董寧寧 陳 吉

1 內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭市 014010; 2 內(nèi)蒙古包鋼醫(yī)院消化科

TPL2(Tumor progression locus 2)是一種癌基因的絲氨酸/蘇氨酸激酶。在結(jié)構(gòu)上，TPL2 激酶由N端、激酶結(jié)構(gòu)域、C端(羧基端)三部分組成。N端結(jié)構(gòu)域可能負(fù)向調(diào)節(jié)TPL2穩(wěn)定性，同時(shí)正向調(diào)節(jié)細(xì)胞轉(zhuǎn)化能力，主要靶向細(xì)胞內(nèi)絲裂原激活蛋白激酶1/2(Mitogen-activation protein kinase，MAPK)(MEK1/2)的絲氨酸/蘇氨酸激酶結(jié)構(gòu)域；羧基末端具有抑制激酶激活和負(fù)向調(diào)節(jié)TPL2穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)化能力的功能[1]。TPL2基因主要編碼Tpl-p58和Tpl-p52兩種蛋白質(zhì)，分別由甲硫氨酸1 (M1)和甲硫氨酸30(M30)的替代翻譯產(chǎn)生[2]。TPL2可將各種細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外刺激傳遞給效應(yīng)蛋白，進(jìn)一步調(diào)節(jié)參與炎癥和免疫細(xì)胞募集、分化，同時(shí)激活促炎因子、趨化因子和生長(zhǎng)因子的表達(dá)，調(diào)節(jié)炎癥和免疫細(xì)胞的功能[3]。盡管有大量關(guān)于TPL2在炎性，免疫性疾病中的研究，但TPL2在免疫介導(dǎo)的炎性腸病中的作用和潛在機(jī)制尚未得到充分的認(rèn)識(shí)。本綜述旨在結(jié)合最新的文獻(xiàn)闡述TPL2在免疫介導(dǎo)的炎癥性腸病(Inflammtory bowel disease，IBD)中的作用以及潛在的機(jī)制。

1 TPL2與炎癥信號(hào)通路傳導(dǎo)

TPL2能夠被病毒、細(xì)菌感染、氧化應(yīng)激、有害化學(xué)物質(zhì)和促炎細(xì)胞因子等快速或瞬時(shí)激活[4]。外界刺激首先激活各種炎癥受體，包括腫瘤壞死因子受體 (Tumor necrosis factor receptor,TNFR)、CD40、白細(xì)胞介素1受體(Interleukin 1 receptor, IL1R)、模式識(shí)別受體(Pattern-recognition receptors, PRRs)[3]。隨后這些信號(hào)放大激活I(lǐng)κB激酶 (IκB kinase, IKK) 復(fù)合物，IKKα/IKKβ/IKKγ等[4]。IKKβ隨后使NF-κB1 p105磷酸化，進(jìn)而導(dǎo)致TPL2激酶的釋放、磷酸化和激活[5]。TPL2 激活下游效應(yīng)分子，包括細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1和2 (ERK1/2)、p38α、JNK (c-Jun N-terminal kinase)和蛋白激酶B(Protein kinase B, PKBt)，這些相關(guān)通路直接負(fù)責(zé)調(diào)控細(xì)胞因子、趨化因子、蛋白酶、生長(zhǎng)因子和氧化應(yīng)激轉(zhuǎn)錄因子等[6]。

促炎性細(xì)胞因子可以通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥組織的細(xì)胞凋亡、改變血管內(nèi)皮通透性、趨化炎癥細(xì)胞到炎癥組織，促使炎癥級(jí)聯(lián)放大。TPL2調(diào)控的相關(guān)基因包括細(xì)胞因子(TNF、IL-1α/β、IL-6、IL-17A、IFNγ和IL-10)、趨化因子[如IL-8、CXC-趨化因子配體1(CXCL1)、CCL2/MCP1和 CCL5/RANTES]、生長(zhǎng)因子、環(huán)氧合酶 2和細(xì)胞周期蛋白D1和基質(zhì)金屬蛋白酶 (MMP2、MMP3、MMP9和MMP13)[7]。TPL2調(diào)控的細(xì)胞因子和趨化因子進(jìn)一步促進(jìn)炎癥細(xì)胞的募集，這些細(xì)胞有助于炎癥微環(huán)境的形成[8]。TPL2調(diào)控的一些致癌途徑包括絲裂原活化蛋白激酶、活化B細(xì)胞的NF-κB (nuclear factor-kappa light-chain enhancer of activated B cells)、激活蛋白1(activator protein 1)、STAT3、雷帕霉素的機(jī)制靶標(biāo) (mechanistic target of rapamycin, mTOR)和CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白 β (C/EBPβ)[7]。因此，TPL2通過(guò)調(diào)節(jié)各種炎癥因子、轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄后機(jī)制，形成了一個(gè)正反饋回路，其可能對(duì)炎性腸道疾病的發(fā)生、發(fā)展起關(guān)鍵作用。見(jiàn)圖1。

圖1 TPL2在炎癥信號(hào)通路中的作用

2 TPL2與免疫反應(yīng)

TPL2最初被認(rèn)為是一種致癌基因，隨后的研究顯示其可通過(guò)MEK-ERK MAPK信號(hào)通路來(lái)特異性激活和調(diào)節(jié)先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)。絲裂原活化蛋白激酶 (Mitogen-activated protein kinase，MAP) 級(jí)聯(lián)反應(yīng)是免疫激活和炎癥介質(zhì)轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)的主要細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路。腫瘤進(jìn)展位點(diǎn)2 (TPL2/MAP3K8) 在MAP激酶中通過(guò)促進(jìn) ERK 依賴性誘導(dǎo)調(diào)節(jié) IFN的 產(chǎn)生[9]。雖然TPL2 敲除動(dòng)物表現(xiàn)出所有的免疫器官和免疫系統(tǒng)細(xì)胞亞群的比例都是正常的，同時(shí)他們對(duì) T細(xì)胞依賴性和非依賴性抗原的抗體反應(yīng)也是正常的[10]。但是TPL2是漿細(xì)胞樣樹(shù)突狀細(xì)胞產(chǎn)生 IFN-α和 CD4+T細(xì)胞分泌 IFNγ 所必需的，同時(shí)對(duì)巨噬細(xì)胞和 DC 中 IFN-β 的有效性調(diào)節(jié)反饋。據(jù)報(bào)道，TPL2缺陷型巨噬細(xì)胞可以通過(guò)轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控來(lái)抑制TNF的產(chǎn)生[11]，但這種作用具有細(xì)胞特異性，對(duì)DC細(xì)胞并沒(méi)有很好的效果。在巨噬細(xì)胞中，TPL2 通過(guò)與 NFκB1/p105的相互作用保持無(wú)活性形式，IκB激酶復(fù)合物的激活導(dǎo)致 TPL2 磷酸化及其從p105中分離。磷酸化的TPL2被釋放以激活 MEK-ERK信號(hào)通路。TPL2-/-巨噬細(xì)胞中LPS激活ERK的失敗導(dǎo)致細(xì)胞因子、趨化因子和其他參與先天性和適應(yīng)性免疫調(diào)節(jié)的分子的表達(dá)缺陷[10]。此外，Watford 等人發(fā)現(xiàn)TPL2對(duì)CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生IFN- γ的產(chǎn)生也極為重要[12]。近年研究顯示TPL2對(duì)CD8+T細(xì)胞的產(chǎn)生也至關(guān)重要[13]。除了干擾素外，TPL2還調(diào)節(jié)其他重要免疫介質(zhì)的產(chǎn)生，如 TNF-α、IL-1β、IL-10、IL-12和 COX-2[6]。TPL2還可以誘導(dǎo)骨髓來(lái)源的樹(shù)突狀細(xì)胞P38 MAPK的產(chǎn)生[14]。因此，TPL2通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞，樹(shù)突狀細(xì)胞和NK細(xì)胞構(gòu)建了第一道先天免疫反應(yīng)。在自適應(yīng)性免疫系統(tǒng)中，免疫系統(tǒng)通過(guò)CD40-TPL2-ERK信號(hào)通路介導(dǎo)B細(xì)胞產(chǎn)生免疫球蛋白，但其對(duì)LPS介導(dǎo)的B細(xì)胞凋亡的不敏感性，以及對(duì)IL-12介導(dǎo)的輔助T細(xì)胞分化作用較小。TPL2在免疫系統(tǒng)中的那些矛盾作用表明其免疫系統(tǒng)的調(diào)控具有明顯的細(xì)胞特異性以及兩面性的特點(diǎn)。

3 TPL2在免疫介導(dǎo)的炎性腸炎中的作用

IBD是一系列胃腸道的慢性炎癥性疾病，包括克羅恩病(Crohn’s disease,CD)、潰瘍性結(jié)腸炎(Ulcerative colitis,UC)和不確定性結(jié)腸炎。雖然IBD的原因尚不完全清楚，但目前其遺傳易感性已得到廣泛的認(rèn)可，IBD 患者的一級(jí)親屬也被證明患 IBD 的風(fēng)險(xiǎn)增加了5倍[15]。除了遺傳易感性之外，先天性和適應(yīng)性免疫機(jī)制的異常激活也被認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致 IBD的進(jìn)展[16]。免疫介導(dǎo)疾病的一個(gè)標(biāo)志是細(xì)胞因子分泌失調(diào)，而IBD表現(xiàn)為腸道免疫穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞因子分泌失調(diào)。T 細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)在 CD 和 UC 中均被放大。在 CD 中，炎癥是由放大的 T 輔助 (Th) 1 和 Th17 反應(yīng)引發(fā)的；這會(huì)導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子IL-17、IFN-γ 和TNF-α 的分泌，進(jìn)而導(dǎo)致炎癥的自我循環(huán)及進(jìn)展。在 UC 中，該反應(yīng)是 Th2 介導(dǎo)的，導(dǎo)致 B 細(xì)胞和自然殺傷 T 細(xì)胞的更有效激活，并由 IL-5 和 IL-13 介導(dǎo)[15]。同時(shí)許多與 IBD 相關(guān)的基因位點(diǎn)也負(fù)責(zé) T 細(xì)胞功能。

腸道屏障也與宿主先天免疫密切相關(guān)。這種環(huán)境由腸上皮細(xì)胞(腸上皮細(xì)胞、杯狀細(xì)胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞、潘氏細(xì)胞和 M 細(xì)胞)和免疫細(xì)胞組成。在動(dòng)物模型中，這種屏障的紊亂已被證明會(huì)導(dǎo)致IBD，例如在 Muc2缺陷小鼠中，它們無(wú)法從杯狀細(xì)胞分泌黏蛋白并發(fā)展為IBD[17]。潘氏細(xì)胞缺陷已被證明是通過(guò)NOD2基因異常介導(dǎo)的，與CD的發(fā)展有關(guān)。NOD2已被證明與細(xì)胞內(nèi)病原體的自噬和清除有關(guān)，該途徑的破壞與 CD的發(fā)展密切相關(guān)[18]。黏膜屏障中的抗原呈遞細(xì)胞(APC)也與IBD的發(fā)展有關(guān)。CD患者已被證明具有減弱的巨噬細(xì)胞活性，這會(huì)損害中性粒細(xì)胞的活性并允許更多的細(xì)菌易位穿過(guò)腸道[15]。另一種類(lèi)型的 APC(樹(shù)突狀細(xì)胞)，已被證明會(huì)在IBD患者腸道的固有層中積聚。這種向淋巴濾泡的運(yùn)輸受損阻止了適當(dāng)?shù)目乖蓸雍兔庖呒せ睢?/p>

近年研究顯示TPL2激酶活性在其中起到重要作用。TPL2 介導(dǎo)先天免疫反應(yīng)和 T 細(xì)胞反應(yīng)，研究顯示TPL2 有助于小鼠中PRR 誘導(dǎo)的細(xì)胞因子分泌和抑制內(nèi)毒素休克[12]。同時(shí)TPL2過(guò)表達(dá)會(huì)導(dǎo)致小鼠結(jié)腸炎。TPL2 活性受IKKβ 對(duì) Thr290 的磷酸化調(diào)節(jié)；TPL2介導(dǎo)的MAPK 或 NF-κB 通路的激活可能取決于細(xì)胞類(lèi)型、刺激和物種。在IBD中，TPL2 基因表達(dá)增加，將促進(jìn)放大模式識(shí)別受體 (PRR) 介導(dǎo)的 ERK、JNK 和 NF-κB 信號(hào)通路的激活以及細(xì)胞因子的產(chǎn)生[19]。Watford等人研究顯示TPL2參與了 TGF-β誘導(dǎo)的 FoxP3 表達(dá)， TPL2抑制劑可以選擇性地靶向基于輔助性T細(xì)胞的炎癥[20]。TPL2激酶活性負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)成纖維細(xì)胞對(duì)損傷的反應(yīng)，并通過(guò)調(diào)節(jié)基底膜完整性來(lái)控制上皮組織穩(wěn)態(tài)。

TPL2缺陷小鼠表現(xiàn)出腸道炎癥和對(duì)化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的超敏反應(yīng)。最近的研究顯示TPL2 缺陷小鼠炎癥增加可能是由于ABIN2-A20相互作用和信號(hào)傳導(dǎo)受損的結(jié)果。A20進(jìn)一步誘導(dǎo) IL-10表達(dá)和Treg細(xì)胞生成[21]。TPL2激酶是作為IL-10表達(dá)的正向調(diào)節(jié)因子，TPL2 活性喪失可能抑制 IL-10 介導(dǎo)的抗炎信號(hào)，導(dǎo)致腸道炎癥的增加，從而驅(qū)動(dòng)腫瘤發(fā)生[22]。在TNF驅(qū)動(dòng)的Crohn的炎性腸病疾病小鼠模型中，TPL2缺失將抑制的記憶CD4+和外周CD8+淋巴細(xì)胞的數(shù)量，并改善了疾病的發(fā)病和進(jìn)展。雖然以前使用小鼠炎性疾病模型的研究表明TPL2主要是促炎功能，但在某些情況下，TPL2抑制促炎細(xì)胞因子和功能[22]。因此，TPL2對(duì)免疫介導(dǎo)的相關(guān)炎性腸病具有兩面性的作用效果，作為促炎介質(zhì)，TPL2 響應(yīng) LPS 正向調(diào)節(jié) TNF-α 的表達(dá)和轉(zhuǎn)運(yùn)，而對(duì)內(nèi)毒性休克具有一定的抑制效果。

4 TPL2靶向藥物的開(kāi)發(fā)

由于TPL2在免疫系統(tǒng)的重要作用，因此其靶向藥物的開(kāi)發(fā)可能是許多類(lèi)型炎癥腸病的有效治療策略。TPL2與其他激酶的同源性較低，不受非特異性激酶抑制劑(星形孢菌素)的抑制，并且是唯一已知的在其ATP結(jié)合區(qū)具有脯氨酸而不是甘氨酸的人類(lèi)激酶，這些都使其成為具有選擇性的藥物靶點(diǎn)。ATP競(jìng)爭(zhēng)性TPL2特異性抑制劑，如1,7-萘啶-3-碳腈、噻吩吡啶等是基于免疫治療為基礎(chǔ)，表現(xiàn)出良好的特異性抗炎效果[23]。通常情況下，蛋白激酶的催化域可以將磷?；鶑娜姿嵯佘?ATP)轉(zhuǎn)移到底物上，ATP與二價(jià)金屬離子如Mn2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Co2+和 Ba2+的結(jié)合是催化磷酸轉(zhuǎn)移過(guò)程的重要步驟。大多數(shù)激酶與Mg2+的親和力高，而TPL2多將Mn2+作為 ATP 金屬輔助因子，表明Mn2+ATP與TPL2 ATP 具有高親和力的結(jié)合位點(diǎn)。TPL2 激酶具有明顯的結(jié)構(gòu)特征，這有利于開(kāi)發(fā)高度特異性、有效和選擇性的TPL2激酶抑制劑。例如，TPL2激酶與其他激酶的同源性相對(duì)較低，并且在激酶結(jié)構(gòu)域上含有脯氨酸而不是甘氨酸。當(dāng)與各種激酶抑制劑結(jié)合時(shí)，該激酶還顯示出具有更靈活的活性結(jié)構(gòu)位點(diǎn)和獨(dú)特的激酶結(jié)構(gòu)域折疊[24]。

TPL2作為連接炎癥和免疫的關(guān)鍵分子。盡管TPL2在炎性相關(guān)疾病的發(fā)生取得了巨大進(jìn)展，但目前在臨床前和臨床試驗(yàn)中還沒(méi)有TPL2拮抗劑。主要是存在以下幾個(gè)方面的因素阻礙了現(xiàn)有TPL2激酶抑制劑的臨床轉(zhuǎn)化：(1)尚未明確TPL2結(jié)構(gòu)信息和調(diào)控TPL2復(fù)合物形成和折疊的分子機(jī)制；(2) 缺乏預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)患者對(duì)TPL2激酶抑制劑選擇性反應(yīng)的分子生物標(biāo)志物；(3)TPL2抑制劑的成本。因此，未來(lái)研究應(yīng)重點(diǎn)突破TPL2復(fù)合物形成和折疊的分子機(jī)制，通過(guò)生物技術(shù)、分子技術(shù)以及人工智能技術(shù)進(jìn)一步解析TPL2復(fù)合體的3D結(jié)構(gòu)。此外，基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)和配體的藥物設(shè)計(jì)方法來(lái)優(yōu)化和開(kāi)發(fā)更有效的TPL2激酶抑制劑，同時(shí)建立科學(xué)的TPL2體外生成和純化的技術(shù)路線與方法。

總而言之，TPL2作為炎癥及免疫相關(guān)信號(hào)通路的樞紐，為靶向控制炎癥信號(hào)通路提供了潛在的治療策略。