張軼靜，劉波，陳偉

湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬襄陽市第一人民醫(yī)院，湖北襄陽441000

胸腺素是一種從小牛胸腺中分離出來的蛋白，根據(jù)等電點(diǎn)不同可分為α（PI＜5）、β（5＜PI＜7）和γ（PI＞7）三種異構(gòu)體，其中胸腺素β 家族包含近20 個(gè)多肽，由 40～44 個(gè)氨基酸組成，分子量約為 5 kDa［1］。胸腺素β 可與單體肌動(dòng)蛋白以1：1 比例形成復(fù)合物，阻止肌動(dòng)蛋白聚合成絲狀形式，發(fā)揮參與細(xì)胞骨架重組、介導(dǎo)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、參與血管形成、炎癥免疫反應(yīng)［2-3］等多種生物學(xué)功能。胸腺素β10（Thymosin beta 10，Tβ10）是胸腺素β 家族的重要成員之一，目前已被發(fā)現(xiàn)與甲狀腺癌、肝癌、乳腺癌、腎細(xì)胞癌、食管癌、膽管癌、胰腺癌、膀胱癌、宮頸癌、黑色素瘤、卵巢癌等多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，表達(dá)特點(diǎn)與腫瘤類型相關(guān)。Tβ10 在干燥綜合征［4］、唐氏綜合癥［5］、銀屑?。?］等非腫瘤性疾病中也存在差異性表達(dá)，但其在相關(guān)疾病發(fā)生發(fā)展中的功能和具體作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。現(xiàn)將Tβ10 的生物學(xué)功能及其臨床應(yīng)用情況最新研究進(jìn)展綜述如下。

1 Tβ10的生物學(xué)功能

Tβ10 最初在哺乳動(dòng)物組織中被描述為胸腺素β4 的類似物，是人類β-胸腺素的主要形式［7］。Tβ10在不同人體體液和組織中均有表達(dá)，主要存在于細(xì)胞質(zhì)，編碼基因定位于第2 號(hào)染色體p11.2 位點(diǎn)，基因組位置84 986 274 至84 987 310，包含3 個(gè)外顯子和 2 個(gè)內(nèi)含子，分布在一個(gè) 1.37 kb 的片段上［8-9］。Tβ10 由 43 個(gè)氨基酸組成，氨基酸序列與 Tβ4 相差23%（10 個(gè)氨基酸），對(duì)G-肌動(dòng)蛋白的親和力是Tβ4的 2 倍［1］。Tβ10 兩端各有一個(gè) α 螺旋，螺旋之間含有2 個(gè)轉(zhuǎn)角是Tβ10 的主要結(jié)構(gòu)特征，其中所含保守序列“17LKKTET22”作為公認(rèn)的肌動(dòng)蛋白結(jié)合基序發(fā)揮重要作用［10］。

1.1 參與腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲及凋亡 研究［11］發(fā)現(xiàn)，Cyclin A 可促進(jìn)細(xì)胞周期由 S 期向 G2期/M 期轉(zhuǎn)化，而Cyclin E 則為細(xì)胞從G0期/G1期進(jìn)入S期的限速因子。Tβ10可促進(jìn)多種腫瘤細(xì)胞的增殖。馬麗等［12］研究證實(shí)，加入外源性 Tβ10 能增加肺癌A549細(xì)胞中Cyclin A、Cyclin E mRNA 及蛋白的表達(dá)水平，抑制Tβ10 功能后各指標(biāo)表達(dá)水平降低，提示Tβ10可能通過促進(jìn)Cyclin A、Cyclin E的表達(dá)影響細(xì)胞周期，促進(jìn)細(xì)胞增殖。但曲連悅等［11］發(fā)現(xiàn)，加入外源性Tβ10可有效抑制卵巢癌細(xì)胞增殖，其具體機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。

Tβ10可通過與G-肌動(dòng)蛋白結(jié)合，在細(xì)胞內(nèi)形成充足的G-肌動(dòng)蛋白儲(chǔ)備，在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)時(shí)迅速釋放G-肌動(dòng)蛋白，快速形成細(xì)胞運(yùn)動(dòng)所需F-肌動(dòng)蛋白，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。沉默細(xì)胞Tβ10 表達(dá)可降低乳腺癌細(xì)胞中蛋白激酶B（Akt）、糖原合酶激酶3β、叉頭框轉(zhuǎn)錄因子 4（FOXO4）及FOXO3 磷酸化水平，過表達(dá)則會(huì)得出相反結(jié)果。將Akt激酶抑制劑哌立福辛應(yīng)用于Tβ10過表達(dá)乳腺癌細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞的遷移及侵襲均受到抑制，表明Tβ10可通過激活A(yù)KT/FOXO通路，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移［13］。LEE 等［14］發(fā)現(xiàn)，Tβ10 促進(jìn)小鼠乳腺癌轉(zhuǎn)移的作用機(jī)制可能為，Tβ10 可上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶2（MMP2）、MMP9、骨髓基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄活化因子 3 mRNA 表達(dá)。ZHANG 等［15］通過檢測 Tβ10 敲除前后腎細(xì)胞癌細(xì)胞中EMT 相關(guān)標(biāo)記基因表達(dá)變化發(fā)現(xiàn)，敲除Tβ10后細(xì)胞α-cadherin表達(dá)上調(diào)，Vimentin、Fibronectin、Snail、Twist 表達(dá)下調(diào)，表明 Tβ10 可能通過誘導(dǎo)上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。有學(xué)者［16］研究發(fā)現(xiàn)，沉默Tβ10 表達(dá)可促進(jìn)膽管癌細(xì)胞的遷移和侵襲，加速膽管癌模型小鼠腫瘤的轉(zhuǎn)移，Ras-GTPase抑制劑FPT Ⅲ可有效阻斷Tβ10沉默相關(guān) ERK1/2 激活、Snail 表達(dá)，表明 Tβ10 可能是通過抑制Ras、ERK1/2的激活，下調(diào)Snail、MMPs表達(dá)，促進(jìn)膽管癌細(xì)胞的遷移和侵襲。

FANNL 等［17］研究發(fā)現(xiàn)，Tβ10 可通過通過抑制肺癌A549 細(xì)胞P53 的表達(dá)，抑制細(xì)胞凋亡。Tβ10過表達(dá)后線粒體膜電位降低，活性氧簇（ROS）產(chǎn)生增加，同時(shí)，卵巢癌細(xì)胞中Fas、Caspase-3 表達(dá)水平升高，表明Tβ10 過表達(dá)可促進(jìn)ROS 表達(dá)，從而經(jīng)由Fas 途徑促進(jìn)人卵巢癌細(xì)胞的凋亡［18］。曲連悅等［11］研究發(fā)現(xiàn)，外源性Tβ10在卵巢癌細(xì)胞中的促凋亡作用可能是通過降低Bcl-2/BAX 的比率來實(shí)現(xiàn)的。牛紅丹等［13］通過體外構(gòu)建 Tβ10 超表達(dá)載體，Tβ10 超表達(dá)可促進(jìn)豬原代骨骼肌細(xì)胞（Pig skeletal muscle cells，PSC）凋亡，且細(xì)胞的ROS 含量增多，BAX、熱休克蛋白90（Heat shock proteins，HSP90）、HSP27和鈣蛋白酶抑制蛋白表達(dá)增高，表明Tβ10過表達(dá)可能通過氧化應(yīng)激引起PSC凋亡。

1.2 參與血管生成 血管生成異常是腫瘤、角膜新生血管、缺血性疾病和動(dòng)脈粥樣硬化等疾病發(fā)生發(fā)展的主要原因。Tβ10 不僅是一種肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白，還可阻斷參與血管生成的細(xì)胞信號(hào)級(jí)聯(lián)。Tβ10的過表達(dá)可有效抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移、侵襲、導(dǎo)管形成和血管萌芽等多種血管生成過程，其可能作用機(jī)制包括直接與Ras 結(jié)合、抑制Ras 激活的MEK/ERK 信號(hào)通路等［19］。Tβ10 可通過干預(yù)腎透明細(xì)胞癌細(xì)胞中PI3K 的磷酸化及VEGF 的表達(dá)來影響血管生成。

與人Tβ10 的作用相反，鹿Tβ10 在小鼠主動(dòng)脈弓試驗(yàn)和雞絨毛膜尿膜囊試驗(yàn)中均課促進(jìn)新生血管形成，且血管生成相關(guān)蛋白VEGF、VEGF-B、VEGFC、VEGF-D 及其受體VEGFR2、VEGFR3 在過表達(dá)鹿Tβ10 的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)均升高。通過同源建模和分子動(dòng)力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)，鹿Tβ10 和人Tβ10有93%的同源性，兩者都含有2 個(gè)α-螺旋，但鹿Tβ 10 蛋白角度較小。相比而言，人Tβ10 的分子結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，而鹿Tβ10在分子結(jié)構(gòu)上具有更高的靈活性，可能為其與其他功能蛋白相互作用提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)［20］。

1.3 參與淋巴管生成 腫瘤淋巴管生成主要受VEGF-C、VEGF-D 和 VEGFR-3 調(diào)控。LI 等［16］發(fā)現(xiàn)，在肺癌SPC-A-1 細(xì)胞中加入外源性Tβ10 后，P-AKT及VEGF-C 蛋白水平隨時(shí)間的延長逐漸升高，但是總AKT 水平未見明顯變化。而加入AKT 通路特異性抑制劑 LY294002 后 VEGF-C 蛋白及 mRNA 水平明顯下調(diào)。這說明Tβ10 可能是通過促進(jìn)AKT 磷酸化激活進(jìn)而促進(jìn)VEGF-C 表達(dá)影響淋巴管生成，從而促進(jìn)腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。

1.4 參與唾液腺發(fā)育 IAVARONE 等［18］通過對(duì)人類胚胎和胎兒發(fā)育不同階段的大、小唾液腺中Tβ10表達(dá)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)Tβ10在腮腺和頜下腺中的表達(dá)水平最高，在小涎腺中的表達(dá)水平極低。Tβ10主要定位于幼齡（13周）胚胎的細(xì)胞外、20周未成熟導(dǎo)管細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)、33 周胎兒的腺泡細(xì)胞和導(dǎo)管腔內(nèi)。胚胎發(fā)育不同階段定位的變化提示其在不同胎齡中的不同作用：當(dāng)定位于細(xì)胞外時(shí)，可發(fā)揮旁分泌作用，有利于發(fā)育不全上皮細(xì)胞的增殖、生長和分枝；當(dāng)Tβ10 定位于導(dǎo)管細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)時(shí)，Tβ10 可能有利于腺泡細(xì)胞的分化；最終在腺泡細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)和管腔內(nèi)定位的Tβ10 可能表示唾液腺完全成熟，導(dǎo)致Tβ10 通過唾液分泌入口腔。IAVARONE 等［19］也通過基于質(zhì)譜的自上而下蛋白質(zhì)組學(xué)方法驗(yàn)證了Tβ 10在齦溝液中的表達(dá)。

1.5 促進(jìn)牙胚發(fā)育 小鼠下頜骨、牙胚及小鼠牙髓細(xì)胞和小鼠牙上皮細(xì)胞中Tβ10 表達(dá)上調(diào)，沉默Tβ 10 可有效抑制培養(yǎng)器官的牙胚發(fā)育及牙源性上皮和間充質(zhì)細(xì)胞的增殖［20］。在生根階段Tβ10 在前成牙本質(zhì)細(xì)胞和前成釉細(xì)胞中均有較強(qiáng)表達(dá)，表明Tβ 10 參與了牙根輪廓的形成和牙根的延伸。但Tβ10在牙胚發(fā)育過程中的上下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑尚不清楚，需要進(jìn)一步研究。

1.6 參與炎癥及免疫反應(yīng) 乙型肝炎及腎炎模型小鼠血清Tβ10 表達(dá)水平均升高。而在人體發(fā)生炎癥反應(yīng)或免疫反應(yīng)時(shí)，單核巨噬細(xì)胞中的Tβ10表達(dá)水平也有所增加。

2 Tβ10的臨床應(yīng)用

Tβ10 可作為相關(guān)疾病診斷的分子診斷標(biāo)記物。Tβ10 與多種腫瘤的臨床分期、預(yù)后密切相關(guān)，可能是預(yù)測患者不良預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Tβ10 可用于腫瘤的靶向治療、軟骨修復(fù)（如骨關(guān)節(jié)炎）及促進(jìn)血管生成（如鹿Tβ10 治療糖尿病足）等方面。Tβ10可用于幫助化療患者治療分層并可能成為增敏化療的靶點(diǎn)。而通過設(shè)計(jì)Tβ10變體、替換天然啟動(dòng)子和融合TAT 可增加其活性或更有針對(duì)性地發(fā)揮其臨床應(yīng)用價(jià)值。Tβ10 在甲狀腺乳頭狀癌、肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、食管癌、膀胱癌、腦膠質(zhì)瘤、人類皮膚黑色素瘤等多數(shù)腫瘤組織中表達(dá)水平增高，乳腺癌、胰腺癌、腎癌、膀胱癌等腫瘤細(xì)胞及乳腺癌患者血清中Tβ10 的表達(dá)也明顯高于正常對(duì)照組［21-26］。而相反，Tβ10在原發(fā)性膽管癌組織中表達(dá)較高，在轉(zhuǎn)移性膽管癌中則顯著減少［27］。Tβ10 的 mRNA 和蛋白在正常卵巢組織中高表達(dá)，在所有漿液性癌、黏液性癌和永生化卵巢癌細(xì)胞系中呈低表達(dá)［28］。Tβ10 在肝細(xì)胞癌組織中的表達(dá)水平存在一定爭議。曹驥等［29］研究發(fā)現(xiàn)，Tβ10 的mRNA 在肝癌組織中表達(dá)顯著低于正常肝組織及癌旁肝組織，且對(duì)早期的肝癌患者癌組織Tβ10 mRNA 表達(dá)水平高于中晚期患者，提示隨肝癌病情進(jìn)展Tβ10 的抑癌作用減弱。但SONG等［30］發(fā)現(xiàn)，肝細(xì)胞癌組織中Tβ10 mRNA 和蛋白表達(dá)均高于鄰近正常肝組織，高表達(dá)的Tβ10 mRNA和蛋白可促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖、侵襲及遷移。

Tβ10 高表達(dá)的乳腺癌患者化療后的無病生存期長于Tβ10低表達(dá)患者，但在接受內(nèi)分泌治療或未接受全身治療的患者中未見此現(xiàn)象，提示Tβ10可作為預(yù)測化療反應(yīng)的潛在指標(biāo)，用于乳腺癌治療的患者分層［12］。

SIRINAPA 等［31］發(fā)現(xiàn)，5-氟尿嘧啶作用于膽管癌細(xì)胞后Tβ10表達(dá)水平明顯增高，通過建立5-氟尿嘧啶耐藥的膽管癌細(xì)胞株M214-5FUR，發(fā)現(xiàn)M214-5FUR 比膽管癌細(xì)胞 M214 相比，Tβ10 表達(dá)水平增高了16 倍，提示Tβ10 參與膽管癌細(xì)胞對(duì)5-FU的耐藥。同時(shí)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，用SiRNA 沉默M214-5FUR 中 Tβ10 表達(dá)顯著降低 ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ABCC3 的表達(dá)，表明 Tβ10 通過增強(qiáng) ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)介導(dǎo)5-FU耐藥。Tβ10可能作為預(yù)測5-FU耐藥的生物標(biāo)志物，并可能成為增敏化療的靶點(diǎn)。但Tβ10 在膽管癌患者多藥耐藥中可能的分子機(jī)制和信號(hào)通路尚有待進(jìn)一步研究。

Wiskott-Aldrich 綜合征蛋白同源區(qū)2（Wiskott-Aldrich syndrome protein homology 2，WH2）結(jié)構(gòu)域是指C 末端30 個(gè)氨基酸序列的WASP 同源結(jié)構(gòu)域2。Tβ10 中也存在 WH2，直接介導(dǎo) N-WASP 與單體肌動(dòng)蛋白的結(jié)合。WH2/Tβ與G-肌動(dòng)蛋白-ATP 1：1結(jié)合到帶刺末端，可增強(qiáng)基于肌動(dòng)蛋白的運(yùn)動(dòng)能力，調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白的組裝，具有Profilin 樣功能，促進(jìn)肌動(dòng)蛋白纖維形成。進(jìn)一步理解WH2/βT 結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系有助于更好控制β 胸腺肽在細(xì)胞存活和修復(fù)的多效性，設(shè)計(jì)出對(duì)疾病治療更有效的Tβ變體［32］。

端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（Telomerase reverse transcriptase，TERT）已被證實(shí)在大多數(shù)腫瘤組織中高表達(dá)，而在正常組織中不表達(dá)。 Kim 等［18］通過構(gòu)建重組腺病毒Ad. TERT. Tβ10將天然Tβ10基因啟動(dòng)子替換為人TERT 啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)Tβ10 表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Ad.TERT. Tβ10 在人卵巢癌細(xì)胞與正常成纖維細(xì)胞共培養(yǎng)模型中顯著誘導(dǎo)Tβ10 的腫瘤特異性表達(dá)和凋亡，與抗癌藥物（如紫杉醇和順鉑）聯(lián)合應(yīng)用后作用放大，提示 Ad. TERT. Tβ10 誘導(dǎo)的 Tβ10 腫瘤特異性過表達(dá)可能是一種有效、無副作用的卵巢癌治療方法。

融合反式轉(zhuǎn)錄激活因子（Transactivator of transcription，TAT）具有極強(qiáng)的細(xì)胞穿透力，可介導(dǎo)10～100 KDa 蛋白進(jìn)行細(xì)胞跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。JIA 等［33］利用N 端融合TAT，在大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)中成功表達(dá)出 N 端含有 TAT 的 Tβ10 重組蛋白，增加 Tβ10 活性。進(jìn)一步功能分析結(jié)果表明，重組Tβ10蛋白在雞胚絨毛尿膜囊實(shí)驗(yàn)和劃痕實(shí)驗(yàn)中，可明顯抑制血管生成、血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移。

綜上所述，Tβ10 作為一種天然小分子多肽，可參與多種類型腫瘤的發(fā)生、增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移等。Tβ10在在疾病診斷、預(yù)后預(yù)測及治療中有廣泛的應(yīng)用前景。Tβ10 在腫瘤中發(fā)揮的作用主要取決于惡性腫瘤組織類型和腫瘤細(xì)胞性質(zhì)，且Tβ10作為腫瘤的生物標(biāo)志物尚缺乏大樣本的數(shù)據(jù)支持。因此深入闡明Tβ10在不同部位、不同類型惡性腫瘤中的作用機(jī)制和作用靶點(diǎn)，尋找更多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，成為下一步研究Tβ10 對(duì)腫瘤作用的重點(diǎn)。而Tβ10在血管生成、細(xì)胞生物學(xué)行為等生物學(xué)功能表現(xiàn)出的雙向調(diào)節(jié)作用，以及鹿Tβ10 和人Tβ10 的結(jié)構(gòu)功能差異，提示Tβ10在疾病治療中有多種可能性，因此，針對(duì)Tβ10的不同功能設(shè)計(jì)各種變體、根據(jù)需要誘導(dǎo)其特異性表達(dá)或增強(qiáng)其活性對(duì)于Tβ10 廣泛應(yīng)用于臨床同樣至關(guān)重要。