馬廷政，汪徐春，孫玉潔*

1南京醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院細胞生物學系，2江蘇省人類功能基因組學重點實驗室，江蘇 南京 211166

19 世紀后期，William Coley 發(fā)現(xiàn)部分感染了細菌的腫瘤會發(fā)生壞死并消失［1］。1975 年，Carswell等［2］在基因上表征了導致腫瘤消退的因子，命名為“腫瘤壞死因子”（tumor necrosis factor，TNF）。直到1986 年腫瘤壞死因子受體（TNF receptor，TNFR）首次被報道，并發(fā)現(xiàn)表達TNFR 的細胞內包含一種新的蛋白質結構域，即死亡結構域（death domain，DD，約80個氨基酸組成），能夠募集半胱天冬酶，誘導細胞凋亡［3-4］。

目前，在人類中已發(fā)現(xiàn)28 個與TNFR 具有高度同源性的成員，共同組成腫瘤壞死因子受體超家族（TNFR superfamily，TNFRSF）［5］。TNFRSF 成員 的特征性結構包括：半胱氨酸富集區(qū)（CRD）［6］、DD 及腫瘤壞因子受體相關因子（TNF receptor associated factor，TRAF）結合位點。TNFRSF 所有成員在細胞外區(qū)域均包含2～3個CRD。根據(jù)TNFRSF 細胞內區(qū)域是否包含DD，可將TNFRSF 分為兩類：死亡受體和非死亡受體。死亡受體包含DD，包括TNFR1、Fas、DR3、DR4、DR5 及DR6，可通過DD 募集并激活半胱天冬酶，誘導細胞凋亡。非死亡受體缺乏DD，通常在細胞內包含TRAF 結合序列，可直接招募TRAF 家族蛋白，主要包括CD40、LTβR 等，參與細胞存活、增殖及細胞因子分泌［4，7］。此外，不包含TRAF結合序列的非死亡受體，可作為誘餌蛋白，參與細胞內信號通路的負反饋調節(jié)。

TNFRSF 成員多由免疫細胞表達，并在免疫反應中發(fā)揮重要功能，促進淋巴細胞的存活、穩(wěn)態(tài)以及其他白細胞亞群的維持［5］。TNFRSF 與其配體TNFSF結合后，激活NF-κB信號通路，既可促進炎癥反應，也可誘導細胞凋亡、增殖與分化。在癌癥中，TNFRSF成員根據(jù)不同組織與細胞背景表現(xiàn)出抑癌與促癌雙向功能，如CD95（TNFRSF6）在橫紋肌肉瘤中通過誘導細胞凋亡發(fā)揮抑癌功能［8］，CD95 通過NF-κB、ERK 和caspase-8 等通路促進乳腺癌細胞系的遷移與侵襲，發(fā)揮促癌功能［9］。

TNFRSF19（TNF receptor superfamily 19，TROY，TAJ）是TNFRSF 家族的新成員，胞內區(qū)無DD，屬于非死亡受體。但其細胞內存在TRAF2結合序列，可激活NF-κB 信號通路，誘導細胞凋亡。TNFRSF19具有獨特的表達分布與功能，即在氣道上皮和腦組織中高表達，但在脾臟、胸腺等主要的淋巴組織中不表達，因而在免疫系統(tǒng)中不發(fā)揮功能。目前已知TNFRSF19主要在神經系統(tǒng)發(fā)育和毛囊發(fā)育中發(fā)揮生理功能。在癌癥中TNFRSF19具有促癌與抑癌雙向功能，如在膠質瘤［10-11］、鼻咽癌［12］中具有較強的促癌功能，但在肺癌中發(fā)揮抑癌效應［13］。

本文簡要概述了TNFRSF19在正常組織和癌癥中的功能及機制，提出了有潛力的研究方向，有助于進一步認識和探討TNFRSF家族成員在非免疫系統(tǒng)中的重要功能。

1 TNFRSF19膜蛋白的結構、表達與配體

1.1 TNFRSF19結構

TNFRSF19 是腫瘤壞死因子受體超家族成員，又稱為TROY、TAJ、TAJ-alpha、TRADE。TNFRSF19蛋白分子量為45 kDa，是由416 個氨基酸殘基組成的Ⅰ型跨膜蛋白［14］。TNFRSF19的胞外區(qū)，有1個作為信號肽的疏水區(qū)域（第1～29號氨基酸），在其之后為兩個半CRD 區(qū)（第30～168 號氨基酸），跨膜區(qū)是由25個氨基酸構成的疏水區(qū)域（第169～193號氨基酸），胞內C端由223個氨基酸構成（第194～416號氨基酸）。CRD 區(qū)作為TNFRSF 成員細胞外區(qū)域的特征性結構，是其配體TNFSF 的結合區(qū)。然而，目前尚未發(fā)現(xiàn)TNFRSF19 的配體。TNFRSF19 的胞內區(qū)并沒有DD結構域，但存在TRAF2結合序列（TLQE，第276～279號氨基酸）［15-16］，可激活NF-κB信號通路及JNK途徑，從而誘導caspase非依賴性細胞死亡。

1.2 TNFRSF19表達分布

TNFRSF19在胚胎期高度表達于腦和上皮組織（皮膚、細支氣管上皮、胃上皮、結膜、耳蝸、舌）［17］，出生后則主要表達于氣道上皮、毛囊和腦等組織。但是，未檢測到TNFRSF19在脾臟、胸腺等主要淋巴組織表達，提示其很可能不參與免疫調節(jié)。目前，TNFRSF19 在神經系統(tǒng)中的研究較為廣泛，其特異性地高表達于神經干細胞、星形膠質細胞，在神經元的表達量極少［18］，整個胚胎發(fā)育期在嗅神經層持續(xù)表達，出生后在嗅球小球層有表達。

1.3 TNFRSF19的配體

1999 年Hu 等［16］首次研究了TNFRSF19 潛在的配體及其表達分布，并依據(jù)流式細胞術（FACS）結合酶聯(lián)免疫吸附實驗（ELISA）提出，在Raji 細胞、GM847 細胞、293 細胞和K562 細胞中可能存在TNFRSF19的配體蛋白。但是，TNFRSF家族的經典配體成員TNFSF11、TNFSF12、TNFSF13B、TNFSF14、TNFSF15 及TNFSF18 等均不與TNFRSF19 結合，最終未能鑒定出TNFRSF19 的配體蛋白。2008 年，Hashimoto 等［19］通過免疫共沉淀實驗（Co-IP）證明淋巴毒素α（lymphotoxin-α，LTα）與TNFRSF19 在同一復合物中，即LTα是TNFRSF19的潛在配體蛋白，但缺乏LTα與TNFRSF19 直接結合證據(jù)。迄今為止，TNFRSF19依然為孤兒受體，其配體蛋白尚不明確。

2 TNFRSF19在癌癥中的功能

2.1 TNFRSF19的促癌功能

2.1.1 膠質瘤

臨床數(shù)據(jù)顯示，TNFRSF19 表達隨神經膠質腫瘤分級的增加而增加，與患者生存期呈負相關。TNFRSF19 的高表達刺激膠質母細胞瘤細胞侵襲，增加對替莫唑胺化療及放療的耐藥性［20］。

機制研究顯示，PDZ-RhoGEF、RKIP（Raf kinase inhibitor）是TNFRSF19誘導的膠質母細胞瘤細胞侵襲和存活的信號效應因子，TNFRSF19 在膠質母細胞瘤中過表達，通過Rho 信號通路促進膠質瘤細胞侵襲［10，21］。TNFRSF19 基因在膠質瘤細胞中過度表達，激活依賴Pyk2方式的Racl信號從而促進膠質瘤細胞的侵襲和轉移［11］。此外，TNFRSF19與EGFR相互作用，可激活NF-κB 信號通路，促進膠質瘤的侵襲［22］。抑制TNFRSF19的表達可減緩膠質瘤在體內和體外的生長。TNFRSF19-EGFR 復合物在調節(jié)膠質母細胞瘤細胞侵襲中發(fā)揮重要作用。這些研究結果表明TNFRSF19在調節(jié)膠質母細胞瘤細胞侵襲中發(fā)揮重要作用，為發(fā)現(xiàn)膠質母細胞瘤潛在治療靶點提供了新思路。

2.1.2 鼻咽癌

研究發(fā)現(xiàn)TNFRSF19基因是鼻咽癌易感基因［23-25］，當TNFRSF19基因在鼻咽上皮細胞中高表達時可與TRAF 家族成員相互作用，激活JNK 通路從而誘導caspase非依賴的細胞死亡。TNFRSF19在鼻咽上皮細胞的異常表達可能導致鼻咽癌的發(fā)生。

2018年，Deng等［12］實驗表明，TNFRSF19通過與TGFβR1直接相互作用抑制TGFβ信號，促進鼻咽癌發(fā)生。TNFRSF19 在鼻咽癌中高度表達，是細胞增殖和鼻咽癌發(fā)展所必需的。然而，與大多數(shù)的腫瘤壞死因子受體不同，在鼻咽癌中TNFRSF19 不參與NF-κB激活也不與TRAF蛋白質相互作用。鼻咽癌中TGFβR1 與TNFRSF19 直接相互作用，TNFRSF19與TGFβR1 胞質端激酶結構域結合，從而阻止Smad2/3 與TGFβR1 結合和隨后的細胞周期阻滯信號轉導。TNFRSF19的高表達與TGFβ活性降低、鼻咽癌患者的不良預后相關。

2.1.3 其他癌癥

除了膠質瘤和鼻咽癌，臨床數(shù)據(jù)提示TNFRSF19還與多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關。如TNFRSF19促進前列腺癌惡性進展，提示其可作為前列腺癌的預后標簽［26］。在原發(fā)和轉移性黑色素瘤中TNFRSF19特異性高表達［27］，是促進黑色素瘤細胞生長的原因之一。對骨髓增生性腫瘤（myeloproliferative neoplasm，MPN）的基因芯片和蛋白質組分析發(fā)現(xiàn)，MPN 中TNFRSF19 調控骨髓干細胞的凋亡，在CD34+骨髓干細胞和粒細胞中TNFRSF19 持續(xù)性高表達［28］。此外，Sch?n 等［29］研究發(fā)現(xiàn)，TNFRSF19 在結直腸癌細胞系和原發(fā)性結直腸癌中過度表達，作為β-catenin 靶基因，TNFRSF19 通過Wnt/β-catenin經典通路激活NF-κB信號通路，進而可能參與結腸直腸腫瘤的發(fā)展。

2.2 TNFRSF19的抑癌功能

2.2.1 胃癌

2017年，F(xiàn)ranzisk等［30］發(fā)現(xiàn)TNFRSF19高表達可能是一種新的腸型胃癌的良好預后標志物。實驗證明TNFRSF19在人胃組織不同細胞類型中廣泛表達。TNFRSF19在胃癌細胞中的表達比鄰近非腫瘤胃黏膜細胞低，TNFRSF19 在腸型胃癌細胞中表達比在彌漫性胃癌細胞中更高。在腸型胃癌中，TNFRSF19 表達降低與整體生存的顯著降低相關（P=0.006）。2019 年，Saberi 等［31］發(fā)現(xiàn)Wnt 信號通路的兩個靶基因，TNFRSF19 和LGR5 參與了胃腸道上皮的生成和維持。LGR5 可激活Wnt 經典通路，而TNFRSF19 在Wnt 經典通路中發(fā)揮抑制功能。對30 例腸型胃癌組織的分析顯示，胃癌組織中TNFRSF19和LGR5的表達水平呈負相關，TNFRSF19可能通過負調控LGR5的表達抑制Wnt經典信號通路發(fā)揮其抑癌作用。

2.2.2 肺癌

全基因組關聯(lián)分析顯示，TNFRSF19 基因位于13q12.2肺癌風險染色質區(qū)［32］。本課題組研究發(fā)現(xiàn)，在13q12.2 肺癌風險染色質區(qū)存在1 個肺癌特異性抑癌增強子13q-Enh，而TNFRSF19 是其關鍵靶基因。13q-Enh 增強子可通過形成染色質環(huán)上調TNFRSF19 的表達，有效抑制肺癌特異性強致癌物誘導的正常支氣管上皮細胞DNA 損傷和惡性轉化［13］。對臨床樣本的分析進一步顯示，肺癌組織中TNFRSF19表達水平顯著低于癌旁組織，TNFRSF19的表達水平與肺癌TNM臨床分期呈負相關，與患者生存期呈正相關［13］。這些結果表明，TNFRSF19 是一個肺癌抑制基因，但具體抑癌機制尚待闡明。

2.2.3 肝癌

2020 年，Guo 等［33］鑒定出一種新的肝癌miRNA（miR-HCC3），可以通過直接結合TNFRSF19 和RAB43 的3′端非編碼區(qū)來抑制它們的表達，促進肝癌細胞的增殖和上皮-間質轉化。但在肝癌中TNFRSF19的具體抑癌機制尚不明確。

3 TNFRSF19在生理條件下的功能

3.1 TNFRSF19在神經系統(tǒng)中的功能

3.1.1 TNFRSF19參與形成NgR1/TNFRSF19/LINGO-1復合物

TNFRSF19 作為NgR1/p75/LINGO-1 復合物中p75 的替代物，與p75 在NgR1 上有相同的結合位點［34］。NgR1/TNFRSF19/LINGO-1 復合物同樣可以激活Cos7細胞中的RhoA信號通路轉導神經抑制信號［35］。研究表明，TNFRSF19 也通過與RhoGDIα直接相互作用介導下游RhoA激活和Nogo誘導的軸突生長抑制［36］。

TNFRSF19作為p75的功能替代物，在細胞衰老期可與NgR1 蛋白相互作用。隨著細胞老化，小膠質細胞中NgR1、TNFRSF19和LINGO-1的表達增加與神經退行性疾病的發(fā)病相關［37］。NgR1/TNFRSF19/LINGO-1受體復合物異常與結節(jié)性硬化癥及Ⅱb型局灶性皮質發(fā)育不良［38］、發(fā)育中海馬區(qū)突觸抑制相關［39］。因此，TNFRSF19 是潛在的提高細胞移植治療中樞神經系統(tǒng)損傷療效的靶點［40］。

3.1.2 TNFRSF19在腦血管發(fā)育中的作用

研究發(fā)現(xiàn)DR6（TNFRSF21，主要表達于分化神經元和T 細胞）和TNFRSF19 參與調節(jié)腦血管發(fā)育。DR6 和TNFRSF19 是斑馬魚和小鼠中樞神經系統(tǒng)特異性血管生成的調控因子。在Cos7 細胞中經Pulldown 實驗證明TNFRSF19 可自身形成寡聚體，且DR6 和TNFRSF19 存在直接相互作用。TNFRSF19 通過血管內皮生長因子（VEGF）介導激活JNK信號通路，參與腦血管發(fā)育的調節(jié)［41］。

3.2 TNFRSF19在細胞凋亡中的功能

TNFRSF 成員受體受到凋亡信號的激活以后，其胞質內的DD便會募集凋亡相關因子啟動凋亡程序［42］。但TNFRSF19 的胞質區(qū)并沒有DD。2000 年Eby 等［15］研究發(fā)現(xiàn)，將TNFRSF19 轉染293T 細胞會導致細胞死亡。其死亡特征包括細胞質腫脹、沒有核碎裂的出現(xiàn)、無半胱天冬酶的激活等。2004 年，Wang 等［42］又發(fā)現(xiàn)，TNFRSF19誘導的細胞死亡還有線粒體膜電位消失、絲氨酸磷脂外翻等特征。以上研究表明，TNFRSF19 可誘導細胞的副凋亡［43］。TNFRSF19 誘導副凋亡的具體信號途徑可能與TNFRSF 其他成員的信號途徑一致，即激活JNK 和NF-κB信號途徑。2000年，Eby等［15］發(fā)現(xiàn)TNFRSF19能夠激活JNK 信號途徑誘導細胞凋亡，TNFRSF19的胞內段存在TRAF2 的結合位點，且TRAF2、TRAF5 或TRAF6 顯負性的突變體都能夠抑制TNFRSF19 介導的NF-κB 通路激活，這一特點與TNFRSF家族中其他非死亡受體成員一致。

3.3 TNFRSF19在干細胞中的功能

3.3.1 腦干細胞標簽

2018 年，Basak 等［44］發(fā)現(xiàn)TNFRSF19+腦干細胞通過沉默機制進行循環(huán)，并通過感知龕位占用率來調節(jié)其數(shù)量。TNFRSF19是室管膜下區(qū)（subependymal zone，SEZ）中成熟神經干細胞（neural stem cell，NSC）的標志物。該研究模型表明，NSC的自我更新能力隨著占據(jù)相同封閉龕位的NSC 數(shù)量的增加而降低。TNFRSF19+腦干細胞與鄰近的NSC干細胞的數(shù)量符合上述模型。在分子水平上，它們共同競爭有限的心室和內皮表面及其他SEZ細胞類型產生的龕位因子，或者通過NSC細胞間直接接觸發(fā)揮抑制作用。

3.3.2 TNFRSF19 在人多能間質干細胞（hMSC）分化中的作用

生物信息分析和雙熒光素酶報告基因實驗證實TNFRSF19是Wnt/β-catenin通路的靶點之一。在hMSC 細胞中敲除TNFRSF19 基因會下調堿性磷酸酶的活性，后者是Wnt3a 誘導的成骨細胞分化的標志物。同時，該基因的高表達可以提高堿性磷酸酶的活性。相應地，敲除TNFRSF19 基因或者過表達TNFRSF19 基因會分別顯著提高或降低脂肪形成。TNFRSF19 在hMSC 分化為成骨細胞或脂質細胞中具有調節(jié)因子的作用［45］。2019 年，Pei 等［46］同樣發(fā)現(xiàn)，TNFRSF19作為Wnt 信號通路下游靶基因，參與調節(jié)hMSC 向成骨細胞譜系的分化。2014 年，Wu等［47］發(fā)現(xiàn)骨發(fā)育過程中Runx2 轉錄因子可結合在TNFRSF19 啟動子區(qū)域，上調其轉錄表達水平。在成骨細胞分化過程中，Runx2 的耗竭會導致TNFRSF19 表達顯著下降，進而調控成骨細胞分化。目前，TNFRSF19調節(jié)hMSC分化的下游信號通路尚不明確。

3.3.3 胃、小腸與腎干細胞標簽

2013 年，F(xiàn)afilek 等［48］發(fā)現(xiàn)分化的TNFRSF19+胃干細胞作為儲備干細胞，可產生胃上皮的所有細胞系。TNFRSF19 陽性的干細胞亞群能夠補充整個胃單位，本質上是作為靜止的儲備干細胞。此外，TNFRSF19在小腸正常干細胞中與LGR5（leucine-rich repeat-containing G-protein coupled receptor 5）直接相互作用，形成TNFRSF19、LGR5、LRP6、Frizzeld 四元復合體，抑制LRP6 的磷酸化，進而抑制Wnt 信號通路。2017 年，Schutgens 等［49］發(fā)現(xiàn)TNFRSF19 是小鼠腎臟發(fā)育過程中上皮祖細胞/腎干細胞的標簽，在成年腎臟細胞的更新中也發(fā)揮重要作用。

3.4 TNFRSF19在毛囊發(fā)育中的功能

2019 年，Lim 等［50］發(fā)現(xiàn)化療藥物環(huán)磷酰胺可誘導小鼠皮膚TNFRSF19 mRNA 高表達，從而引起脫發(fā)。2008 年，Johanna 等［51］研究表明XEDAR 和TNFRSF19信號通路在毛囊發(fā)育的起始階段具有相同功能，具有功能冗余性。XEDAR（TNFRSF27，主要表達于外胚層衍生物、胚胎毛囊）是另一種EDA皮膚特異性受體，作用于EDA 介導的NF-κB 激活。在XEDAR或TNFRSF19單基因敲除小鼠中，無明顯異常的皮膚附屬器表型。這可能與TNFRSF19 和XEDAR 在胞外TNFR 域中存在55%的序列同源性有關。此外，TNFRSF19和XEDAR都缺乏胞內死亡域，并都可與TRAF6 結合。因此，在皮膚附屬器發(fā)育過程中，TNFRSF19和XEDAR可能具有冗余補償功能，當XEDAR 缺陷時，TNFRSF19 突變體的脫發(fā)表型可能會加重，這種推測有待進一步研究。

4 結語

綜上所述，TNFRSF19 這一腫瘤壞死因子受體超家族中的獨特成員，具有重要的生理和病理功能，尤其是它既可抑癌又可促癌的獨特性，使其日益受到腫瘤生物學研究者和醫(yī)學工作者的關注。目前，盡管對于TNFRSF19 蛋白質的功能已有一定的認知，但對其在癌癥和干細胞等領域的認識還處于探索階段，未來對于TNFRSF19的研究，需要更多關注以下幾個方面：①進一步確認TNFRSF19 在不同腫瘤中的抑癌或促癌功能；②通過分析確定不同細胞譜系中蛋白的互作圖譜，探討不同的細胞背景如何影響TNFRSF19 的功能；③尋找并確定TNFRSF19的配體蛋白；④探討TNFRSF19激活下游信號通路的機制和多樣性；⑤TNFRSF19 對組織干細胞的調控功能與其促癌和抑癌功能之間的聯(lián)系。相信隨著對TNFRSF19 蛋白研究的不斷深入，將進一步豐富TNFRSF家族成員在人類疾病尤其是惡性腫瘤中的功能與機制，為探索疾病的發(fā)病機理和新的治療策略提供有價值的實驗和理論依據(jù)。