張悅怡，李美姿，楊瑩韻，楊愛(ài)明

(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院 消化內(nèi)科， 北京 100730)

含TPR干擾素誘導(dǎo)蛋白(interferon-induced proteins with tetratricopeptide repeats, IFITs)家族基因是一組研究較為深入的干擾素誘導(dǎo)基因(interferon-stimulated genes, ISGs)。干擾素(interferon, IFN)、病毒感染等刺激可誘導(dǎo)強(qiáng)烈的蛋白質(zhì)表達(dá)[1]，并通過(guò)蛋白-蛋白、蛋白-核酸相互作用發(fā)揮多種生理功能[2-3]。既往認(rèn)為，IFITs家族是一種抗病毒分子，但近期研究顯示其在多種腫瘤，尤其是消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生發(fā)展中亦發(fā)揮重要作用，為消化系統(tǒng)腫瘤的診治提供了新靶點(diǎn)。本文將從IFITs家族的基本特征、在消化系統(tǒng)腫瘤中的生物學(xué)功能及分子機(jī)制、在消化系統(tǒng)腫瘤診治中的價(jià)值3方面進(jìn)行綜述。

1 IFITs家族基因和蛋白的基本特征

IFITs家族基因共有4個(gè)成員：IFITs1/ISG56、IFITs2/ISG54、IFITs3/ISG60和IFITs5/ISG58，均位于10號(hào)染色體[2]。它們均由2個(gè)外顯子、1個(gè)內(nèi)含子及1個(gè)啟動(dòng)子組成，啟動(dòng)子區(qū)含有干擾素刺激反應(yīng)元件(interferon-stimulated response elements, ISREs)，該結(jié)構(gòu)保證IFITs日常低表達(dá)，而在IFN激活下迅速轉(zhuǎn)錄。I型IFN的JAK-STAT信號(hào)通路是IFITs家族激活的經(jīng)典途徑，除此之外，任何可激活干擾素調(diào)節(jié)因子(interferon regulator factor,IRF)家族分子的刺激均可能誘導(dǎo)IFITs家族產(chǎn)生，如Toll樣受體、雙鏈RNA和脂多糖等[4]。IFITs蛋白的基本單位為三角形4肽重復(fù)序列(tetratricopeptide repeats, TPR)結(jié)構(gòu)域，它由34個(gè)氨基酸組成的重復(fù)串聯(lián)序列構(gòu)成，并可形成螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋結(jié)構(gòu)[5]。正是這種特殊結(jié)構(gòu)使IFITs家族具有強(qiáng)大的蛋白-蛋白相互作用能力，進(jìn)而與EGFR、STAT-JAK等多條信號(hào)通路中的關(guān)鍵分子結(jié)合，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用[6-7]。IFITs家族成員之間也可通過(guò)蛋白-蛋白相互作用形成復(fù)合物，產(chǎn)生復(fù)雜的相互調(diào)控作用。在人子宮頸癌HeLa細(xì)胞系中，IFIT2和IFIT3的結(jié)合可削弱IFIT2的促凋亡作用；而在IFIT1、IFIT2、IFIT3形成的分子質(zhì)量150～200 ku復(fù)合物中，IFIT3可能起到“腳手架蛋白”的作用，增強(qiáng)3者復(fù)合物的穩(wěn)定性[8]。這種內(nèi)部相互作用或許可以解釋與之相關(guān)的干擾素作用的復(fù)雜性。

2 IFITs家族在消化道腫瘤中的生物學(xué)功能及分子機(jī)制

2.1 IFITs家族與細(xì)胞增殖及凋亡

IFITs家族具有抗腫瘤細(xì)胞增殖、促腫瘤細(xì)胞凋亡的作用。在胃癌細(xì)胞系中，IFIT1過(guò)表達(dá)可抑制增殖，并增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)I型IFN抗增殖療效的敏感性[9]。IFIT2也具有促凋亡、抑增殖作用。在結(jié)腸癌細(xì)胞系SW-1116中，IFIT2過(guò)表達(dá)可降低結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖能力并增加細(xì)胞凋亡比例。體內(nèi)試驗(yàn)也顯示，IFIT2過(guò)表達(dá)的結(jié)腸癌細(xì)胞裸鼠接種后形成腫塊的體積更小，增殖能力更低[10]。針對(duì)IFIT2介導(dǎo)凋亡的機(jī)制研究表明其主要通過(guò)線粒體途徑完成。在HeLa細(xì)胞中，過(guò)表達(dá)IFIT2可顯著提高活化caspase-3、caspase-7等線粒體途徑關(guān)鍵分子水平，而caspase抑制劑可部分抑制細(xì)胞凋亡[8]。此外，Bcl-2家族蛋白在線粒體途徑調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，抗凋亡蛋白Bcl-xl過(guò)表達(dá)可阻止IFIT2誘導(dǎo)的凋亡，而敲除Bax或Bak等促凋亡蛋白基因的細(xì)胞則無(wú)法應(yīng)答IFIT2誘導(dǎo)的凋亡[8]。

相比IFIT1、IFIT2分子單純抗腫瘤作用，IFIT3在腫瘤細(xì)胞增殖過(guò)程中扮演的角色更為復(fù)雜。在肺癌細(xì)胞系H1792中，IFIT3過(guò)表達(dá)可下調(diào)STAT3水平，進(jìn)而抑制NF-κB活化水平，抑制腫瘤細(xì)胞增殖[11]。然而，又有研究表明在胰腺癌細(xì)胞中，過(guò)表達(dá)IFIT3可上調(diào)S/M期細(xì)胞比例，下調(diào)凋亡細(xì)胞比例，促進(jìn)癌細(xì)胞增殖[12]。此前的研究也發(fā)現(xiàn)，在肝癌細(xì)胞系中， IFITs家族可以增強(qiáng)IFN-α的抑制增殖和誘導(dǎo)凋亡的作用，尤以IFIT3的作用最為明顯[7]。

因此，就現(xiàn)有研究可以看出，IFIT1、IFIT2的抗腫瘤細(xì)胞增殖、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用相對(duì)確切，但具體機(jī)制尚有進(jìn)一步探索空間。但I(xiàn)FIT3或許在不同細(xì)胞不同器官受到炎性刺激后發(fā)揮的作用不盡相同，這種具器官特異性的復(fù)雜表現(xiàn)或許可以在今后的研究中加以關(guān)注，可能對(duì)腫瘤發(fā)生機(jī)制提供新的思路。

2.2 IFITs家族與腫瘤細(xì)胞遷移

腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤重要的生物學(xué)特征，也是導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展、影響患者預(yù)后的重要因素。IFITs家族對(duì)腫瘤細(xì)胞的遷移性、侵襲性具有調(diào)節(jié)作用，其中上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)、血管生成等過(guò)程以及與細(xì)胞骨架蛋白的相互作用均與之相關(guān)。

IFITs家族可影響EMT過(guò)程，進(jìn)而改變腫瘤遷移能力。EMT是一種普遍存在的生物學(xué)現(xiàn)象，上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞后具有更強(qiáng)的侵襲性、遷移能力及抗凋亡能力，在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用[13-14]。抑制IFIT2表達(dá)后，口腔癌細(xì)胞形態(tài)由多邊形上皮樣形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚g質(zhì)細(xì)胞形態(tài)，纖連蛋白和波形蛋白等間質(zhì)標(biāo)志物顯著上調(diào)，啟動(dòng)EMT過(guò)程的轉(zhuǎn)錄因子ZEB1表達(dá)也顯著升高，細(xì)胞侵襲性明顯增強(qiáng)，非典型蛋白激酶C的激活可能在啟動(dòng)EMT過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[15]。IFIT1和IFIT3過(guò)表達(dá)則可促進(jìn)癌細(xì)胞的EMT過(guò)程，EGFR活性增強(qiáng)可能是其中的重要環(huán)節(jié)[6]。

IFITs家族對(duì)血管生成的作用也可能影響腫瘤細(xì)胞遷移能力。口腔癌細(xì)胞中，IFIT2缺乏可明顯增強(qiáng)血管生成水平，TNF-α發(fā)揮了必不可少的作用[15]。IFIT3在胰腺癌細(xì)胞中亦可能具有促血管生成、促侵襲的作用，高侵襲胰腺癌細(xì)胞系L3.6pl中，IFIT3及VEGF表達(dá)水平均升高；而普通細(xì)胞系COLO357FG中，過(guò)表達(dá)IFIT3亦可促進(jìn)VEGF分泌[12]。

IFITs家族與細(xì)胞骨架蛋白的相互作用也是影響腫瘤細(xì)胞遷移能力的可能因素。有學(xué)者猜測(cè)，IFIT2本身即發(fā)揮了細(xì)胞骨架蛋白的作用。當(dāng)抑制蛋白酶體活性時(shí)，IFIT2蛋白與γ-微管蛋白相互作用并定位與中心體上，這進(jìn)一步佐證了IFIT2與細(xì)胞骨架白存在密切聯(lián)系[16]。

目前關(guān)于IFITs家族參與腫瘤遷移的研究，較多在口腔癌細(xì)胞中開(kāi)展，但對(duì)于其在胰腺癌、肝癌等高轉(zhuǎn)移傾向的消化系統(tǒng)腫瘤中參與腫瘤遷移的現(xiàn)象及機(jī)制研究尚有很大探索空間。

2.3 IFITs家族與炎-癌轉(zhuǎn)化

炎性反應(yīng)與腫瘤二者間相互促進(jìn)的機(jī)制一直以來(lái)是備受學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。二者關(guān)系可分為兩方面：一方面，慢性炎性反應(yīng)刺激可引起基因突變誘發(fā)腫瘤發(fā)生，或刺激炎性反應(yīng)相關(guān)通路促進(jìn)腫瘤發(fā)展[17]；另一方面，腫瘤本身可出現(xiàn)炎性反應(yīng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，并導(dǎo)致腫瘤的進(jìn)展或縮小[18]。在多種疾病中均可體現(xiàn)慢性炎性反應(yīng)與腫瘤的轉(zhuǎn)化關(guān)系，例如炎性腸病、慢性胰腺炎、肝炎等多種炎性疾病患者罹患相關(guān)腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)均顯著提高[12, 19]。

IFITs家族除抗病毒、調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生發(fā)展等作用外，也參與了系統(tǒng)性紅斑狼瘡等免疫性疾病的發(fā)展過(guò)程[20]。IFITs家族在細(xì)胞增殖、凋亡、遷移和炎性反應(yīng)等多條信號(hào)通路中共同發(fā)揮作用，有理由推測(cè)在炎-癌轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)揮重要作用。研究胰腺癌細(xì)胞顯示，IFIT3可使胰腺癌細(xì)胞形成“假炎性反應(yīng)狀態(tài)”。IFIT3過(guò)表達(dá)可顯著增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞IL-6分泌，這可能導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞侵襲性的增強(qiáng)[12]。肺癌細(xì)胞中的研究卻得到相反的結(jié)果，過(guò)表達(dá)IFIT3的肺癌細(xì)胞系STAT3低表達(dá)，下游炎性反應(yīng)因子IL-6、IL-1β、TNF-α均下調(diào)，NF-κB通路活性下調(diào)，抑制腫瘤細(xì)胞增殖[11]。

可以看出，當(dāng)前研究仍未足夠明確IFITs家族在不同器官及細(xì)胞中發(fā)揮的炎-癌轉(zhuǎn)化調(diào)控作用。這種精密的器官特異性是如何實(shí)現(xiàn)的，以及IFITs家族對(duì)IL-6-STAT3通路、NF-κB通路的具體調(diào)控作用仍有待進(jìn)一步研究。

3 IFITs家族在消化系統(tǒng)腫瘤診治中的價(jià)值

3.1 潛在的預(yù)后指標(biāo)

IFITs家族具有一定的預(yù)后指示意義。在胃癌中，IFIT2高表達(dá)患者的TMN分期(tumor node metastasis classification)更早，術(shù)后生存時(shí)間更長(zhǎng)[21]。在胰腺癌中，IFIT3低表達(dá)的者的中位生存期及5年生存率均延長(zhǎng)，提示IFIT3可作為胰腺癌的不良預(yù)后標(biāo)志物[22]。在口腔癌中，IFIT1、IFIT2和IFIT3表達(dá)水平均與患者的預(yù)后相關(guān)。IFIT2表達(dá)水平與腫瘤分化程度正相關(guān)，與腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移負(fù)相關(guān)。生存分析顯示，IFIT2高表達(dá)的患者術(shù)后生存時(shí)間顯著延長(zhǎng)[15]。IFIT1和IFIT3則為口腔癌的不良預(yù)后標(biāo)志物。IFIT1和IFIT3表達(dá)水平與腫瘤T分期、淋巴結(jié)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、脈管浸潤(rùn)等均呈正相關(guān)，與5年總體生存率顯著呈負(fù)相關(guān)[6]。

3.2 藥物敏感性的預(yù)測(cè)參考

IFITs家族表達(dá)水平與多種腫瘤細(xì)胞對(duì)治療藥物敏感性之間存在顯著相關(guān)性，這為臨床醫(yī)生精準(zhǔn)化、個(gè)性化用藥提供了新的參考依據(jù)。在肝癌中， IFIT3高表達(dá)的患者對(duì)IFN-α的治療反應(yīng)更好，治療后的總體生存率更高，表明IFIT3可作為IFN-α療效的預(yù)測(cè)指標(biāo)[7]。在口腔癌中，IFIT3可顯著降低口腔鱗狀細(xì)胞癌系OSCC對(duì)鉑類、5-FU和阿霉素誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的敏感性，提高腫瘤細(xì)胞耐藥性，但卻可增強(qiáng)OSCC細(xì)胞對(duì)吉非替尼的敏感性，這種矛盾表現(xiàn)背后的機(jī)制尚不得知[6]。

無(wú)論是與預(yù)后的關(guān)系還是對(duì)藥物敏感性的影響，都與IFITs家族參與腫瘤發(fā)生發(fā)展有關(guān)，因此，其機(jī)制探索也對(duì)更深入了解IFITs家族在消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生發(fā)展及治療反應(yīng)中的作用有重要意義。

4 問(wèn)題與展望

IFITs家族是一組具有多重生物學(xué)功能的重要蛋白，在細(xì)胞增殖、凋亡、遷移和炎性反應(yīng)等多條信號(hào)通路中均發(fā)揮作用，并且IFITs家族各成員的作用及機(jī)制不盡相同，在不同類型的腫瘤中的調(diào)控作用亦不完全一致?；贗FITs家族各成員有復(fù)雜的相互結(jié)合位點(diǎn)和相互作用，其或可產(chǎn)生精密的調(diào)控反饋機(jī)制，尚待進(jìn)一步探索及明確。同時(shí)，IFITs家族各成員在不同類型腫瘤中的異質(zhì)性及其機(jī)制也有待進(jìn)一步研究。

目前，對(duì)于IFITs家族在消化系統(tǒng)腫瘤中的生物學(xué)作用仍在不斷探索中，利用IFITs預(yù)測(cè)消化系統(tǒng)腫瘤的臨床預(yù)后及藥物敏感性相關(guān)研究也僅處于小樣本試驗(yàn)階段，尚缺乏大規(guī)模臨床試驗(yàn)證實(shí)其臨床應(yīng)用價(jià)值。鑒于IFITs家族在腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移及炎-癌轉(zhuǎn)化中的調(diào)控作用，以及其在腫瘤預(yù)后、藥物療效預(yù)測(cè)中的重要意義，其在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮的具體機(jī)制仍值得進(jìn)一步探究，如何將其轉(zhuǎn)化用于消化系統(tǒng)腫瘤的診療之中仍是重要的研究方向。