胞免疫應(yīng)答所致。人感染HBV后,可激發(fā)自身免疫反應(yīng)及免疫調(diào)節(jié)功能紊亂。細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)可通過(guò)FasL和穿孔素/顆粒酶B途徑參與免疫反應(yīng),破壞病毒感染細(xì)胞膜的完整性,使靶細(xì)胞裂解死亡,HBV感染的肝細(xì)胞可被病毒特異性CD8+T淋巴細(xì)胞殺傷從而產(chǎn)生嚴(yán)重的肝損傷[3-4]。TIPE2減少會(huì)導(dǎo)致更多CTL的產(chǎn)生來(lái)破壞被感染的肝細(xì)胞,從而導(dǎo)致更嚴(yán)重的肝臟炎癥。TIPE2在慢性乙型肝炎(CHB)患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中表達(dá)下調(diào),且與ALT、AST、TBil及HBV DNA呈負(fù)相關(guān)[5]。此外,TIPE2在CHB患者細(xì)胞毒性CD8+T淋巴細(xì)胞中優(yōu)先發(fā)生下調(diào),而在CD4+T淋巴細(xì)胞中的表達(dá)無(wú)明顯差異;穿孔素、顆粒酶B和IFNγ的表達(dá)亦增加,表明TIPE2參與調(diào)控HBV特異性CD8+T淋巴細(xì)胞的功能[6-7]。而對(duì)處于不同免疫狀態(tài)的CHB患者研究[8]發(fā)現(xiàn),免疫清除期和HBeAg陰性肝炎患者的TIPE2水平顯著高于免疫耐受期和低復(fù)制期;同時(shí)發(fā)現(xiàn)CHB患者中TIPE2水平與IL-6、TNFα和IFNγ呈負(fù)相關(guān),而與HBV DNA載量及IL-10水平呈正相關(guān);這表明TIPE2可能參與了慢性HBV感染者的抗HBV免疫激活過(guò)程,并在HBV清除中發(fā)揮重要作用。最新觀點(diǎn)認(rèn)為TIPE2-Caspase-8-NF-κB信號(hào)可作為慢性病毒性肝炎的生物標(biāo)志物和潛在的治療靶點(diǎn)[9]。
與上述結(jié)果不同,乙型肝炎相關(guān)慢加急性肝衰竭(ACLF)患者TIPE2表達(dá)水平較CHB患者升高,隨著ACLF患者病情的恢復(fù),TIPE2表達(dá)水平逐漸下降。TIPE2表達(dá)水平與血清TBil、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值和終末期肝病模型(MELD)評(píng)分呈正相關(guān),說(shuō)明TIPE2表達(dá)異常與肝衰竭的發(fā)生及病情輕重密切相關(guān);而TIPE2與IL-6、TNFα水平呈負(fù)相關(guān),表明TIPE2可能通過(guò)抑制TNFα和IL-6的表達(dá),對(duì)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答產(chǎn)生負(fù)性調(diào)節(jié)作用[10]。進(jìn)一步研究[11]發(fā)現(xiàn)TIPE2是預(yù)測(cè)ACLF患者3個(gè)月病死率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,并且TIPE2與MELD評(píng)分聯(lián)合可提高M(jìn)ELD評(píng)分預(yù)測(cè)ACLF患者3個(gè)月病死率的診斷價(jià)值。以上研究提示TIPE2有可能成為預(yù)測(cè)ACLF患者預(yù)后的新的生物標(biāo)志物。
2.2 TIPE2與HCV感染 與HBV感染相比,HCV與肝硬化及肝細(xì)胞癌的關(guān)系更為密切[12]。慢性丙型肝炎(CHC)的發(fā)病機(jī)制主要為HCV干擾宿主的正常免疫反應(yīng)所致。Toll樣受體(TLR)是HCV的主要模式識(shí)別受體,在HCV識(shí)別、始動(dòng)和感染的進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。Kong等[13]發(fā)現(xiàn)TIPE2與TLR2、TLR4以及ALT、AST和HCV RNA呈負(fù)相關(guān)。此外,經(jīng)IFN和利巴韋林抗病毒治療后,TIPE2表達(dá)上調(diào),而TLR2和TLR4表達(dá)下調(diào)。說(shuō)明HCV可能通過(guò)降低TIPE2的表達(dá)而增強(qiáng)TLR信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)慢性肝炎的發(fā)生。
調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞(Treg)作為一類具有免疫抑制功能的成熟T淋巴細(xì)胞亞群,在免疫穩(wěn)態(tài)、移植耐受、腫瘤免疫、變態(tài)反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮著重要作用[14]。Foxp3是Treg最特異、最可靠的標(biāo)志性分子,F(xiàn)oxp3突變可導(dǎo)致CD4+CD25+Treg發(fā)育不良,并出現(xiàn)致命的自身免疫功能紊亂。而TIPE2是防止免疫系統(tǒng)的高反應(yīng)性和維持免疫穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵。TIPE2可表達(dá)在Treg胞漿中[15]。沉默Treg上的TIPE2基因后,F(xiàn)oxp3和CTLA-4表達(dá)下調(diào),TGFβ和IL-10生成減少,活化的T淋巴細(xì)胞核因子活性增強(qiáng)。表明TIPE2參與了調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞受體介導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞活化的抑制作用,上調(diào)Treg介導(dǎo)的免疫抑制功能,從而抑制T淋巴細(xì)胞的增殖和分化[15]。有研究[16]發(fā)現(xiàn)在CHC患者中,F(xiàn)oxp3和CTLA-4表達(dá)升高;而TIPE2與Foxp3及CTLA-4呈正相關(guān),與ALT、AST、DBil及HCV RNA呈負(fù)相關(guān)。表明TIPE2可能通過(guò)影響Treg介導(dǎo)的免疫反應(yīng)參與了CHC的發(fā)病過(guò)程。
2.3 TIPE2在自身免疫性肝病中的調(diào)控機(jī)制 TIPE2在多種自身免疫性疾病中發(fā)生異常改變,并與疾病嚴(yán)重程度、病情進(jìn)展及預(yù)后等密切相關(guān)[17-19]。T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞參與了自身免疫性疾病的發(fā)生和發(fā)展[20]。最新研究[21]發(fā)現(xiàn)TIPE2可抑制PI3K/Akt信號(hào)通路和NF-κB信號(hào)激活所致巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)從而在氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)中起保護(hù)作用。而TIPE2降低或缺陷可促使多種炎性細(xì)胞釋放以及導(dǎo)致T淋巴細(xì)胞的高反應(yīng)性,促使大量免疫細(xì)胞聚集,產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)的免疫應(yīng)答,從而誘導(dǎo)自身免疫性疾病的發(fā)生[17-18]。
應(yīng)用刀豆素A(ConA)誘導(dǎo)的自身免疫性肝炎小鼠模型中,TIPE2的表達(dá)水平顯著降低;而給予TIPE2基因敲除的小鼠注射ConA后誘導(dǎo)的自身免疫性肝炎小鼠血清ALT和AST水平及TNFα、IL-6和IL-12水平均較野生型小鼠顯著升高,且肝臟病理中單個(gè)核細(xì)胞浸潤(rùn)、門靜脈炎和肝細(xì)胞壞死程度更為嚴(yán)重,表明TIPE2可能通過(guò)抑制促炎細(xì)胞因子的過(guò)度分泌從而對(duì)肝臟起到保護(hù)性作用[22]。而另一項(xiàng)研究[23]發(fā)現(xiàn)TIPE2降低會(huì)增加TLR配體的高反應(yīng)性以及增加NF-κB抑制蛋白(IκB)的磷酸化和降解并促進(jìn)NF-κB信號(hào)通路的激活,最終導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生,從而參與原發(fā)性膽汁性肝硬化的發(fā)生和發(fā)展。
2.4 TIPE2在肝硬化中的表達(dá) 肝纖維化是對(duì)各種損肝因素所致慢性肝損傷的創(chuàng)面愈合反應(yīng),持續(xù)的肝纖維化與肝硬化甚至肝細(xì)胞癌等疾病密切相關(guān)[24]。細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的廣泛沉積是肝纖維化最重要的特征,活化的肝星狀細(xì)胞(HSC)是纖維化的關(guān)鍵效應(yīng)細(xì)胞,而TGFβ1是將HSC由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為活化狀態(tài)的關(guān)鍵分子,Wnt/β-catenin信號(hào)在HSC的調(diào)控中亦起著重要作用[25-26],而Cmyc和CyclinD1是Wnt/β-catenin途徑的經(jīng)典下游分子,與細(xì)胞增殖有關(guān)[28]。在CHB患者肝組織內(nèi),TIPE2蛋白主要分布于肝細(xì)胞漿內(nèi),肝組織病理炎癥活動(dòng)度3/4(G3/4)和纖維化3/4(S3/4)期者TIPE2表達(dá)顯著高于G1/2和S1/2期者,更重要的是G1/2期中的TIPE2的表達(dá)顯著高于G0期患者[8]。最近研究[29]發(fā)現(xiàn)從CCl4處理的小鼠分離出的原代HSC和活化的HSC中的TIPE2蛋白和mRNA表達(dá)均顯著降低。在TGFβ1作用下,TIPE2 mRNA和蛋白水平均呈劑量依賴性下降,這說(shuō)明TIPE2在HSC活化過(guò)程中表達(dá)下降。此外,HSC-T6細(xì)胞中的TIPE2過(guò)表達(dá)可促使HSC-T6細(xì)胞活化和增殖并降低β-catenin、Cmyc及CyclinD1的表達(dá);表明TIPE2可能通過(guò)下調(diào)β-Catenin及其下游分子的表達(dá)而逆轉(zhuǎn)HSC的活化和增殖,從而可能對(duì)肝纖維化起到保護(hù)作用,同時(shí)也為抗肝纖維化藥物的研究提供了新的靶點(diǎn)[29]。
2.5 TIPE2在肝臟腫瘤調(diào)控中的作用機(jī)制 肝癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致患者死亡的主要原因,其中Rho小G蛋白家族中的Rac蛋白與多種腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)。TIPE2是Rac1的內(nèi)源性抑制劑,通過(guò)其可抑制肝癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲[30]。在肝癌組織中,TIPE2表達(dá)的減少或缺失增加了以Rac1為靶點(diǎn)的轉(zhuǎn)移和侵襲,進(jìn)而增加了與腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)的F-actin聚合以及基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)9和尿激酶纖溶酶原激活物(uPA)的表達(dá)[30]。此外,另一項(xiàng)研究[31]發(fā)現(xiàn)TNFα可上調(diào)HepG2細(xì)胞中MMP-13/MMP-3的表達(dá),并激活HepG2細(xì)胞Erk1/2-c-fos和NF-κB通路,抑制Erk1/2或NF-κB的活性可明顯抑制TNFα對(duì)MMP-13/MMP-3的上調(diào)作用。而TIPE2不僅可下調(diào)MMP-13/MMP-3的表達(dá),還可抑制TNFα對(duì)Erk1/2和NF-κB激活。說(shuō)明TIPE2可通過(guò)抑制Erk1/2和NF-κB活化顯著抑制TNFα誘導(dǎo)的肝細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移。
HCV感染相關(guān)的肝癌嚴(yán)重影響CHC患者的預(yù)后。HCV感染后產(chǎn)生的活性氧和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶產(chǎn)物可引起DNA損傷,在HCV編碼結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白中,核心蛋白、NS3、NS4B和NS5A已被證明可增強(qiáng)DNA損傷或抑制損傷修復(fù),并能直接激活致癌分子通路,從而促進(jìn)體內(nèi)腫瘤的形成。HCV陽(yáng)性患者的肝癌組織中TIPE2表達(dá)水平較癌旁組織降低,敲除TIPE2可增加對(duì)裸鼠基因組DNA損傷、細(xì)胞集落形成以及腫瘤的形成,而HCV編碼的非結(jié)構(gòu)蛋白NS5A對(duì)TIPE2的下調(diào)與基因組DNA的不穩(wěn)定性和腫瘤的發(fā)生有關(guān)[32]。研究[33]發(fā)現(xiàn)TIPE2可抑制肝癌細(xì)胞增殖,增加S期細(xì)胞數(shù)。TIPE2治療后可降低HepG2細(xì)胞中相關(guān)遷移蛋白(VIM、CT-I和Slug)的表達(dá)水平,此外,TIPE2還降低了JNK和NF-κB在HepG2細(xì)胞中的表達(dá),提示TIPE2可能通過(guò)抑制癌細(xì)胞遷移相關(guān)蛋白的表達(dá)而抑制HepG2細(xì)胞的遷移和侵襲[33]。而TIPE2可上調(diào)Caspase-3和Caspase-8的表達(dá)以及下調(diào)肝癌細(xì)胞中磷酸肌醇3-激酶和蛋白激酶B從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞的凋亡;與PBS處理的HepG2荷瘤小鼠相比,經(jīng)TIPE2治療的HepG2荷瘤小鼠的腫瘤組織中凋亡細(xì)胞數(shù)增加,且HepG2荷瘤小鼠的存活時(shí)間延長(zhǎng)[33]。這些發(fā)現(xiàn)提示TIPE2可能成為治療肝細(xì)胞癌的潛在靶點(diǎn)。
綜上所述,多種肝臟疾病的發(fā)生和發(fā)展均有免疫系統(tǒng)的參與,TIPE2在肝臟疾病中發(fā)揮著重要的作用,是調(diào)節(jié)肝炎、肝硬化以及肝細(xì)胞癌發(fā)生和發(fā)展的必然信號(hào)通路,其可能成為治療不同肝臟疾病的一個(gè)新的靶點(diǎn)。但對(duì)TIPE2的認(rèn)識(shí)尚處于研究階段,其在疾病中的具體作用機(jī)制仍不十分清楚,尤其在炎癥相關(guān)性癌癥中的作用機(jī)制以及TIPE2免疫治療后的價(jià)值尚需進(jìn)一步探索。