李 玲，舒婧嫻，何發(fā)忠，田 琳

(1. 中山大學附屬第五醫(yī)院藥學部； 2.珠海市人民醫(yī)院-暨南大學附屬珠海醫(yī)院藥學部，廣東 珠海 519000)

目前，國外對Tribbles假性激酶3(tribbles pseudokinase 3，TRIB3)在代謝疾病、癌癥、心血管疾病等領域的研究被廣泛關注，但它們的相互調控關系及分子機制尚未闡明。現有證據表明，癌癥發(fā)病與糖尿病相關，一些糖尿病致病危險因素及治療藥物能明顯影響癌癥發(fā)生發(fā)展，如高胰島素血癥、高循環(huán)胰島素樣生長因子1( insulin-like growth factor-1，IGF1)，通過胰島素、IGF1的促生長作用促進腫瘤發(fā)生發(fā)展[1]。同時，也有研究報道癌癥與心血管疾病有相同的發(fā)病機制，但通常被認為是共同的心血管危險因素的結果，例如年齡增長、吸煙、肥胖、高血壓、糖尿病、高脂血癥和缺乏運動[2]。除此之外，炎癥狀態(tài)也與癌癥，心血管疾病及糖尿病的發(fā)生發(fā)展密切相關。目前，臨床上為了改善癌癥預后，一些治療糖尿病或心血管疾病的藥物已被用于癌癥的輔助治療，如二甲雙胍、維生素D、他汀類藥物和阿司匹林。

多種應激反應，如營養(yǎng)缺乏、缺氧、高糖及高胰島素血癥，內質網應激，氧化應激可導致TRIB3表達上調，提示TRIB3在糖尿病，癌癥及心血管疾病過程中發(fā)揮“橋梁”作用。Li等[3]研究發(fā)現 TRIB3在細胞代謝調控通路中作為假激酶(pseudokinase)發(fā)揮作用，其Pseudokinase 及MEKs結構域能與多種轉錄因子及信號蛋白結合，進而抑制相關調控通路。 近10年的研究結果顯示，生理條件下的UPR-ERS能同時激活PI3K-AKT-mTOR及自噬通路改善應激適應調控，病理狀態(tài)下的UPR-ERS能使細胞代謝異常，最終導致細胞凋亡，而TRIB3被認為是“應激反應調節(jié)開關”的關鍵蛋白。TRIB3在2型糖尿病及其心血管病并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展過程中具有重要作用，但對TRIB3靶向藥物設計尚未取得進展，原因主要與TRIB3結構和廣泛的生物學效應有關。近期我們發(fā)現TRIB3與SMARCD3可能存在調控關系，提示針對TRIB3調控蛋白方向探索可能取得突破性進展，但仍需后期深入探究[4]。因此，本文將對TRIB3參與的調控通路疾病的防治進行綜述，旨在為糖尿病、癌癥、心血管疾病和神經系統(tǒng)疾病共同通路的分子機制方面提供參考和依據。

1 TRIB3與糖尿病

自2003年報道了TRIB3通過直接結合Akt并抑制Akt的磷酸化激活，進而介導肝臟胰島素耐受以來，TRIB3及其自身遺傳變異與糖尿病易感性、糖尿病并發(fā)癥的研究受到廣泛關注。由于TRIB3結構的特殊性，其調控的靶蛋白較多，體外研究證實Hek-293細胞葡萄糖缺乏狀態(tài)導致TRIB3表達上調，全基因組表達數據進一步揭示了大約40%與葡萄糖缺乏應答反應相關基因受TRIB3影響。TRIB3下調的基因主要受激活轉錄因子4(activating transcription factor 4， ATF4)調控，上調的基因受胰島素樣生長因子結合蛋白2 (insulin like growth factor binding protein 2，IGFBP2)調控。細胞饑餓狀態(tài)下IGFBP2(一種新的營養(yǎng)存活因子)表達水平下調，細胞凋亡增加并受TRIB3調控[5]。糖尿病大鼠較正常大鼠的主動脈夾層增厚及血管周圍纖維化增加，TRIB3表達增加，AKT及PI3K磷酸化水平降低，JNK及MKK4磷酸化水平增加，注射腺病毒-TRIB3 siRNA 12周后，結果被明顯逆轉，提示TRIB3也可能作為糖尿病血管并發(fā)癥治療的靶點。

1.1 TRIB3通過ATF4參與胰島素信號通路調節(jié)TRIB3是一種以肝臟為中心的表達模式的細胞應激誘導基因，它與應激反應調節(jié)和代謝控制有關。研究顯示，TRIB3通過抑制ATF4-C / EBP-ATF介導代謝應激激素成纖維細胞生長因子21 (fibroblast growth factor 21，FGF21)轉錄[6]。肥胖是2型糖尿病發(fā)展的主要危險因素，未折疊蛋白應答(unfolded protein response，UPR )介導的胰腺β-細胞死亡已被描述為棕櫚酸(PA)和促炎細胞因子促成糖尿病發(fā)展的常見機制。Nicoletti-Carvalho等[7]在RINm5F細胞研究發(fā)現PA能夠通過CHOP和ATF4誘導TRIB3表達介導細胞凋亡。同時，也有研究發(fā)現，肥胖導致內質網應激而激活ERK-ATF4-TRIB3抑制胰島素信號轉導途徑及激活CaMKII-P38/MK2-FoxO1信號通路能增加肝葡萄糖生成，最終導致糖尿病發(fā)生。TRIB3第二外顯子變異(Q84R)與 T2DM發(fā)病風險有關。研究發(fā)現，攜帶TRIB3 84R能夠使血漿C-肽水平顯著降低，胰島素分泌下降，這種作用主要通過TRIB3-ATF4復合體競爭性抑制關鍵外分泌基因CREB轉錄因子，同時TRIB3 84R 較 TRIB3 84Q有更好的穩(wěn)定性，并能增加與Akt的親和力。另外，過表達TRIB3 84R 小鼠胰島β細胞群減少，與增殖減少，凋亡比例增加有關[8]，提示TRIB3基因多態(tài)性通過影響TRIB3與ATF4相互作用，進而負性調節(jié)CREB在人和小鼠β細胞中的胰島素胞吐作用。

1.2 TRIB3通過ATF4參與藥物效應調節(jié)代謝應激狀態(tài)下，細胞的最主要保護機制是抑制mRNA的轉錄，而mTORC1是感知營養(yǎng)狀態(tài)及控制mRNA表達的關鍵復合物。低糖應激導致內質網應激，通過UPR激活PERK/AKT維持細胞存活，隨著細胞外葡萄糖的消耗，細胞以Caspase-3-ERK2/MEK1-ATF4-Bid/cFos/TRIB3依賴途徑凋亡能夠通過補充谷氨酸鹽α酮戊二酸酸逆轉[9]。天門冬酰胺酶導致氨基酸消耗、eIF2及GCN2的磷酸化激活(不影響IRS關鍵蛋白TRIB3 mRNA的表達)，促進小鼠脂肪肝形成。天門冬氨酰酶氨基酸消耗應激反應導致mTOCR1信號通路激活及ApoB100水平維持不依賴ATF4，但硫化氫生成依賴GCN2-ATF4通路[10]。維達列汀通過抑制細胞凋亡維持胰島β細胞存活。研究認為慢性內質網應激引發(fā)β細胞凋亡，維達列汀促進db/db小鼠中的β細胞存活與下調TRIB3、ATF4以及CHOP相關。

1.3 TRIB3參與細胞周期調節(jié)影響胰島素分泌胰島β細胞大部分都是post-mitotic細胞，抑制因素主要由高糖誘導胰島β細胞處于可塑狀態(tài)，并伴隨細胞胰島素水平降低，胰島β細胞增殖增加以及激素表達紊亂。胰島β細胞去分化被認為是糖尿病導致胰島β細胞功能紊亂的主要機制。阻止胰島β細胞分化能夠增加胰島素含量，而自身胰島素分泌增加能以細胞自適應的方式抑制胰島β細胞增殖。研究發(fā)現TRIB3是介導這條通路的關鍵信號分子：胰島β細胞胰島素合成分泌下降，TRIB3表達下調，p-Akt水平增加，細胞周期蛋白-D1(CyclinD1)表達上調[11]。

1.4 TRIB3通過PPAR-α/γ參與糖尿病疾病過程TRIB3與PPAR-γ存在蛋白相互作用。TRIB3在3T3-L1細胞中的表達能夠降低PPARγ轉錄活性，抑制3T3-L1細胞分化及降低細胞內甘油三酯水平。TRIB3可能受PCK2，PPARGC1A，PPARGC1B USF1，FOXO1和SREBP-1c調控影響肥胖患者胰島素耐受，PPAR-γ共激活因子1(PGC-1)基因敲減小鼠肝基線葡萄糖輸出減少引起低血糖。Koo等[12]研究發(fā)現PGC-1通過調控PPARα上調TRIB3表達，導致胰島素耐受，提示TRIB3抑制劑可能用于治療糖尿病。TRIB3參與糖尿病的調控機制總結如圖1所示。

Fig 1 Schematic overview of mechanism of TRIB3 in diabetes

2 TRIB3與癌癥

2.1 TRIB3與癌癥易感性大量研究顯示，TRIB3異常表達與結直腸癌，前列腺癌及乳腺癌等預后相關，具體分子機制尚不清楚。TRIB3在胃癌細胞高表達，同時與VEGFR表達及腫瘤血管密度相關，敲減TRIB3后VEGFR表達及內皮細胞募集下調，腫瘤血管生成受到抑制，提示TRIB3參與腫瘤血管的生成調控[13]。長鏈非編碼RNA FOXD2-AS1在膀胱癌(APL)中高表達，并與腫瘤分期，復發(fā)和預后不良有關。體內體外實驗研究表明FOXD2-AS1能夠促進膀胱癌細胞增殖，遷移和侵襲。機制研究發(fā)現FOXD2-AS1通過與TRIB3啟動子結合形成RNA-DNA復合物，進而抑制TRIB3的轉錄活性，激活Akt，增加E2F1(參與G/S轉換的重要轉錄因子)蛋白的表達。E2F1又能與FOXD2-AS1啟動子結合，形成反饋調節(jié)環(huán)路[14]。

2.2 TRIB3介導糖尿病并發(fā)癌癥進程研究表明糖尿病與癌癥發(fā)展有關?，F有觀點認為2型糖尿病和癌癥都有許多共同的代謝危險因素，如高胰島素/高胰島素樣生長因子，高血糖，缺糖損傷，缺氧及炎癥，但糖尿病如何促進癌癥發(fā)展進程的具體機制尚未闡明。研究發(fā)現，TRIB3能夠和自噬接頭蛋白(sequestosome 1,SQSTM1)相互作用介導代謝危險因素導致癌癥的發(fā)生發(fā)展[15]，高糖促進了非小細胞肺癌(Non-small Cell Lung Cancer，NSCLC)細胞的增殖和遷移，并且還誘導了NSCLC細胞的抗凋亡作用，其機制是高糖抑制GAS5的表達，降低TRIB3蛋白泛素化降解，進而導致NSCLC細胞的增殖，抗凋亡和遷移[16]，提示TRIB3在糖尿病患者并發(fā)癌癥風險中具有重要作用。有趣的是，多種代謝應激如葡萄糖消耗、高糖、缺氧、TNF-α也相應導致TRIB3表達上調。TRIB3介導IGF1誘導的P62集聚，過表達TRIB3沒有活化AKT及mTOR，但上調了P62的表達，TRIB3表達上調進一步干擾LC3與p62作用，促進腫瘤發(fā)生發(fā)展[17]。

2.3 TRIB3介導藥物抗腫瘤效應目前處于I期臨床試驗用于治療實體瘤的ABTL0812，能夠與PPARα/γ結合并激活PPARα/γ，間接誘導TRIB3表達上調，進而抑制Akt及mTORC1激活，并通過自噬途徑誘導細胞凋亡。大麻的活性成分四氫大麻酚(THC)能夠誘導神經酰胺積累及eIF2α磷酸化，并通過TRIB3依賴的Akt/mTORC1信號通路激活內質網應激反應而改善自噬死亡發(fā)揮抗腫瘤作用。谷氨酰胺酶抑制劑(BPTES)能夠顯著降低腫瘤增長，且谷氨酰胺饑餓導致ATF4集聚，進而誘導PUMA/NOXA/TRIB3激活介導細胞凋亡，同時，作者也發(fā)現，ATF4激動劑(FRT+EGCG)具有較好的抗腫瘤效應[18]。在A549細胞敲減TRIB3導致大黃素誘導的細胞凋亡減少，但對內質網應激誘導效應不影響，提示TRIB3參與大黃素通過誘導內質網應激介導的細胞凋亡[19]。Pep2-A2干擾TRIB3和SQSTM1的作用在正常和糖尿病小鼠中呈現出明顯的抗腫瘤效應[20]。TRIB3高表達能夠促進膀胱癌(APL)疾病進展及治療耐受，TRIB3與腫瘤蛋白PML-RARa結合抑制其類泛素化或者泛素化降解，還能抑制PML核心結構組裝，P53介導的細胞衰老，分化過程而維持細胞的自我更新?；蚯脺pTRIB3或者用全反式維甲酸/三氧化二砷干擾TRIB3/PML-RARa互作能夠根除APL。有趣的是，TRIB3表達上調能夠介導臨床一線抗癌藥物多柔比星，伊立替康或奧沙利鉑藥物效應，進一步提示了TRIB3的抗細胞凋亡作用[21]?？傊琓RIB3與癌癥發(fā)生發(fā)展密切相關，已報道分子機制總結如圖2所示。

Fig 2 TRIB3 regulation in development of cancer

3 TRIB3 與心血管疾病

目前，對TRIB3與心血管疾病研究較多的是TRIB3 Q84R基因多態(tài)性明顯影響患者胰島素抵抗狀態(tài)及心血管并發(fā)癥。研究發(fā)現TRIB3對于血小板生成的調節(jié)具有重要作用，TRIB3 Q84R基因變異導致患者體內血清semaphorin 3E升高而增加患者胰島素抵抗和頸動脈粥樣硬化。PTP1B是胰島素信號通路中的一個負性調節(jié)蛋白，研究發(fā)現敲減PTP1B能夠明顯逆轉衣霉素(tunicamycin)暴露導致的小鼠心肌收縮功能受損、細胞內Ca2+處理不當、內質網應激、自由基生成及細胞凋亡。同時，雷帕霉素誘導的自噬及TRIB3 的過度表達導致的小鼠心功能異常，自由基生成也能通過敲減PTP1B得到明顯改善?？寡趸瘎┗蚧虺聊琓RIB3能夠模擬PTP1B敲除介導的保護效應，提示PTP1B、TIRIB3可能是內質網應激介導的心功能損傷的潛在治療靶標。過表達AMPK相關蛋白SNK的小鼠心臟葡萄糖及棕櫚酸酯代謝降低，心肌耗氧量下降并能維持心肌正常收縮力及功能，敲減后則相反，其機制是TRIB3與SNK結合后，通過PPARα下調UCP3。同時，SNK在原發(fā)性心肌病患者中表達增高，并能降低UCP3依賴性心肌死亡，提示SNK影響心臟線粒體效率和缺血保護作用[22]。

4 TRIB3 與神經系統(tǒng)疾病

目前，TRIB3與神經系統(tǒng)疾病的相關性研究較少。已有研究報道，脫氧麻黃堿能作用于Nupr1通過ER-stress -caspase3-PARP凋亡途徑及TRIB3-Beclin-1自噬途徑引起多巴胺能神經元凋亡[23]。陳皮素具有多種有益作用，包括對癌細胞的抗增殖作用、對高脂血癥和高血糖的抑制作用以及在體外和體內對癡呆癥的改善作用，其能上調Ddit3、TRIB3、Asns、Slc6a9及Tmem116 基因表達，下調Ccna2、Ccne2、Txnip、Depdc1、E2F8、Hist1h1b和Kif11基因表達，提示TRIB3可能是糖尿病、癌癥、心血管疾病及神經系統(tǒng)疾病發(fā)生發(fā)展的共同分子基礎[24]。β-淀粉樣蛋白誘導神經細胞凋亡被認為是老年癡呆發(fā)病的主要病因，自噬和凋亡通路都參與調控。β-淀粉樣蛋白能誘導TRIB3表達上調，進而抑制AKT激活FoxO1及其核轉移定位，誘導前凋亡因子Bim激活。另外，TRIB3能夠間接激活Ulk1介導自噬凋亡途徑。FoxO1能進一步與TRIB3結合，上調TRIB3的表達。因此，β-淀粉樣蛋白使TRIB3- FoxO1反饋級聯(lián)放大的效應，可能作為治療老年癡呆的作用靶點。

5 小結與展望

本文關注的TRIB3在糖尿病、癌癥、心血管疾病、神經系統(tǒng)疾病發(fā)揮功能的基礎機制目前尚不完全清楚?？捎脭祿Y料顯示可能與其在細胞增殖，蛋白質降解，轉錄調節(jié)和經典信號轉導途徑調節(jié)中的復雜功能有關，甚至是在生理和病理狀態(tài)下發(fā)揮的生物效應也不同。

除了TRIB3參與疾病調控的分子機制有待深入探索外，針對TRIB3的研究成果轉化應用到臨床診斷與治療，藥物設計與研發(fā)仍具有重要意義。在不久的將來，結合TRIB3在靶組織中的表達水平，信號轉導通路中關鍵基因多態(tài)性及其他臨床特征，對糖尿病及其心血管并發(fā)癥等方面?zhèn)€體化診療的策略將會有所突破。同時，針對TRIB3相關生物標記的臨床轉化應用研究[25]及藥物研發(fā)也將是未來研究的重點。