肿瘤坏死因子α诱导蛋白8家族在肿瘤发生发展中作用的研究进展①

翟嘉怡 康思思 杜会博 张 红 张立民 蒋丽娜 （河北北方学院微循环研究所，张家口075000）

肿瘤坏死因子 α 诱导蛋白 8（tumor necrosis fac‐tor α induced protein 8，TNFAIP8/TIPE）是由肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）诱导产生的一组蛋白质，最早被确定的成员是TNFAIP8（TIPE），同时被命名为SCC-S2，在头颈部鳞状细胞癌（head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）细胞(PCI-06B)中被鉴定为部分cDNA 克隆，源自转移性辐射HNSCC 患者［1］。随后发现其编码的Fas相关死亡结构域样白介素-1β-转化酶抑制蛋白（Fasassociated death domain-like interleukin-1β -convert‐ing enzyme-inhibitory protein，FLIP）的蛋白序列与细胞死亡调节蛋白的死亡效应域Ⅱ（death effector do‐mainⅡ，DED Ⅱ）具有高度同源性。目前研究表明，TNFAIP8 家族至少由 4 个 TNF-α 诱导的蛋白组成，即：TIPE、TIPE1、TIPE2 和 TIPE3，各成员之间的序列结构具有高度相似性，且结构中都含有死亡效应域，因此被认为是一个新的死亡效应亚家族［2］。这四种蛋白都表现出高度保守的TIPE2 同源域（TIPE2 homology，TH）区域的高同源性，该同源区域含有7 个α 螺旋和疏水腔，这些蛋白通过疏水腔与脂质信使相互作用［3-4］。虽然这4 种蛋白结构相似，但生物学功能各不相同。如：TIPE 可调节细胞生长、凋亡并可以促进肿瘤转移［3］；TIPE1 调控自噬；TIPE2 负调控固有免疫应答和适应性免疫应答［5］。除了免疫调节功能外，TNFAIP8 家族的4 种蛋白在肿瘤发生发展的作用研究受到众多学者的关注。本文拟综述TNFAIP8 家族在多种肿瘤发生发展中的作用。

1 TIPE与肿瘤

TIPE 亦命名为TNFAIP8、SCC-s2、GG2-1、NDED和MDC-3.13，分子量为23 kD，位于细胞质中。TIPE 在骨髓、淋巴结、胎盘、脾脏、胸腺和甲状腺组织中表达较高，在肾上腺、心、肺、卵巢、骨骼肌、脊髓和睾丸组织中表达相对较低，在脑组织不表达［6］，其亦表达于未受刺激的内皮细胞和细胞因子激活的内皮细胞［7］。此外，TIPE在慢性粒细胞白血病、淋巴细胞白血病和肺癌等不同癌细胞中有过度表达，在原发性和转移性HNSCC 细胞中表达有差异性［6］。在癌组织中，TIPE 的v1 转录变体表达下调，而v2 转录变体呈过度表达，并通过抑制p53 的功能来调节癌症的进展［8］。

1.1 TIPE 的调控因子 TNF-α、核因子活化 B 细胞κ 轻链增强子（nuclear factor kappa-light-chain-en‐hancer of activated B cells，NF-κB）和卵清蛋白上游启动子转录因子（Chicken ovalbumin upstream pro‐moter transcription factor Ⅰ，COUP-TFⅠ）能够调控TIPE 的表达。携带核苷酸受体Co 阻遏因子1（nu‐clear receptor co-repressor，NCoR）、转录中介因子1β（transcriptional intermediary factor 1β，TIF1β）及乳腺癌组织缺失基因（deleted in breast cancer1，DBC1）的COUP-TFI 的阻遏物复合物负调控TIPE 的启动子。且用TNF-α 处理可以下调内源性COUP-TFI 蛋白水平，从而减轻对TIPE 启动子的抑制，进而诱导TIPE基因表达并最终减少Caspase-8 介导的细胞凋亡［9］。MONTEITH 等［10］发现，突变体 p53 基因通过与 TIPE基因座上的隐蔽p53 反应元件结合，调控促存活TIPE基因的表达。另外，GAO等［11］发现，microRNA-9负调控TIPE的表达，抑制胃癌细胞增殖和体内肿瘤生长。微小RNA-99a（microRNA-99a，miR-99a）和微小 RNA-138（microRNA-138，miR-138）在骨肉瘤细胞中也负调控TIPE的表达［12-13］。

TIPE 的几个下游靶点与癌细胞的存活、增殖、脂肪酸氧化、谷氨酸转运、低氧诱导因子-1α（hypox‐ia inducible factor-1，HIF-1α）信号转导和致癌转化密切相关。这些靶点包括鼠白血病病毒癌基因同源物（abelson murine leukemia viral oncogene homo‐log abelson，ABL1）、长链酰基辅酶A 脱氢酶（acyl-CoA dehydrogenase，long chain，ACADL）、表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）、酪氨酸蛋白激酶受体A3（erythropoietin-producing hepatocellular carcinoma A3，EPHA3）、抗 FAT3 兔多克 隆抗体（anti-FAT3 Rabbit polyclonal antibody，FAT3）、重组人FOXA1 蛋白（hepatocyte nuclear fac‐tor 3-alpha，FOXA1）、神经生长相关蛋白43（growth associated protein-43，GAP43）单克隆抗体、IL-24、IL-5、RAS 鼠类肉瘤病毒癌基因同源物（V-Ki-ras2 Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog，KRAS）、蛛毒素受体2（latrophilin 2，LPHN2）、肺癌转移相关转录本 1（metastasis-associatedlung adenocarcinoma transcript-1，MALAT-1）、甲硫氨酸（DL-Methionine，MET）、活化T细胞核因子5（nuclear factor of activated T-cells 5，NFAT5）蛋白抗体、核受体4A1（NR4A1）、重组人破骨细胞刺激因子（recombinant human osteo‐clast stimulating factor）、磷脂酰肌醇-3-激酶催化亚基 α（phosphoinositide-3-kinase，catalytic，alpha，PIK-3CA）、S100 钙结合蛋白P（S100 calcium-binding pro‐tein P，S100P）、溶质载体家族1（神经元/表皮高亲和性谷氨酸转运蛋白）成员1［solute carrier family 1（neuronal/epithelial high affinity glutamate transporter），member1，SLC1A1］以及肉瘤基因（sarcoma gene，SRC）［14］。此外，TIPE 可抑制 Hippo 信号通路靶点包括yes 相关蛋白（yes associated protein，YAP）和大肿瘤抑制因子1（large tumor suppressor gene 1，LATS1）的磷酸化，并提高细胞周期蛋白的水平［15］。

1.2 TIPE 在恶性肿瘤中的作用 研究发现，乳腺肿瘤标本和结直肠癌中TIPE 的表达显著高于邻近正常组织［16-17］。TIPE可以调控血管内皮生长因子受体-2（vascular endothelial growth factor receptor-2，VEGFR-2）的表达促进肿瘤及血管生成。TIPE 在体外和体内均诱导人乳腺癌细胞的侵袭和转移，外源的TIPE 过表达可增强细胞存活、肿瘤生长及进展，并与乳腺癌细胞中的 G1 期到 S 期的转变相关［6，16］。浸润性导管乳腺癌（invasive ductal breast carcinoma，IDC）患者组织样本中TIPE 表达水平升高与腋窝淋巴结转移、晚期TNM 分期、术后复发及生存率低呈正相关，显示TIPE 可以作为IDC 预后的生物标志物［18］。然而，癌症基因组图谱（the cancer genome at‐las，TCGA）数据库的RNA 测序显示，TIPE 的过表达与更好的总体生存率有关。

在结肠癌患者中也发现，TIPE 的过表达与增殖指数升高和淋巴结转移增加密切相关。TIPE 的基因敲减可导致结肠癌细胞（CACO2 和HCT116）的增殖、克隆形成及软琼脂克隆形成减少，TIPE 的抑制与细胞周期蛋白D1 和p-Rb 水平降低有关，TIPE 可能是结肠癌进展中的下游靶点［18］。非小细胞肺癌（non-small-cell lung cancer，NSCLC）患者的 TIPE 表达高于正常组织，且其升高与淋巴结转移和存活率低有关［19］。抑制TIPE 表达可导致肺癌细胞（A549和H1299）的增殖、集落形成能力、侵袭和迁移减少。TIPE 通过抑制大肿瘤抑制激酶1（large tumor sup‐pressor kinase 1，LATS1）调控Hippo通路促进肿瘤细胞的增殖和侵袭，而LATS1 是Yes 相关蛋白1（yes associated protein 1，YAP1）的负调控因子［20］。TIPE的过表达也见于肝细胞癌中，并且与TNM 分期、肿瘤复发和预后不良呈正相关。TIPE 通过抑制体外LATS1 和YAP 磷酸化增加HCC 增殖、转移和侵袭及体内肿瘤生长，进而引起对Hippo 信号通路的调节［17］。胰腺癌TIPE 的过表达与肿瘤分期、淋巴结转移和表皮生长因子受体（epidermal growth factor re‐ceptor，EGFR）水平有关，可促进肿瘤的进展［21］。在子宫内膜癌（endometrial cancer，EC）中也发现了TIPE 的过表达，且与FIGO 分期晚期、更高分级、深肌层浸润（MI）、淋巴血管浸润、淋巴结转移、复发、低存活率呈正相关。此外，TIPE 的过表达可独立预测EC 的复发、总体预后和无病生存率。TIPE 的过表达在肠内型胃腺癌（intestinal-type gastric adeno‐carcinoma，IGA）中与淋巴结转移、预后不良也有类似的相关性，TIPE 也是 IGA 的预后标志物［21］。在胃癌患者样本和细胞株中发现TIPE 水平的升高与TNM分期和淋巴转移有关，且胃癌细胞系中TIPE的下调会导致细胞生长、侵袭和转移降低［22］。TIPE 在铂类耐药上皮性卵巢癌（epithelial ovarian cancer，EOC）中的表达比铂敏感性疾病更高，并且与转移和存活率低有关，这表明它可预测EOC 中的铂耐药和治疗预后［23］。此外，食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）的TIPE 基因的沉默可以减少细胞增殖、迁移和侵袭，并增加ESCC 细胞的凋亡，也证明TIPE 是ESCC 中下段食管切除术后患者淋巴转移复发的预测因子［24］。

单核苷酸多态性（single nucleotide polymor‐phism，SNP）TIPErs11064 降低了微小 RNA-22（mi‐croRNA-22，miR-22）和 TIPE 的 3'-UTR 的结合亲和力，导致宫颈癌患者的蛋白表达增加，这种多态性也显示与宫颈癌风险、铂类耐药和低生存率的增加有关［25］。研究发现，含有特定 SNP rs1045241C>T 的TIPE 基因与中国人群中非霍奇金淋巴瘤（non-hodg‐kin's lymphoma，NHL）风险的增加有关，进一步证明了TIPE 在肿瘤发生中的重要性［26］。雄激素可诱导前列腺癌中TIPE的表达，且异种移植模型中反义寡核苷酸对TIPE 的抑制显著增强了辐射或多西紫杉醇介导的对异种移植模型中激素难治性PC-3 前列腺细胞肿瘤生长的抑制［27］。在颈部淋巴结转移患者的原发肿瘤组织中可见TIPE 进行性上调［28］。近期有研究表明，TIPE 参与了骨肉瘤（osteosarcoma，OS）的发生和发展，沉默TIPE 会通过抑制细胞周期和增加细胞凋亡而降低OS细胞的生存能力和生长，miR-138作为肿瘤抑制因子通过负调控TIPE发挥重要的抑瘤作用［12-13］。

2 TIPE1与肿瘤

TIPE1 在小鼠组织中包括肝组织、神经元、肌肉组织、雌性和雄性生殖器官的生殖细胞及上皮源性分泌细胞中均有表达。TIPE1 不表达于成熟B 淋巴细胞和T淋巴细胞，但在人的B淋巴母细胞和小鼠T淋巴细胞中表达。在多数人类癌细胞中检测到TIPE1 的mRNA 水平升高，如宫颈癌、卵巢癌、舌癌和黑色素瘤［29］。有研究表明，TIPE1 的下调抑制了小鼠成纤维细胞（NIH/3T3 和L929 细胞）程序性坏死，这表明 TIPE1 对于 Z-VAD-FMK 和 TNF-α 诱导的程序性坏死至关重要［4，30］。另外，TIPE1还可以调节自噬。例如，在6-羟多巴胺（6-OHDA）帕金森病模型中，氧化应激诱导了TIPE1表达，这反过来通过与TSC2结合受体FBXW5的竞争性结合而增加多巴胺能神经元的自噬；从而通过阻止mTOR 的蛋白酶体降解来增加结节性硬化症复合体2（tuberous sclero‐sis complex 2，TSC2）的稳定性，TSC2 是 mTOR 的关键负调控因子。TIPE1 与Rac1 呈负相关，这与TIPE相同，但与 TIPE 不同的是，TIPE1 可抑制 JNK 和 NF-κB 通路，抑制细胞周期蛋白D1、细胞周期蛋白B1、MMP-2 和 MMP-9，上调 Bax、Bik、Puma、Caspase-8 和Caspase-3，最终诱导凋亡、降低细胞生长［31-32］。

TIPE1 通过抑制骨肉瘤细胞单核细胞趋化蛋白-1受体（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）表达阻止肿瘤组织内巨噬细胞的浸润，发挥其抗肿瘤作用。研究发现，TIPE1 的过度表达抑制肝癌细胞生长、诱导肿瘤细胞死亡，TIPE1 在体内可显著减轻肿瘤负担，在体外可降低细胞增殖、诱导Caspase非依赖性凋亡，其作用机制为Rac1 和其靶点P65 抑制TIPE1 及c-Jun 氨基末端激酶通路，降低细胞生长，TIPE1 对肿瘤的预后具有监测作用［31］。在肺癌中也发现TIPE1 通过下调细胞周期蛋白D1、细胞周期蛋白 B1、MMP-2 和 MMP-9，上调 Caspase-8 和 Cas‐pase-3促进肿瘤细胞的凋亡，阻止体内肿瘤生长，降低肿瘤的侵袭力［32］。TIPE1 还可通过上调 Bax、Bik和Puma 等促凋亡蛋白介导小鼠巨噬细胞（RAW264.7）的凋亡和顺铂诱导的细胞死亡，也可降低体内肿瘤生长。

3 TIPE2与肿瘤

众所周知，Ras 是一种介导细胞存活、增殖、迁移和转化的癌基因。TIPE2 可以通过与RalGDS 蛋白家族的Ras 相互作用域结合来防止Ras 与其效应器蛋白形成活性复合物［33］。因此，TIPE2可作为Ras的抑制剂，阻止Ral 和Akt 的活化，并维持细胞存活和死亡之间的稳态，TIPE2 下调可导致Ral 和Akt 活化增加，细胞转移的增加，使细胞死亡减少，说明TIPE2是一种潜在的肿瘤抑制因子［34］。

与正常对照组比较，肾细胞癌（renal cell carci‐noma，RCC）组织中TIPE2显著升高及黏液瘤耐药蛋白 1（myxoma resistance protein 1，MX1；Ⅰ型干扰素诱导基因）下调，TIPE2 表达与TNM 分期呈正相关，与MX1 表达呈负相关，这表明TIPE2 在肾细胞癌发病机制中具有重要作用［35］。原发性肝细胞癌（pri‐mary hepatocellular carcinoma，HCC）患者TIPE2 的低水平表达与肿瘤侵袭和转移呈正相关，如HCC 细胞系中TIPE2 过表达会抑制Rac1 和减少F-肌动蛋白聚合，减少MMP-9和尿激酶型纤溶酶原激活剂（uro‐kinase plasminogen activator，uPA）的表达，最终减少肿瘤的转移和侵袭［36］。另外，TIPE2 过度表达，减少了 LPS 诱导的 TNF-α 对 MMP-13/MMP-3 的上调，减少了细胞转移和胞外信号相关激酶（extracellular signal-related kinase，ERK）1/2、NF-κB 活化，从而抑制 TNF-α 诱导的肝细胞癌转移［37］。WANG 等［38］发现丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）编码的非结构蛋白5A（non-structural protein 5A，NS5A）相互作用并诱导TIPE2 的降解，导致HCV 诱导的肝细胞癌发展。

胶质瘤组织和细胞也发现有较低水平的TIPE2表达。TIPE2 过度表达能够导致胶质瘤细胞的转移、侵袭和EMT 被抑制，其作用机制为抑制缺氧诱导的Wnt/β-catenin 级联的组成成分，如β-catenin、cyclinD1 和 c-myc 等组分的上调［39］。在前列腺癌中也发现TIPE2 水平下调和表达恢复，其作用机制是通过抑制PI3K/Akt信号传导来减少细胞转移、侵袭和EMT［40］。与正常胃黏膜上皮细胞相比，胃癌细胞中TIPE2 表达下调甚至检测不到，如让TIPE2 过表达，TIPE2 通过抑制 Akt 减少 PI3K/Akt/GSK3β/βcatenin 信号通路GSK3β 的激活，从而减少胃癌细胞的转移和侵袭［41］。体外结果也证实TIPE2表达与胃炎向胃癌的进展呈负相关，并且发现TIPE2上调p27的表达是其抑制肿瘤活性的潜在机制。另外，在胃癌组织中几乎检测不到TIPE2，这提示TIPE2 可能成为胃癌诊断、进展的低丰度生物标志物［42］。TIPE2可通过Akt/GSK-3β 信号传导和蛋白酶体依赖的方式解除对 EMT 标记物（如 Snail1，Snail2/Slug 和Zeb1）的调控，进而发挥其在胃癌中的抗转移作用［43］。TIPE2 的表达抑制了胃癌细胞生长并通过激活内在凋亡通路和抑制Akt 及ERK1/2 信号来诱导体内外细胞的凋亡［44］。肿瘤细胞TIPE2表达显著下调，且TIPE2 表达水平的增加与淋巴结转移和临床晚期呈负相关。TIPE2 的过度表达减少了肿瘤细胞的集落形成、转移和侵袭，并通过降低Rac1、F-actin的聚合活性和VEGF 的表达，使肿瘤侵袭性和血管生成显著降低［45-46］。

最近研究发现，TIPE2 在乳腺肿瘤组织和细胞中表达下调，并且TIPE2 在体内外的过度表达抑制了肿瘤生长，还通过抑制EMT 来减少乳腺癌细胞的转移和侵袭。TIPE2 对乳腺癌细胞β-catenin、细胞周期蛋白 D1、c-myc、p-p38、p-Akt 有抑制作用［47］。TIPE2 也能通过增强免疫反应和 IFN-γ、TNF-α 的分泌抵抗肿瘤，显著降低乳腺癌细胞的增殖、生长和转移［48］。TIPE2 在外周 T 淋巴瘤和弥漫性大 B 细胞淋巴瘤（diffuse large B-cell lymphoma，DLBCL）中表达上调。生发中心B 细胞（germinal centre B-cell，GCB）型 DLBCL 中 TIPE2 的上调明显高于非 GCB 型DLBCL，表明TIPE2可作为改善预后的预测指标［49］。TIPE2 可调节肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages，TAM）与皮肤鳞状细胞癌（skin squa‐mous cell carcinoma，SCC）之间的相互作用，巨噬细胞TIPE2的下调极大地影响了与SCC 细胞共培养时的表型修饰，并且具有高TIPE TAM 的患者与较差的五年生存率有关［50］。

4 TIPE3与肿瘤

4.1 TIPE3 的表达、定位 TIPE3 和其他 3 个家族成员相比，具有高度的结构和序列同源性，但关于它的生物学功能报道较少［4］。TIPE3 结构也含有大疏水腔的 TH 折叠，由 7 个 α 螺旋组成，其中 6 个与TIPE2 相似，另一个被命名为 NT 区域，其具有 19 个氨基酸序列独特的N-末端螺旋［7］。TIPE3 蛋白主要在上皮衍生的分泌细胞中表达，且表达水平不同，包括肾上腺、心肌、结肠、肾、肺、中枢神经系统神经元、胰岛、前列腺上皮、呼吸气管、小肠、胃、睾丸和子宫。然而，在食道和骨骼肌中并未发现其表达［51］。

TIPE3 分布在整个细胞质中，在细胞膜上浓度很高。TIPE3 的核定位可增加磷脂酰肌醇-4，5 二磷酸［Phosphatidylinositol-4，5-bisphosphate，PtdIns（4，5）P2］的核水平，作为转移蛋白质可结合并转移脂质第二信使PtdIns（4，5）P2，因此被认为是脂质传感器或脂质呈递蛋白。因磷酸肌醇水平在大多数癌症中高度上调，TIPE3 可能在肿瘤发生和炎症变化中发挥重要作用。TIPE3 在细胞环境中是通过升高PtdIns（4，5）P2 和 PtdIns3，（4，5）P3 水平来促进肿瘤发生［7］。TIPE3 中的 NT 区可能与其促肿瘤活性有关，因为TIPE3的缺失逆转了其增殖活性，并诱导了肺、膀胱和结直肠癌细胞系的细胞死亡［7］。

4.2 TIPE3 在恶性肿瘤中的作用 TIPE3 在人肺、宫颈、结肠和食道癌组织中表达增加；在人星形细胞瘤、肺癌、肝癌、慢性粒细胞白血病和来自胃的未分化的癌细胞系呈中度表达；在卵巢癌、子宫内膜癌、膀胱移行细胞癌和胃癌细胞中的表达很低［51］。在NIH 3T3-HRasV12 小鼠移植瘤模型中，TIPE3 过度表达促进了肿瘤生长，而在TIPE3缺失的小鼠，推迟了致癌物诱导肿瘤发生。TIPE3 的TH 结构域中的任何分子改变，都高度影响其脂质结合能力，如PtdIns3，（4，5）P3 水平和 Akt 活化［7］。通过磷酸化信号通路来增加TIPE3 水平，进而激活Akt 和MAPK，这取决于PI3K 和PLC 的活性。最近研究发现，TIPE3蛋白的亚细胞定位与NSCLC细胞的增殖和转移密切相关。研究证明，TIPE3 过表达，定位于细胞膜上，并通过激活Akt 和ERK 信号传导，增加NSCLC 细胞生长和转移，使其具有致癌作用。TIPE3 的强制胞质定位通过失活TIPE3、Akt 和ERK信号抑制细胞的增殖和迁移，从而发挥相反的作用［52］。与邻近的正常组织相比，TIPE3 在乳腺癌组织中过度表达，并且从导管原位癌到IDC 到淋巴转移癌，TIPE3 的过度表达与疾病进展呈正相关，这也与人表皮生长因子受体2 的表达呈正相关。下调TIPE3 可显著减少乳腺癌细胞的增殖、转移和侵袭，并且使MMP-2 和uPA 水平升高。体外研究也发现，TIPE3 过度表达极大增加了乳腺癌小鼠模型中的肿瘤转移［53］。

5 小结

TNFAIP8 家族4 种蛋白在不同癌症中的差异表达，表明它们有可能成为各种癌症的诊断、预后和治疗的生物标志物。此外，沉默TIPE会抑制细胞周期、增加细胞凋亡，从而抑制癌细胞生长；TIPE1 降低细胞增殖、诱导细胞凋亡的主要作用机制为Rac1和其靶点P65 抑制TIPE1 及c-Jun 氨基末端激酶通路；TIPE2 则可通过激活内在凋亡通路和抑制Akt、ERK1/2 信号来诱导细胞的凋亡；而定位在细胞质上的TIPE3，可失活Akt 和ERK 信号从而抑制细胞增殖和转移。与其他3种蛋白不同，TIPE2还可增强免疫反应以及 IFN-γ、TNF-α 的分泌抵抗肿瘤，从而降低癌细胞的增殖和转移。目前，关于TIPE1 和TIPE3 的研究报道较少，后续研究应多关注这两个成员在肿瘤发生、发展中的重要作用。另外，TN‐FAIP8家族的蛋白在不同肿瘤中表达不同，关于TN‐FAIP8（TIPE）蛋白质家族在不同肿瘤发展中的实际作用应进行深入研究，使TNFAIP8 家族成员在肿瘤诊断、治疗和预后中起到更重要的作用。