中华急诊医学杂志  2018, Vol. 27 Issue (12): 1409-1411
肿瘤坏死因子α诱导蛋白8样分子2的生物学特性及病理生理学效应
刘双庆, 姚咏明     
100048 北京,解放军总医院第一附属医院创伤研究中心

肿瘤坏死因子-α诱导蛋白8样分子2(tumor necrosis factor-α-induced protein 8 like 2,TIPE2)是最近发现的一种新型抗炎蛋白,最初被发现对免疫反应发挥负性调节作用[1],对机体天然免疫和获得性免疫均具有负向调控效应[2-3]。因此,深入了解TIPE2的生物学特性及其在疾病中的作用,对于进一步探索TIPE2的免疫调节机制及寻找针对相关疾病防治的新策略至关重要。

1 TIPE家族及其功能

TIPE家族是最新发现的免疫及肿瘤发生的调节因子,目前已发现四个高度同源的家族成员:TNFAIP8(tumor necrosis factor-α-induced protein 8,TIPE0)、TIPE1(TNFAIP8L1 TNFAIP8-like 1, 或者TNFAIP8L1)、TIPE2(TNFAIP8L2)和TIPE3(TNFAIP8L3)。TIPE0是TIPE家族的初始成员,首先发现于头颈鳞状细胞癌的细胞系,其过度表达可以抑制凋亡过程[4-5]。在肿瘤学领域,TIPE0高表达常与不良预后有关。与TIPE0相反,TIPE1具有促进凋亡的生理作用。在肝癌细胞中,TIPE1通过与Rac1相互作用,抑制下游p65和JNK信号的激活,促进胱天蛋白酶(caspase)介导的凋亡[6]。TIPE3在人类的多个器官中均有表达,在人类肿瘤组织中(肺癌、食管癌、宫颈癌、结肠腺癌等)表达高度上调[7-8],这也提示TIPE3可能与肿瘤的发生发展有关。TIPE3可以通过激活PI3K-Akt途径诱导肿瘤细胞的恶性转化[8]

2 TIPE2对炎症反应的调控作用

当机体遭到创伤、烧伤、中毒及微生物感染打击后,免疫系统识别到外来抗原时即活化免疫细胞,参与免疫反应,释放炎症因子,导致炎症发生。一定程度上,炎症反应对机体有益,可以清除致病微生物,促进机体恢复,但炎症反应一旦失衡,将导致多器官损伤,对机体造成致命威胁。

TIPE2是免疫和炎症反应的负向调节蛋白,基因敲除小鼠可以引起自发性多器官炎症、脾肿大和过早死亡,这种动物对Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)激活剂高度敏感[3]。有研究发现,缺乏TIPE2的表达可以导致非常严重的炎症疾病[1, 3]。同样,TIPE2表达缺失可促进脂多糖(LPS)激活巨噬细胞而诱导一氧化氮产生增多[1]。在小鼠的心肌缺血-再灌注模型中,TIPE2基因沉默后能降低炎症及心肌损伤;体外实验证实,TIPE2明显下调核苷酸结合寡聚域包含蛋白2(nucleotide-binding oligomerization domain-containing protein 2,NOD2)诱导的MAPK及NF-κB信号途径的激活,从而减少巨噬细胞生成促炎细胞因子[9]

Xi等[10]观察到,在慢性乙型肝炎病毒感染患者中TIPE2表达下降,且其表达水平与病毒载量和肝脏炎症指标呈负相关。在TIPE2敲除动物模型中,乙肝病毒可以引起更严重的炎症反应。在丙型肝炎中也有类似的发现。与之不同的是,在乙型肝炎病毒相关的慢加急肝衰竭(acute-on-chronic hepatitis B liver failure,ACHBLF)患者中TIPE2表达升高,TIPE2 mRNA表达在非存活组中明显增强。体外试验提示ACHBLF患者免疫应答能力显著下降,给予LPS刺激后细胞因子(IL-6和TNF-α)生成降低,且TIPE2表达升高。TIPE2表达水平与ACHBLF患者的病死率呈正相关[11]

尽管对于TIPE2负性调节炎症反应已获许多实验研究证实,但其确切调节机制仍有待阐明[9]。据报道,TLR可以调控TIPE2表达,从而进一步控制炎症反应的强度[1],而TIPE2缺乏的细胞反过来对TLR激活呈超敏反应,提示TIPE2在TLR介导的天然免疫过程具有重要调节作用[3]。Zhang等[9]发现TIPE2与NOD2炎症信号通路之间密切相关。可见,TIPE2参与炎症反应过程的机制十分复杂,仍需进一步探讨。

3 TIPE2对凋亡的影响

凋亡是细胞的一种基本生物学现象,它在生物的进化、内环境稳定及多个系统发育中发挥重要作用。凋亡受多基因严格控制,如Bcl-2家族、caspase家族、癌基因(如c-myc)、抑癌基因(p53)等。迄今为止,针对凋亡机制的研究仍不是十分清楚,而凋亡过程的紊乱则与许多疾病的发生有关。机体内多种信号分子通过对凋亡的调控进而发挥病理生理效应。

TIPE2包含有死亡效应结构域样的结构[3],而含有这类结构的蛋白能够对凋亡进行调节。Shi等[12]发现TIPE2在鼠佐剂性关节炎模型中对成纤维样滑膜细胞具有促凋亡作用。其机制是TIPE2上调了死亡受体5(DR5)的表达水平,促进了细胞凋亡蛋白酶的激活,抑制NF-κB途径的活化。TIPE2在肿瘤免疫中亦有促进凋亡的作用,例如TIPE2能加速肺癌细胞的凋亡,作用机制可能为通过调节p38 MAPK和Akt信号途径进而影响凋亡相关分子(caspase-3、caspase-9、Bcl-2和Bax)表达水平[13]

4 TIPE2对免疫细胞的调控效应

许多研究均证实TIPE2在免疫系统中具有负性调节作用,包括炎症及肿瘤性疾病[2-3, 9]。TIPE2广泛表达于淋巴组织,在小鼠体内TIPE2优先表达于造血细胞,特别是T淋巴细胞(包括调节性T细胞)[14],但是其在B淋巴细胞或淋巴组织的B淋巴细胞区域却几乎不存在[15]。而TIPE2在人体中的表达则广泛得多,除了造血系统,还包括肝细胞、神经元细胞、大脑干细胞及鳞状上皮细胞等[16]

免疫麻痹是脓毒症患者死亡的主要原因[17],而TIPE2对于维持免疫系统的稳态具有重要作用。Sun等[3]发现在小鼠脓毒性休克模型中,TIPE2-/-组与野生型动物相比,病程明显加快且程度显著加重,提示TIPE2在脓毒性休克的发病过程中发挥重要作用。严重脓毒症时淋巴器官中的树突状细胞(dendritic cells,DC)数量持续减少,功能发生紊乱且伴有成熟障碍,MHCⅡ及共刺激分子表达、IL-12分泌减少,导致机体抗原提呈能力削弱,T细胞活化障碍,造成天然免疫抑制[18]。DC作为主要抗原提呈细胞,介导了机体病原体识别及诱导特异性免疫应答,且在连接天然免疫和获得性免疫反应中起到桥梁作用。我们既往研究发现,TIPE2在DC的胞浆中表达;对TIPE2基因进行沉默后DC表达的共刺激分子及细胞因子能力均上调;基因敲除TIPE2后DC细胞成熟增加,促进T淋巴细胞的增殖分化及核内活化T细胞核因子(NF-AT)的激活,而当过表达TIPE2后结果正好相反[14],进一步印证了TIPE2的负性免疫调节效应。巨噬细胞作为免疫系统重要一员,是天然免疫的关键组成部分。巨噬细胞具有多种激活形式,包括经典激活与替代激活,两种形式功能差异显著。Li等[19]观察到系统性红斑狼疮(SLE)实验模型中,TIPE2可通过诱导巨噬细胞向M2表型分化减轻SLE的严重程度。Liu等[20]证实TIPE2诱导巨噬细胞向M2表型分化的机制系激活了PI3K-Akt信号途径。

在脓毒症动物模型中,红景天提取物治疗组TIPE2表达明显降低,与之相伴的是CD3+和CD4+ T淋巴细胞亚群计数较脓毒症组增加[21],提示TIPE2对脓毒症状态下T淋巴细胞具有显著影响。另据报道,过期流产的发生与免疫因素密切相关,过期流产组与对照组相比蜕膜组织中TIPE2表达明显减少,提示TIPE2对免疫功能的抑制作用减轻,减弱了母胎耐受,从而促进过期流产的发生[22]。在实验性结肠炎模型中,观察到TIPE2-/-组炎症损伤及细胞因子水平均比对照组减轻,表明TIPE2在黏膜免疫中亦发挥着负性调节效应[23]

5 TIPE2在相关疾病中的临床意义

近年来的资料提示,TIPE2参与了多种疾病的发生发展过程。与健康对照相比,SLE患者中外周血单核细胞TIPE2 mRNA表达明显减少,其表达水平与疾病的活动度呈负相关[24]。在儿童哮喘患者中,TIPE2表达水平低于健康对照组,其含量与嗜酸性粒细胞计数、IgE、白介素(IL)-4水平呈显著负相关。在动物脑卒中模型中,基因敲除TIPE2后大脑梗死容积增加且神经功能缺损明显加重,提示TIPE2具有保护脑缺血的潜在功能。

综上所述,TIPE2作为一种新发现的蛋白分子,对天然免疫、获得性免疫、全身免疫及局部免疫均发挥负性调节效应。同时对促进细胞凋亡、调节肿瘤转移复发均起到一定作用,从而为临床多种疾病的发病机制及治疗策略提供了新的思路,但目前针对TIPE2的具体功能及作用机制研究仍十分有限且深度不够,亟待进一步进行系统、深入探讨。

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