王小麗，江 茜，謝 璐，3，劉志平，3

（1.贛南醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，江西 贛州 341000；2.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)2020級(jí)博士研究生，遼寧 沈陽 110122；3.贛南醫(yī)學(xué)院炎癥與免疫中心，江西 贛州 341000）

在固有性免疫中，細(xì)胞基因編碼的模式識(shí)別受體（Pattern recognition receptor，PRRs）扮演著盾牌的角色以抵制病原體入侵。PRRs能與病原相關(guān)分子模式（PAMPs）和損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）配體專一性結(jié)合并傳遞放大病原體感染的效應(yīng)，使得活躍在炎癥反應(yīng)中心的免疫細(xì)胞通過基因轉(zhuǎn)錄而激活，產(chǎn)生分泌多種抗病原體的細(xì)胞因子以保護(hù)宿主。PRRs主要根據(jù)胞內(nèi)位置及配體特異性及功能進(jìn)行分類。根據(jù)分布位置，PRRs分為胞膜PRRs和胞質(zhì)PRRs。胞膜PRRs包括Toll樣受體（TLRs）和C型凝集素受體（CLRs）。胞質(zhì)PRRs包括NOD樣受體（NLRs）、RIG樣受體（RLRs）和黑色素瘤缺失受體AIM2樣受體（ALRs）［1］。近年來關(guān)于這些受體與配體結(jié)合的特異性及其傳遞信號(hào)的級(jí)聯(lián)通路的研究讓人們對(duì)固有免疫有了更加深入與清晰的認(rèn)知。

在病毒感染的細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)病原體的各種組分，NLRs能一端識(shí)別配體，另一端啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，發(fā)揮效應(yīng)作用。而對(duì)于胞內(nèi)出現(xiàn)的病原體DNA，胞內(nèi)也存在著感知蛋白。近些年胞內(nèi)DNA引起的免疫反應(yīng)導(dǎo)致了幾種ALRs的發(fā)現(xiàn)。ALR基因型在哺乳動(dòng)物中差別大，在人類發(fā)現(xiàn)有4種［黑素瘤缺乏因子2(absentin melanoma2,AIM2)，IFI16，PYHIN1，MNDA］，在小鼠中發(fā)現(xiàn)有13種［2］。雖然AIM2與其他ALRs一樣都具有熱蛋白結(jié)構(gòu)域（Pyrin domain，PYD）和DNA結(jié)合域（HIN），但AIM2與其他哺乳動(dòng)物ALRs基因同源性差異大。不同于其他ALRs參與IFN-ISD信號(hào)通路，AIM2是通過募集大分子蛋白組成炎癥小體，促使IL-18、IL-1β的成熟分泌及細(xì)胞焦亡（pyroptosis）來發(fā)揮免疫效應(yīng)［3-4］。雖然AIM2炎癥小體相關(guān)細(xì)胞因子對(duì)感染性疾病起宿主保護(hù)作用，但它在一些無菌炎癥性疾病中也顯示了一些不利的方面，包括動(dòng)脈粥樣硬化［5］、慢性腎?。–KD）［6］、皮膚疾?。?］、肝?。?］和神經(jīng)炎癥［9］。除了對(duì)炎癥疾病的影響，AIM2在腫瘤中也起著不可小覷的作用，有的情況作用機(jī)制并不是依賴炎癥小體的形成。研究顯示AIM2在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起雙向作用，是抑癌還是促癌作用取決于癌癥類型。在結(jié)直腸癌和肝癌中，AIM2起著抑癌的作用，但在鱗狀細(xì)胞癌中起著促癌作用。其具體的機(jī)制值得進(jìn)一步的研究，本文就AIM2對(duì)各種腫瘤的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為腫瘤的免疫治療提供依據(jù)。

1 AIM 2的生物學(xué)活性

AIM2最早是在人黑色素瘤細(xì)胞株中被發(fā)現(xiàn)缺失，且能逆轉(zhuǎn)該腫瘤表型，因而得名黑色素瘤缺乏因子2。結(jié)構(gòu)分析表明AIM2是干擾素誘導(dǎo)的HIN-200蛋白家族中的一員。人AIM2基因定位于1q22染色體，由344個(gè)氨基酸組成，分子量大小約為39 487 Da。AIM2主要定位于胞質(zhì)中，具有HIN-200蛋白家族的2個(gè)典型結(jié)構(gòu)域（PYD和HIN-200）［10］，其N端含有熱蛋白結(jié)構(gòu)域PYD，可以和接頭蛋白ASC結(jié)合。C端是含有2個(gè)相鄰的寡核苷酸/寡糖結(jié)合結(jié)構(gòu)域（OB）的HIN-200［11］，與dsDNA的識(shí)別與結(jié)合有關(guān)。作為胞內(nèi)DNA感受器，AIM2能感受侵入宿主細(xì)胞胞質(zhì)的病毒DNA、發(fā)揮逃逸機(jī)制在吞噬體膜上打洞進(jìn)入胞質(zhì)的細(xì)菌DNA、損傷細(xì)胞的DNA和宿主自身降解進(jìn)入胞質(zhì)的DNA。這些dsDNA均可作為配體激活A(yù)IM2，依賴dsDNA的磷酸骨架與HIN結(jié)構(gòu)域之間的靜電相互作用，AIM2的OB結(jié)構(gòu)域與dsDNA結(jié)合，導(dǎo)致了AIM2的寡聚，之后AIM2的PYD結(jié)構(gòu)域與ASC的PYD結(jié)合，誘導(dǎo)了ASC的二聚體化，ASC通過自身的CARD與Pro-Caspase-1的CARD結(jié)構(gòu)結(jié)合，形成AIM2-ASC-Pro-Caspase-1炎性復(fù)合體，即AIM2炎癥小體。Pro-Caspase-1得以活化，繼而剪切pro-IL-1β和pro-IL-18，被剪切成熟的IL-1β和IL-18啟動(dòng)細(xì)胞的固有免疫［4］?；罨腃aspase-1可裂解底物GSDM-D，該底物的N端寡聚化并與胞膜結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡（Pyroptosis）的產(chǎn)生，促進(jìn)胞內(nèi)寄生病原體的釋放清除，并且將成熟的IL-1β和IL-18釋放到細(xì)胞外，激發(fā)了免疫反應(yīng)。

2 AIM 2與結(jié)腸炎和結(jié)直腸癌的關(guān)系

在腸道炎癥患者的大小腸內(nèi)，AIM2主要在巨噬細(xì)胞和上皮細(xì)胞中表達(dá)，提示AIM2與腸道炎癥疾病有關(guān)聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn)AIM2-/-小鼠在葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導(dǎo)下，腸道微生態(tài)平衡被打破，發(fā)展比野生型（WT）小鼠更嚴(yán)重的結(jié)腸炎。具體機(jī)制是AIM2炎癥小體通過IL-18/IL-22/STAT3信號(hào)通路致抗菌肽表達(dá)上調(diào)以調(diào)整腸道生態(tài)平衡，AIM2-/-小鼠因?yàn)樵撔盘?hào)通路失調(diào)，導(dǎo)致STAT3依賴性抗菌肽表達(dá)下降，腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)不能保持而誘發(fā)了結(jié)腸炎［12-14］。

慢性炎癥下組織易于癌變，臨床研究表明，慢性腸炎患者比對(duì)照組有著更高的患癌的風(fēng)險(xiǎn)［15］。在對(duì)結(jié)直腸癌（Colorectal cancer，CRC）的研究中也發(fā)現(xiàn)AIM2的表達(dá)與患者的預(yù)后相關(guān)［16-17］。研究顯示，經(jīng)AOM和DSS造模后，AIM2-/-小鼠比WT小鼠結(jié)腸內(nèi)有更嚴(yán)重的炎癥改變，更多的息肉，更高的腫瘤負(fù)荷，說明AIM2在CRC中起抑制作用［18］。通過比較兩種小鼠內(nèi)，炎癥小體信號(hào)通路中Caspase-1、IL-18、IL-1β及NF-κB信號(hào)通路中ERK、IκBa；各種炎癥因子、調(diào)控因子及趨化因子；外周血、脾、腸系膜各種白細(xì)胞數(shù)，均未見明顯差異，說明AIM2在CRC中起抑制作用并不是通過炎癥小體及炎癥細(xì)胞因子發(fā)揮作用。在AIM2-/-小鼠CRC模型中，在Wnt促腫瘤信號(hào)通路被阻斷（它莫西芬作用于β連環(huán)蛋白）的情況下，腫瘤細(xì)胞顯著增高，Ki67、磷酸化AKT、c-Myc數(shù)量的增加，證實(shí)在AIM2-/-小鼠內(nèi)，腸道干細(xì)胞異?；钴S，腫瘤細(xì)胞顯著增加［18］。這些研究證實(shí)AIM2可以通過抑制腸道干細(xì)胞增殖及抑制P13K/Akt通路促使細(xì)胞死亡，AIM2通過抑制DNA-PK活化阻止了依賴DNA-PK的激酶AKT的磷酸化，從而降低CRC的發(fā)生。在AIM2缺失情況下，P13K/Akt通路過度活化可以下調(diào)抑腫瘤蛋白的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞過度異常增殖導(dǎo)致CRC發(fā)生［18-21］。有研究還顯示AIM2可以通過抑制P13K/Akt通路調(diào)控細(xì)胞周期誘導(dǎo)細(xì)胞周期停留在G2/M階段，以減少結(jié)腸癌細(xì)胞增殖［22］。以上研究說明，AIM2能調(diào)控細(xì)胞周期抑制異常增殖，抑制P13K/Akt通路促使腫瘤細(xì)胞死亡，還可以通過抑制腸道干細(xì)胞增殖阻遏CRC的發(fā)展。

在AOM/DSS誘導(dǎo)的小鼠CRC模型中，糞便標(biāo)本16SrRNA測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)WT和AIM2-/-小鼠腸道菌群有著巨大差異，但通過共籠這一自然腸道菌群交換方式，AIM2-/-小鼠結(jié)直腸腫瘤數(shù)量在得到WT小鼠的腸道菌群后明顯下降，說明腸道菌群在抑制CRC中也產(chǎn)生著一定的影響［18］。

3 AIM 2與原發(fā)性肝癌

肝癌的發(fā)生與肝炎病毒導(dǎo)致的慢性炎癥及機(jī)體的免疫失調(diào)相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，AIM2抑制肝癌的發(fā)展，表現(xiàn)出抑癌作用。與末梢的正常無癌組織相比，AIM2在肝癌組織中表達(dá)顯著降低，并且AIM2的表達(dá)與腫瘤負(fù)擔(dān)呈負(fù)相關(guān)，揭示了AIM2與肝癌的關(guān)系［23］。其具體的機(jī)制為AIM2可以通過抑制mTOR-S6K1信號(hào)通路，抑制免疫功能不全的裸鼠的肝癌發(fā)生。肝癌細(xì)胞中AIM2的沉默與過表達(dá)的研究提示進(jìn)一步揭示AIM2通過炎癥小體的產(chǎn)生及觸發(fā)細(xì)胞焦亡來發(fā)揮抑癌作用。有研究發(fā)現(xiàn)AIM2的缺失誘導(dǎo)乙肝病毒X蛋白的產(chǎn)生，使肝癌細(xì)胞具有更高的遷移性與侵襲力，導(dǎo)致肝轉(zhuǎn)移［24］。在這項(xiàng)研究中，AIM2缺失而X蛋白產(chǎn)生，X蛋白攻擊肝臟的纖維連接蛋白FN1，提高了上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而確認(rèn)了HBx/AIM2/FN1軸作為新的轉(zhuǎn)移性肝癌的治療靶點(diǎn)。有意思的是，近來的一項(xiàng)研究揭示了AIM2在肝癌中不利的一面［25］。在二乙基亞硝胺誘導(dǎo)肝癌小鼠模型中，AIM2基因敲除引起了肝損害的下降和腫瘤發(fā)展的滯緩。AIM2在肝癌（Hepatic carcino?ma，HCC）中表現(xiàn)出的相反的角色是否是因?yàn)椴煌男∈竽Ｐ停―SS與二乙基亞硝胺）的原因呢？如果是，那AIM2在轉(zhuǎn)移性肝癌動(dòng)物模型中是起抑制保護(hù)的作用，但在化學(xué)性誘導(dǎo)動(dòng)物模型中是有害的、促癌的。

4 AIM 2與皮膚鱗狀細(xì)胞癌

AIM2經(jīng)常被視為腫瘤抑制因子，但在皮膚鱗狀細(xì)胞癌（Cutaneous squamous cell carcinima，cSCC）中，AIM2是潛在的致癌、促癌因子。有研究顯示，與正常皮膚細(xì)胞相比，AIM2 mRNA在皮膚癌細(xì)胞中高表達(dá)，RNA-seq、qRT-PCR和免疫組化實(shí)驗(yàn)顯示，AIM2在原發(fā)和轉(zhuǎn)移性cSCC中高表達(dá)［26］。在AIM2炎癥小體的激活下，cSCC細(xì)胞釋放間接效應(yīng)細(xì)胞因子誘導(dǎo)上調(diào)了細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因CDK1、CDC7、CCNA1等，細(xì)胞死亡受到抑制，增殖速度提高，導(dǎo)致腫瘤的更快發(fā)展。敲除AIM2后，免疫組化、RNA-seq及信號(hào)通路因子分析顯示，腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移力下降，轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)及血管形成受到抑制。cSCC侵襲性下降，與信號(hào)通路下游的MMP-13與MMP-1下降有關(guān)。敲除AIM2后，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的關(guān)鍵調(diào)節(jié)基因CDK1表達(dá)下降，cSCC腫瘤細(xì)胞生存能力下降，凋亡細(xì)胞數(shù)增加?；谝陨辖Y(jié)果，研究者認(rèn)為AIM2促進(jìn)了cSCC的發(fā)生發(fā)展與轉(zhuǎn)移，提出AIM2可作為cSCC發(fā)生前的生物學(xué)標(biāo)記物，且AIM2炎癥小體可作為cSCC生物治療的靶點(diǎn)。

5 AIM 2與放療化療

AIM2作為一種重要的PRR，在感受外源性病原dsDNA、形成炎癥小體、啟動(dòng)固有免疫為機(jī)體抵抗病原體感染發(fā)揮著關(guān)鍵作用。但AIM2作為胞內(nèi)DNA感受器，也能感受內(nèi)源性DNA，如電離輻射和化療藥物作用下，骨髓細(xì)胞和胃腸道黏膜上皮細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞核膜與線粒體膜被破壞，釋放內(nèi)源性DNA，胞內(nèi)的AIM2能感受、捕捉到釋放的dsDNA，AIM2被募集到受損胞核周圍并且被活化，組裝炎癥小體，調(diào)控依賴Caspase-1骨髓細(xì)胞和胃腸道黏膜上皮細(xì)胞的死亡，引起放化療的胃腸道反應(yīng)與造血障礙。實(shí)驗(yàn)顯示，Casp1-/-小鼠和ASC-/-小鼠比WT小鼠對(duì)射線引起的腸道敏感性與致命性更具有抵抗性，提示Caspase-1和ASC依賴性信號(hào)通路調(diào)控腸道的輻射敏感性［27］。WT小鼠比AIM2-/-小鼠在射線照射下表現(xiàn)出更嚴(yán)重的腸道黏膜損傷，更多的腸隱窩消失，更高的致死率。而Casp1-/-、Aim2-/-骨髓來源巨噬細(xì)胞（BMDM）與WT BMDM中效應(yīng)因子IL-1β等的比較證實(shí)，AIM2并不是激活產(chǎn)生的細(xì)胞因子IL-1β和IL-18發(fā)揮作用，而是AIM2炎癥小體剪切激活Caspase-1，調(diào)控放療細(xì)胞死亡以降低射線對(duì)腸道和造血的毒害。AIM2對(duì)化療所致的毒副作用也起著相似的作用。有研究顯示，AIM2-/-小鼠在常用放療藥物阿霉素高劑量投喂下，相比較WT小鼠，具有更完整的胃腸黏膜，腸腺窩損傷小，胃腸道損傷及造血障礙癥狀更輕微［28］。以上研究提示以AIM2為靶點(diǎn)的藥物可能在放化療毒副作用中起一定治療作用。如對(duì)于使用化療藥物伊立替康（CPT-11）進(jìn)行抗腫瘤的小鼠模型，可以通過阻斷AIM2信號(hào)通路的方式降低藥物的不良反應(yīng)［29］。

雖然以AIM2為靶點(diǎn)的藥物使AIM2沉默可以減輕放療化療引起的胃腸道反應(yīng)與造血障礙反應(yīng)，但在HIV的常用抗病毒藥奈非那韋（Nelfinavir，NFR）使用中，AIM2卻起著積極的作用［30］。HIV主要侵犯表達(dá)CD4的T淋巴細(xì)胞，NFR可以影響受HIV感染的骨髓巨噬細(xì)胞與人白血病單核細(xì)胞（THP-1細(xì)胞）的核膜的組成成分核纖維蛋白（Lamin A），核膜與線粒體膜的完整性遭受破壞，核內(nèi)DNA釋放，AIM2能聚集到受損胞核周圍并且被活化形成的炎癥小體調(diào)控了Caspase-1的激活及IL-1β的分泌，提高了炎癥反應(yīng)，促進(jìn)了受染細(xì)胞的焦亡，減少了HIV在宿主免疫細(xì)胞內(nèi)的逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制與擴(kuò)散。這種機(jī)制有可能幫助解釋NFR除了作為抗HIV藥，也可用于瘧疾、結(jié)核、腫瘤治療中［30］。

6 小 結(jié)

在細(xì)胞微觀生態(tài)平衡條件下，AIM2能感知自身DNA并通過某種保守機(jī)制標(biāo)記核內(nèi)自身DNA并降解錯(cuò)誤定位的DNA以維持體內(nèi)正常的免疫平衡。當(dāng)炎癥或微生物感染，宿主或微生物dsDNA釋放，被AIM2感知，募集ASC組成炎癥小體，然后促使效應(yīng)細(xì)胞因子的激活，誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡，在微生物感染中起保護(hù)作用，所以AIM2炎癥小體能幫助宿主抵抗各種病原體如病毒、細(xì)菌、真菌和寄生蟲的感染。但AIM2在無菌性炎癥疾病中卻起著促進(jìn)炎癥的作用，AIM2炎癥小體驅(qū)動(dòng)了許多無菌性炎癥疾病如心血管疾病、皮膚疾病、CKD和神經(jīng)炎癥。如炎癥小體激活的IL-18、IL-1b對(duì)IRI小鼠CKD疾病是有害的。同樣的，AIM2激活的炎癥小體通路促進(jìn)了心血管疾病和神經(jīng)炎癥的發(fā)展。但在AIM2抑制結(jié)腸炎性相關(guān)CRC中，AIM2并不依賴于炎癥小體通路，而是通過調(diào)控腸道干細(xì)胞增殖和調(diào)節(jié)腸道生態(tài)平衡發(fā)揮作用，這為AIM2的新機(jī)制提供了新的視角。AIM2對(duì)不同類型的腫瘤表現(xiàn)不同的作用機(jī)制與效應(yīng)，是值得探索的方向，有利于腫瘤免疫治療學(xué)的發(fā)展，同理，對(duì)AIM2在無菌性炎癥疾病中的作用分子機(jī)制的研究也將推動(dòng)免疫治療學(xué)的發(fā)展。雖然AIM2的治療性靶點(diǎn)對(duì)無菌性炎癥疾病可能是有利的，但對(duì)AIM2的沉默可能置患者于感染的風(fēng)險(xiǎn)中，因此，理解病原性dsDNA屬性與胞內(nèi)來源是一個(gè)探索AIM2生物學(xué)亟待解決的問題。

除了AIM2，cGAS-STING-NLRP3信號(hào)通路也可以被dsDNA激活形成炎癥小體，在鼠類中，細(xì)菌、病毒感染只吸引AIM2構(gòu)建AIM2炎癥小體，而在人體內(nèi)，除了AIM2，人類早期骨髓細(xì)胞內(nèi)也可以激活cGAS-STING-NLRP3信號(hào)通路，是什么因素來精準(zhǔn)調(diào)控人類與鼠類激活利用不同的感受器現(xiàn)在還不清楚，但一些假設(shè)認(rèn)為AIM2在針對(duì)外源性DNA產(chǎn)生炎癥小體扮演的是一個(gè)次要的角色，并且在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮作用并不依賴于炎癥小體機(jī)制?；蛘哒J(rèn)為AIM2只能被某些并不是全部微生物DNA激活，所以研究DNA是如何被AIM2聚集和探測(cè)到的具體機(jī)制，才能很好的回答這個(gè)問題。AIM2是否涉及各種無菌性炎癥疾病仍需更多的研究檢測(cè)。除了AIM2，大量的胞質(zhì)dsDNA探測(cè)感覺器已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，它們與AIM2炎癥小體之間是否有某種關(guān)聯(lián)從而影響疾病的病理進(jìn)程？另外，一些對(duì)AIM2的生理性抑制物也陸續(xù)被報(bào)道，但仍需更多的研究來理解這些生理性抑制物在感染和炎癥疾病中的作用機(jī)制?？傊珹IM2在感染性和無菌性炎癥疾病起保護(hù)作用，而在腫瘤方面展示的是雙面角色。