柳杰,肖成,胡家伦,周晋宇,辉红蕾，段秋婷，王玉明

(昆明医科大学第二附属医院，昆明650000)

恶性肿瘤是世界范围内仅次于心血管疾病的第二大死亡因素，据美国癌症学会2018年数据统计，新发恶性肿瘤病例数为173.5万例，前列腺癌、肺癌和结直肠癌居男性恶性肿瘤发病率的前3位，占恶性肿瘤总发病例数的42%[1]。近年随着人民生活方式的改变，自2010年起，恶性肿瘤已成为我国居民的第一大死亡原因。据2018年国家癌症中心的统计，中国恶性肿瘤的发病率近十年来逐年升高,新发恶性肿瘤病例数380.4万例(男性211.4万例,女169.0万例)[2]。但迄今为止，人们对恶性肿瘤的发病机制仍不明确，诊断主要依靠影像学检查、生物标志物、组织活检，但三者均存在不同程度局限性。因此，迫切需要一种敏感性和特异性更高的生物标志物用于恶性肿瘤的早期诊断。甲状腺激素受体因子13(TRIP13)从基因类型上看属于蛋白编码基因，主要参与细胞减数分裂、细胞增殖和转移等过程。最新研究发现，TRIP13在多种恶性肿瘤组织中异常高表达。本文就TRIP13在多种恶性肿瘤中作用的研究进展作一综述。

1 TRIP13的结构和功能

TRIP13基因位于5p15.33，属于抗肌动蛋白抗体(AAA)-ATP酶超家族成员，编码432个氨基酸的蛋白质。TRIP13含有保守的AAA+结构域[3]，通过该家族蛋白质ATP水解能诱导底物蛋白质构象形成六聚体，从而发挥生物学功能[4，5]。TRIP13是一种关键的有丝分裂调节剂，在减数分裂、有丝分裂及重组过程中具有至关重要的作用。最近有研究发现，AAA+酶与恶性肿瘤进展有关[6]，如Reptin、pontin已被证实在多种恶性肿瘤组织中过表达，并与c-Myc和β连环蛋白相互作用，调节其转录活性，以促进恶性肿瘤进展，联合检测前列腺特异性抗原和Gleason可用于预测恶性肿瘤复发[7]。已有研究报道，TRIP13在结直肠癌(CRC)、头颈部恶性肿瘤、多发性骨髓瘤(MM)、肺腺癌等恶性肿瘤组织中异常表达，且能明显影响恶性肿瘤细胞增殖、侵袭和转移[8～10]。

2 TRIP13在恶性肿瘤中的作用

2.1 TRIP13在CRC中的作用 CRC是一种常见的、高发病率和病死率的恶性肿瘤。随着生物信息学的不断发展，通过对TRIP13的研究发现，过表达TRIP13与癌胚抗原、CA199和TNM分期相关。多变量分析显示，TRIP13可能是CRC的独立预后指标[11]，而且还可促进CRC细胞休外增殖、侵袭和转移以及体内皮下肿瘤形成。这些作用的潜在机制涉及TRIP13与介导G2-M转变和上皮-间质转化(EMT)的14-3-3蛋白YWHA2的相互作用。String数据库显示，TRIP13相互作用基因与其他DNA复制蛋白之间有明确的相互作用网络。已有研究表明，14-3-3蛋白在细胞周期、细胞凋亡和EMT中发挥关键性作用[12]，其中TRIP13以YWHA2调节的方式调节EMT,YWHA2敲低可中和N-钙黏蛋白(N-cadherin)、β-连环蛋白、Snail蛋白的上调效应和E-钙黏蛋白(E-cadherin)的下调效应。EMT是上皮细胞来源的恶性肿瘤细胞获得侵袭和迁移能力的重要生物学过程，可使上皮细胞失去极性，从而具备较高的侵袭与迁移、抗凋亡和降解细胞外基质的能力。原发性上皮组织恶性肿瘤细胞通过EMT形成具有迁移能力的间充质细胞，随血流转移至不同部位发挥生物学功能，在恶性肿瘤细胞开始转移时E-cadherin表达降低,E-cadherin可维持细胞间紧密连接，阻止细胞侵袭和转移，使恶性肿瘤细胞与周围细胞的黏附力下降并逐渐分离。随着细胞形态改变,开始表达多种间充质细胞相关蛋白(如Vimentin和N-cadherin等)。转移的恶性肿瘤细胞可以伸出伪足,内含肌动蛋白聚集成丝，肌丝收缩推动了细胞迁移；同时，恶性肿瘤细胞分泌蛋白酶降解细胞外基质,使基底膜产生局部缺损，以允许恶性肿瘤细胞通过。在此过程中，EMT在E-cadherin表达下调和细胞形态改变过程中起关键性作用。Cadherin表达可以在转录、翻译等多水平进行调节，在不同的恶性肿瘤中，E-cadherin功能缺失可由基因突变产生的蛋白异常、异常的转录后修饰(磷酸化或糖基化)和增加的蛋白水解所致。Zeb-1作为EMT最关键的转换分子，其表达可抑制miR-200，miR-200通过反馈调节抑制EMT过程。部分miRNA可通过靶向EMT中的转录因子(如Snai-1、Zeb等)或调节其中信号通路影响肿瘤转移。如抑癌基因p53可诱导miR-34a和miR-192的表达，进而抑制Snail-1和Zeb-2表达，阻止EMT进程。免疫组化结果也证实，YWHA2在TRIP13高表达的恶性肿瘤组织中高表达，而在TRIP13敲低的恶性肿瘤组织中低表达。Kurita等[13]通过体外实验证实，TRIP13与CRC细胞的增殖和侵袭能力呈正相关关系。Sheng等[11]研究同样表明,TRIP13高表达可以增强HCT116和SW480细胞的增殖和侵袭能力。以上说明，TRIP13以依赖YWHA2的方式调节EMT，并通过诱导EMT促进CRC的进展。EMT可使恶性肿瘤细胞从原发部位扩散，并获得间充质细胞表型，从而增强了其侵袭和迁移能力。通过检测TRIP13对关键EMT标志物——E-cadherin、N-cadherin、β-连环蛋白和Snail蛋白表达的影响，发现TRIP13能促进EMT发生。运用质谱分析研究与TRIP13相互作用的蛋白质，然后应用GO和KEGG分析探索编码这些蛋白质基因的生物学功能和途径，结果表明与TRIP13相互作用的基因参与G2-M细胞周期转换，并且每个阶段都受检查点的高度控制和调控，以维持基因组在进入有丝分裂前修复受损的DNA[14]。然而，在恶性肿瘤细胞进化过程中，这种机制由于突变而被废除，受损的DNA可以进入有丝分裂，导致不受控制的恶性增殖。这些研究结果表明，TRIP13可能是CRC的潜在生物标志物和治疗靶标。

2.2 TRIP13在头颈部恶性肿瘤中的作用 头颈部恶性肿瘤包括源于除眼、脑、耳、甲状腺和食道外头颈部任何组织或器官的恶性肿瘤，超过90%的头颈部恶性肿瘤为鳞癌。最近十年，头颈部恶性肿瘤的发病率明显上升，是全球第6大常见恶性肿瘤[15]。每年新诊断的60万例患者中有一半将在5年内死亡[16]，其原因在于缺乏有效的早期诊断和预防肿瘤复发的手段。有研究表明，促进DNA修复的途径会诱导治疗抵抗[17]。双链断裂是最危险的DNA损伤类型，最常见的诱因是辐射和化疗诱导[18]，生物体的双链断裂主要通过同源重组或非同源性末端接合(NHEJ)修复。同源重组需要的DNA模板通常来源于生殖细胞中的同源染色体或体细胞中的姐妹染色单体，其对于遗传多样性和遗传信息在细胞和生物世代之间的传播至关重要。而NHEJ在整个细胞周期中均有发生，并且是包括抗原受体多样性和抗原特异性抗体产生在内的生理过程所必需的。但因DNA末端没有模板连接，故NHEJ通常不准确，从而造成染色体不稳定和恶性肿瘤发生，而未修复的DNA则导致细胞死亡。在恶性肿瘤中，双链断裂的有效修复可促进治疗抵抗以及随后的复发。因此，抑制NHEJ会改善机体对治疗的反应。有研究发现，在小鼠中TRIP13能介导双链断裂修复[19]，但还未见到其在人体中的研究。TRIP13过表达可导致正常细胞恶性转化，而在头颈部恶性肿瘤中过表达则可促进侵袭性肿瘤生长、治疗抵抗和DNA损伤修复增强。通过质谱鉴定TRIP13，包括介导NHEJ的DNA依赖蛋白激酶的催化亚单位(DNA-PKCs)复合蛋白，结果显示TRIP13能促进NHEJ。TRIP13过表达使头颈部恶性肿瘤对DNA-PKCs抑制剂敏感，并且对TRIP13 ATP酶活性进行修饰会降低其双链断裂修复效率。这些研究表明，头颈部恶性肿瘤治疗耐药的机制，并强调以NHEJ为目标来克服治疗耐药的新思路。在NHEJ修复期间，TRIP13能与包括KU70、KU80和DNA-PKCs蛋白结合，KU70和KU80在游离DNA末端形成异二聚体，招募并激活DNA-蛋白激酶[20](DNA-依赖性蛋白激酶的催化亚基)，随后再招募DNA依赖的蛋白激酶(DNA-PK)复合物的其他成员(如Artemis、XRCC4和DNA连接酶Ⅳ)，从而发挥修复作用。鉴于TRIP13具有ATP酶的作用，可能提供装配DNA-PKCs复合物所需的能量，活化的DNA-PK复合物可抑制或促进细胞凋亡。这表明TRIP13可能通过增强NHEJ在细胞中的存活而发挥作用。

2.3 TRIP13在MM中的作用 MM是一种以骨髓中恶性浆细胞增多为特征的克隆性肿瘤，是全球第二大恶性血液病。大多数MM患者仍然无法治愈。作为一种异质性疾病，MM以典型的非整倍体和复发性染色体畸变为特点，导致染色体不稳定(CIN)[21]。有研究表明，TRIP13是与MM药物抗性和疾病复发密切相关的10个CIN基因之一[22]。在MM中尤其是在高危MM中，TRIP13显著上调[23]。一直以来，人们只关注到CIN相关基因与MM的耐药性和预后不良相关。据报道，人TRIP13是一种新的动力定位蛋白，可与有丝分裂检查点沉默蛋白p31相互作用，并在有丝分裂中发挥重要作用[24]。染色体的错误分离和非整倍性往往与恶性肿瘤的发生、发展有关。有研究发现，与人TRIP13具有93%同一性的小鼠TRIP13也可以在体外和体内导致细胞恶性转化。这些结果证实，TRIP13具有致癌潜力。主轴检查点蛋白质也称有丝分裂检查点复合体(MCC)，由MAD2、BubR1和Bub3组成，可保证染色体分离的准确性[25]。MCC监测系统中的缺陷导致染色体错误分离，可导致恶性肿瘤的发生和肿瘤耐药性的产生[26]。最近研究证明，TRIP13与MAD2结合蛋白p31能使MCC失活，呈现为有丝分裂检查点沉默蛋白[27]。MAD2的降低是由于高TRIP13增强的MAD2泛素化和蛋白酶体降解引起的，但目前尚不清楚TRIP13如何促进MAD2泛素化。考虑到TRIP13在MAD2构象变化中具有使蠕虫中MCC失活的作用，TRIP13可能对抑制MAD2以破坏MCC和减弱监测系统具有双重作用。磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信号通路在调节MM细胞的存活、增殖、迁移和耐药性方面具有关键性作用。此外，泛素化和其他蛋白质的降解过程中发生PI3K/Akt的激活可调节肿瘤发生和化学抗性[28]。而Akt途径介导TRIP13和PI3K/Akt抑制诱导的MAD2降解，可部分恢复机体对硼替佐米的耐药性。故特异性抑制TRIP13表达，可能提供了一种新的治疗方案来克服MM中的耐药性。

2.4 TRIP13在慢性淋巴细胞白血病(CLL)中的作用 CLL是一种不可治愈的B细胞恶性肿瘤，也是西半球最常见的白血病形式[29]。有研究表明，TRIP13在CLL患者中过表达[30]。微阵列分析表明，TRIP13在CLL中的生物学功能主要与细胞凋亡和细胞增殖有关。与对照细胞相比，TRIP13 siRNA表达细胞表现出更慢的细胞增殖速率并发生细胞凋亡。TRIP13敲低通过不依赖于p53的PUMA诱导CLL细胞凋亡。TRIP13上调是由c-Myc依赖性转录激活诱导的。通过实验发现，TRIP13抑制导致PUMA诱导的细胞凋亡不依赖于p53。另外，原癌基因c-Myc可以通过调节其在CLL细胞中的转录来促进TRIP13表达。在人类CLL中常存在TRIP13过表达，并且与CLL的进展显著相关。TRIP13的表达降低可诱导CLL细胞凋亡并抑制CLL细胞增殖。c-Myc/TRIP13/PUMA轴调节不依赖于p53的CLL细胞凋亡。这项研究表明，TRIP13过表达在B细胞肿瘤中可以促进人类CLL的致瘤性。以往研究认为,c-Myc与侵袭性非霍奇金淋巴瘤的分子发病机制有关，然而越来越多的证据表明，c-Myc在CLL中也具有关键性作用。c-Myc通过直接结合其启动子区域来促进TRIP13的活性。Cheng等[31]报道，TRIP13是c-Myc过表达恶性肿瘤细胞中c-Myc依赖性合成致死基因。因此推测，c-Myc/TRIP13/PUMA通过抑制细胞凋亡在促进B细胞恶性转化中起关键性作用。由于对TRIP13的研究很少，在CLL细胞中鉴定TRIP13蛋白的功能是一项重大进步。TRIP13有潜力作为预测疾病进展的指标，并有可能作为预测CLL患者预后的指标。但需要对TRIP13的临床应用进行转化研究，以产生一种方法学去评估TRIP13在CLL中的作用。

2.5 TRIP13在肺腺癌中的作用 非小细胞肺癌(NSCLC)居全球癌症死亡率的第一位，占所有肺癌病例的80%～85%。NSCLC包括肺腺癌、大细胞癌(SCLC)和鳞状细胞癌(SCC)，肺腺癌是最常见的类型[32]。尽管SCLC和SCC发病率正在下降，但肺腺癌的发病率在全球范围内持续上升，尤其是女性；并且肺腺癌患者的总体预后仍然很差，整体5年生存率仅为15%[33]。已有研究证实，TRIP13过表达可在体外非恶性SCC细胞中恶性转化[10]，并且TRIP13高表达的NSCLC患者预后较差[34]。

TRIP13在NSCLC发展中的作用仍知之甚少。Piscitello等[35]研究发现，在人肺腺癌肿瘤中TRIP13 mRNA和蛋白表达均上调。临床研究显示，TRIP13表达与肿瘤大小、T分期、N分期呈正相关关系；Kaplan-Meier分析显示，TRIP13表达升高与较低的总体存活期有关。同时，TRIP13可促进肺腺癌细胞增殖、克隆形成和迁移，抑制细胞凋亡和体外G2/M期转移。生物信息学分析发现，TRIP13与dsDNA断裂修复和PI3K/Akt信号传导通路相关的蛋白质网络存在很大的相关性。TRIP13可促进Akt Ser473和p38 MAPK Thr180/Tyr182活性，下调Akt Thr308/mTOR Ser2448活性，下调促凋亡Bad蛋白和切割的caspase-3蛋白表达，并上调survivin蛋白表达。这些结果表明，TRIP13表达增强可促进肺腺癌进展。以往对TRIP13的研究着重于作为MCC沉默蛋白的作用。MCC功能障碍促进染色体错误分离和非整倍性，这是许多恶性肿瘤的标志。除了MCC沉默，TRIP13可能在dsDNA断裂修复中具有重要作用。在Mo等[36]研究发现，TRIP13可与RAD51、FEN1相互作用。TRIP13通过促进磷酸化Akt Ser473，抑制RAD51-BRCA 1/2灶形成来抑制同源重组；抑制Akt Thr308/mTOR Ser2448活化，从而抑制RAD51-BRCA1/2灶形成，继而发挥相应的生物学功能。

整合上述信息发现，通过抑制RAD51、BRCA1/2介导的同源重组提高TRIP13表达可促进肺腺癌进展。TRIP13还可通过下调促凋亡的磷酸化BadMC136和切割的caspase-3 Asp175并上调survivin，继而促进肺腺癌进展。进一步研究TRIP13与Akt Ser473-RAD51和Akt Thr308-mTOR Ser2448-RAD51-BRCA1潜在的相互作用，可更好地理解TRIP13在抑制同源重组方面的作用，为肺腺癌的治疗提供新思路。

TRIP13基因通过调控细胞减数分裂等相关过程，干扰纺锤体组装检查点进而影响分裂，从而导致肿瘤的发生、发展。TRIP13高表达还与恶性肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移密切相关。但目前对TRIP13基因的研究尚处初步阶段，还有很多的调控机制有待于进一步探索。相信随着研究的不断深入，TRIP13有望成为诊断、治疗、预后等多种恶性肿瘤的分子靶点。