蔣麗娜 張 紅 翟嘉怡 趙自剛

(河北北方學(xué)院微循環(huán)研究所，張家口 075000)

腫瘤壞死因子α誘導(dǎo)蛋白8家族樣分子(Tumor necrosis factor-alpha-induced protein 8,TIPE)是最新發(fā)現(xiàn)的與免疫、炎癥和腫瘤相關(guān)的調(diào)節(jié)因子[1，2]，成員包括：TIPE、TIPE1、TIPE2和TIPE3，其中TIPE2是TIPE家族最受關(guān)注和研究最為深入的成員。TIPE2首次被發(fā)現(xiàn)于實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎，并且在具有炎癥的脊髓中高度表達(dá)，但在正常的脊髓中完全沒有表達(dá)[3,4]。近年來，越來越多的研究者發(fā)現(xiàn)TIPE2通過免疫調(diào)節(jié)及炎癥反應(yīng)在系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus，SLE)、乙型肝炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis,RA)等炎癥相關(guān)疾病中發(fā)揮著重要作用。因此，為了深入了解TIPE2在免疫調(diào)節(jié)中的分子機(jī)制，為以TIPE2為靶點(diǎn)預(yù)防和治療炎癥性相關(guān)疾病提供理論依據(jù)，本文將從TIPE2的生物學(xué)結(jié)構(gòu)及其分布表達(dá)、TIPE2的調(diào)控分子以及TIPE2與炎癥的關(guān)系三個方面綜述TIPE2在炎癥相關(guān)疾病中的研究進(jìn)展。

1 TIPE2的生物學(xué)結(jié)構(gòu)及其分布表達(dá)

1.1TIPE2的生物學(xué)結(jié)構(gòu) TIPE家族成員包含死亡效應(yīng)結(jié)構(gòu)域(Death effector domain,DED)，其成員之間的蛋白質(zhì)均表現(xiàn)出很高的同源性，包括高度保守的TIPE2同源性TH(TIPE homology)結(jié)構(gòu)域，由7個α螺旋構(gòu)成[5]。人TIPE2序列與小鼠TIPE2有94%的一致性，和人TIPE序列有53%相同。有研究表明，TIPE2的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)不是典型的DED折疊，而是在中心含一個巨大的可以和輔因子結(jié)合的疏水腔[6]。TIPE2的結(jié)構(gòu)與DED有以下兩方面的不同點(diǎn)：首先DED結(jié)構(gòu)通常由90個氨基酸組成但TIPE2的結(jié)構(gòu)包含約有150個氨基酸；其次，TIPE2的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與DED不同，TIPE2的結(jié)構(gòu)似乎是DED的鏡像。他們還推測中心腔通過與輔因子結(jié)合在維持免疫穩(wěn)態(tài)中起到重要作用。如TIPE2可在免疫穩(wěn)態(tài)期間與免疫激活劑相互作用，而在受到免疫刺激后，疏水腔可以被另一個輔因子競爭性地占據(jù)，釋放免疫激活劑，激活免疫應(yīng)答[6]。

1.2TIPE2的分布表達(dá) TIPE2高度表達(dá)于淋巴組織和骨髓組織，巨噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞中，TIPE2持續(xù)表達(dá)[3,5]，由TNF-α誘導(dǎo)后也可表達(dá)于其他細(xì)胞。TIPE2絕大部分存在于細(xì)胞漿內(nèi)，但是在細(xì)胞核上也可以檢測到它的表達(dá)[7,8]。Zhang等[4]發(fā)現(xiàn)TIPE2蛋白主要表達(dá)于T細(xì)胞系，而B細(xì)胞的生發(fā)中心不表達(dá)。TIPE2表達(dá)具有組織特異性，TIPE2除了表達(dá)于淋巴組織，還表達(dá)于內(nèi)分泌細(xì)胞及小鼠生殖器官的體細(xì)胞和生殖細(xì)胞，TIPE2可能在內(nèi)分泌和生殖功能方面也起到重要作用。另外有研究表明人TIPE2也在許多非造血細(xì)胞中表達(dá)，如腦和腦干的神經(jīng)元、膀胱輸尿管移行上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞及闌尾、胃、結(jié)腸的腺上皮細(xì)胞[5,7-9]。但是TIPE2只有在巨噬細(xì)胞衍生的細(xì)胞系和卵巢腺癌細(xì)胞中高表達(dá)，在大部分人類癌細(xì)胞如星形細(xì)胞瘤、膀胱移行細(xì)胞癌、肺癌、肝細(xì)胞癌、宮頸癌、卵巢上皮癌及慢性粒細(xì)胞性白血病細(xì)胞系中表達(dá)微弱或無表達(dá)。這說明TIPE2主要在單核細(xì)胞系和一些上皮來源的分泌細(xì)胞中表達(dá)[4]。

2 TIPE2的調(diào)控分子及其作用

2.1TIPE2的上游調(diào)節(jié)因子 NF-κB的直接靶點(diǎn)miRNA-21通過調(diào)控編碼區(qū)依賴性方式來調(diào)節(jié)TIPE2的表達(dá)。在活化的T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中，miRNA-21呈高表達(dá)，而TIPE2表達(dá)降低。與miRNA-21相反的是，TIPE2缺陷型T細(xì)胞對凋亡不敏感。由此可知，miRNA-21通過調(diào)節(jié)腫瘤抑制因子TIPE2來抑制T細(xì)胞的凋亡[10]。此外，OAS/RNaseL表達(dá)VACV的重組體感染HeLa人宮頸癌細(xì)胞后TIPE2明顯上調(diào)，這表明TIPE2在病毒介導(dǎo)的免疫應(yīng)答中發(fā)揮著重要作用，而且RNaseL是該蛋白轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)靶點(diǎn)之一[11]。此外，豬TIPE2與人TIPE2的序列有顯著的相似性，而活化蛋白-1(Activiting protein-1,AP-1)是豬TIPE2的一個重要轉(zhuǎn)錄因子，因此AP-1也可能是人TIPE2的調(diào)節(jié)因子。

2.2TIPE2的下游效應(yīng)因子 TIPE2作為免疫的負(fù)調(diào)節(jié)因子，與免疫信號調(diào)節(jié)因子TGF-β活化激酶1(TGF-β-activated kinase 1,TAK1)相互作用，并通過阻礙TAK1-TAB1-TAB2復(fù)合體的形成而負(fù)調(diào)控其表達(dá)[12]。TIPE2可通過與天胱蛋白酶-8(Caspase-8)結(jié)合來降低AP-1和NF-κB的水平。TIPE2可通過減少c-Fos、c-Jun和NF-κB的核轉(zhuǎn)位和減少IκBα的降解來解除對JNK、p38 MAPK和NF-κB的調(diào)節(jié)。

TIPE2可直接結(jié)合Rho蛋白家族成員(Rac)且可抑制Rac對TLR信號通路發(fā)揮負(fù)調(diào)控作用。TIPE2是TIPE家族的磷酸肌醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞骨架改變對白細(xì)胞的趨化發(fā)揮雙重調(diào)控作用[13]。TIPE2還可以抑制創(chuàng)傷誘導(dǎo)的再狹窄小鼠模型中STAT3的活化和核轉(zhuǎn)位以及周期蛋白D1和D3的水平來調(diào)節(jié)Rac1-STAT3和細(xì)胞外信號相關(guān)激酶(Extracellular signal-related kinase,ERK)1/2信號通路[14]。更有趣的是，TIPE2下調(diào)β-連環(huán)蛋白、細(xì)胞周期蛋白D1和c-Myc以及降低磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)和Akt的磷酸化使Wnt/β-連環(huán)蛋白和PI3K/Akt信號通路調(diào)控異常[15，16]。TIPE2通過抑制pAkt，相應(yīng)地導(dǎo)致GSK3β抑制磷酸化的減少，最后導(dǎo)致β-catenin核轉(zhuǎn)位的降解來解除PI3K/Akt/GSK3β介導(dǎo)的β-catenin信號通路的控制[17]。TIPE2介導(dǎo)的Akt/GSK3β信號通路的調(diào)控失調(diào)還與EMT的標(biāo)志物如Snail1，Snail2/Slug及Zeb1的抑制相關(guān)[18]。

TIPE2還可以通過增加死亡受體(Death receptor,DR)5的水平誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，DR5可以活化Caspase而抑制輔助關(guān)節(jié)炎成纖維細(xì)胞樣滑膜中的NF-κB[19]。TIPE2還可以增加促凋亡蛋白Bax、Caspase-9、Caspase-3和分裂的多聚ADP核糖聚合酶(Poly ADP ribose polymerase,PARP)，并降低抗凋亡蛋白Bcl-Xl、p-Akt和Perk1/2的水平[20]。此外，它還有抗血管生成特性，TIPE2下調(diào)可提高血管內(nèi)皮生長因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)的水平[21]。TIPE2可通過誘導(dǎo)干擾素調(diào)節(jié)因子4信號通路的級聯(lián)反應(yīng)來上調(diào)p27[22]。最后，TIPE2還可以調(diào)節(jié)如TNF-α等炎性因子的水平[3]。

3 構(gòu)建TIPE2蛋白的網(wǎng)絡(luò)互作關(guān)系

為深入研究TIPE2蛋白與TLR信號通路及其他免疫分子之間的關(guān)聯(lián)和作用提供依據(jù)，我們利用SRING(https://string-db.org/)數(shù)據(jù)庫，分別以人的TIPE2和小鼠的TIPE2作為質(zhì)詢蛋白，構(gòu)建蛋白互作網(wǎng)絡(luò)(圖1)。如圖1A所示，人的TIPE2(TNFAIP8L2)與TLR1、Caspase-8、集落刺激因子1受體等10種蛋白之間存在直接互作關(guān)系。小鼠的TIPE2蛋白網(wǎng)路互作分析顯示：TIPE2(TNFAIP8L2)與Caspase-8、IL-2、蛋白酶體成熟蛋白3種蛋白之間存在直接互作關(guān)系，與Fas、Fasl等10種蛋白之間存在間接互作關(guān)系(圖1B)。

從TIPE2與其他蛋白的網(wǎng)絡(luò)互作圖可以看出，與TIPE2蛋白有直接作用的蛋白還是有間接互作關(guān)系的蛋白均與免疫功能密切相關(guān)。通過分析構(gòu)建的TIPE2蛋白網(wǎng)絡(luò)互作圖，有助于了解TIPE2在介導(dǎo)免疫功能中的地位，為深入研究TIPE2與信號通路的關(guān)聯(lián)及與上下游效應(yīng)分子之間的相互作用提供依據(jù)。

圖1 TIPE2與其他蛋白的網(wǎng)絡(luò)互作分析Fig.1 Network interaction analysis between TIPE2 and other proteinsNote: A.Network interaction analysis between TIPE2 and other proteins of human；B.Network interaction analysis between TIPE2 and other proteins of mice.

4 TIPE2與炎癥相關(guān)疾病

4.1TIPE2與SLE TIPE2能夠負(fù)調(diào)控固有免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答[23]，正常TIPE2基因在免疫系統(tǒng)中的表達(dá)對于預(yù)防超敏反應(yīng)和維持免疫穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，而免疫穩(wěn)態(tài)的破壞則會導(dǎo)致SLE的發(fā)病。研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者中TIPE2表達(dá)下調(diào)且TIPE2的表達(dá)和疾病之間呈負(fù)相關(guān)。自身反應(yīng)性T細(xì)胞過度活化是SLE的標(biāo)志物之一，TIPE2基因表達(dá)降低可能通過調(diào)節(jié)T細(xì)胞的活化而導(dǎo)致SLE的發(fā)病[24]。SLE患者的TIPE2表達(dá)下調(diào)可能導(dǎo)致CD8+T細(xì)胞對病毒感染高反應(yīng)性，誘導(dǎo)死亡靶細(xì)胞中核小體和SLE自身抗原的過表達(dá)。TIPE2的下調(diào)也可以導(dǎo)致自身反應(yīng)性T細(xì)胞對自身抗原過敏。還有研究表明TIPE2可減輕活化淋巴細(xì)胞來源的DNA(Activated lymphocyte derived DNA,ALD)-DNA導(dǎo)致的狼瘡小鼠狼瘡活動指數(shù)來緩解狼瘡病情發(fā)展[25]。

4.2TIPE2與乙型肝炎 有研究發(fā)現(xiàn)宿主的免疫反應(yīng)在肝細(xì)胞損傷中起到了重要作用。慢性乙型肝炎患者外周血中TIPE2表達(dá)水平與健康人相比顯著降低。TIPE2的表達(dá)與丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、總膽紅素以及患者的HBV負(fù)載量呈負(fù)相關(guān)。且在HBV誘導(dǎo)的肝炎小鼠模型中，TIPE2缺陷型小鼠比野生型小鼠表現(xiàn)出更嚴(yán)重的肝臟炎癥[26]。眾所周知，CD8+T細(xì)胞應(yīng)對HBV感染的肝細(xì)胞的免疫應(yīng)答在乙型肝炎的發(fā)病機(jī)理中起關(guān)鍵作用[27]。HBV特異性CD8+T細(xì)胞的數(shù)量和功能是病毒清除和疾病進(jìn)展及預(yù)后的重要標(biāo)準(zhǔn)。而有研究表明TIPE2在調(diào)節(jié)乙型肝炎患者HBV特異性CD8+T細(xì)胞功能中發(fā)揮重要作用[28]。其研究指出TIPE2主要在CD8+T細(xì)胞而不是CD4+T細(xì)胞中下調(diào)。具有TIPE2低水平的CD8+T細(xì)胞更活躍且容易產(chǎn)生更多的穿孔素/顆粒酶和INF-γ。而HBV感染患者中被感染的肝細(xì)胞則是通過病毒特異性CD8+T細(xì)胞以FasL和穿孔素/顆粒酶途徑來造成肝細(xì)胞導(dǎo)致的損傷[29，30]。這表明TIPE2可能通過下調(diào)穿孔素/顆粒酶和INF-γ而抑制CD8+T細(xì)胞導(dǎo)致的細(xì)胞溶解殺傷。

4.3TIPE2與RA 有研究表明RA患者外周血TIPE2與正常人群相比其mRNA及蛋白表達(dá)水平均增高，且活動期高于緩解期[31]。還有研究表明RA小鼠脾細(xì)胞中TIPE2的表達(dá)高于對照小鼠，TIPE2的表達(dá)增加還與含有PEST序列的核蛋白(PEST-containing nuclear protein,PCNP)的表達(dá)呈正相關(guān)。PCNP是一種主要存在于細(xì)胞核內(nèi)的泛素化蛋白連接酶，參與蛋白質(zhì)降解的泛素化途徑，并與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)相關(guān)[24,32]。TIPE2與RA發(fā)病之間有著密切關(guān)聯(lián)，這些均提示TIPE2的表達(dá)可用于臨床評估RA。

4.4TIPE2與支氣管哮喘 調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(T regulatory cells,Treg)可以抑制潛在的有害免疫應(yīng)答，抑制炎癥反應(yīng)及對外周免疫耐受的氣道高反應(yīng)性[33]。Treg細(xì)胞的特征是表達(dá)叉頭盒轉(zhuǎn)錄因子(Forkhead box transcription factor,Foxp3)，F(xiàn)oxp3對幼稚T細(xì)胞向Treg細(xì)胞分化的表型表達(dá)擴(kuò)增的至關(guān)重要[34，35]。有研究表明藏紅花素可以通過TIPE2來激活Treg細(xì)胞以減輕哮喘發(fā)作速度，并指出一條未被識別的TIPE2和Foxp3之間的信號通路，其對于通過調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞緩解哮喘嚴(yán)重程度尤其是藏紅花素治療之后的嚴(yán)重性有重大意義[36]。

5 小結(jié)與展望

總之，TIPE2作為一種新型的免疫負(fù)調(diào)控蛋白在SLE、乙型肝炎、RA及支氣管哮喘等炎癥相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展中具有一定的作用。但關(guān)于TIPE2在炎癥相關(guān)疾病中的分子機(jī)制及其與某些信號通路的關(guān)系還不明確。以TIPE2作為研究靶點(diǎn)，探索其在炎癥相關(guān)疾病中的分子機(jī)制，深入研究TIPE2分子的調(diào)控對疾病發(fā)生發(fā)展的作用，還有待進(jìn)一步深入研究，這將為炎癥相關(guān)疾病的預(yù)防、療效判斷提供新的指標(biāo)。由于炎癥反應(yīng)失控參與了休克等重癥的發(fā)展進(jìn)程，因此，TIPE2表達(dá)在急危重癥中的作用值得關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，TIPE2基因敲除小鼠較野生型小鼠對小劑量內(nèi)毒素攻擊表現(xiàn)出高敏感性[3]，而TIPE2過表達(dá)參與了失血性休克后的免疫抑制，說明TIPE2參與了休克的發(fā)展進(jìn)程，但詳細(xì)作用與機(jī)制還不清楚。今后，應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注TIPE2這一新靶點(diǎn)對休克免疫功能紊亂作用的相關(guān)研究，以期通過調(diào)控TIPE2表達(dá)為休克的預(yù)防、治療提供新思路和新靶點(diǎn)。