柯 敏 综述，李运璧 审校

(1.四川医科大学，四川 泸州 646000；2.四川省医学科学院· 四川省人民医院儿科，四川 成都 610072)

肿瘤坏死因子受体相关因子在内毒素耐受中的作用及其相关机制

柯 敏1综述，李运璧2△审校

(1.四川医科大学，四川 泸州 646000；2.四川省医学科学院· 四川省人民医院儿科，四川 成都 610072)

目前在哺前乳动物中已经发现7个肿瘤坏死因子受体相关因子(TNF receptor associated factors，TRAFs) 家族成员，它们是肿瘤坏死因子受体和 TOLL样受体信号通路中重要的组成部分。单独激活或者联合其他蛋白激活后，TRAFs参与一些细胞因子的产生和释放及细胞存活，控制着许多生理过程。而肿瘤坏死因子受体相关因子3(TRAF3)是TRAFs家族中功能最为多样化的成员之一，它能够正性调节I型干扰素的产生，负性调节丝裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和非经典NF-κB信号的激活，通过这些途径，参与炎症反应过程，也可能参与了内毒素耐受形成的过程。本文就TRAF3在内毒素耐受中的作用及其相关机制的研究进展作一综述。

肿瘤坏死因子受体相关因子3；蛋白激酶；内毒素耐受

肿瘤坏死因子受体相关因子(tumour necrosis receptor associated factors，TRAFs)是一类胞内接头蛋白，其在TNFR家族、TLR家族、IL-1R家族以及RLR家族介导的细胞信号转导中发挥关键作用[1，2]。目前已在哺乳动物体内鉴定出7种TRAF分子，它们分别是TRAF1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF5、TRAF6、TRAF7，这类分子也存在于其他的多细胞生物体内，例如果蝇等。TRAF3是TRAFs家族成员之一，它主要表达在巨噬细胞、B 细胞以及激活的T细胞胞浆[3]。TRAF3主要通过Toll样受体和IFN-γ信号转导途径来实现其生物学效应，可能在脓毒症以及相关炎症性疾病的发生、发展及转归中有重要作用。

1 TRAFs家族概述

早在1994年，研究人员通过酵母双杂交方法发现两种新蛋白，被命名为肿瘤坏死因子受体相关因子1，2(TNF receptor associated factor 1/2；TRAF1/2)，TRAF1和TRAF2是最先被发现的TRAFs家族蛋白。密歇根医学院研究人员于1994年12月采用类似的实验方法，得到了1个含有锌指结构和TRAFdomain新蛋白，该蛋白能够与CD40发生相互作用，辅助下游信号通路转导，因此将这个蛋白命名为TRAF3。TRAF4的发现是通过在乳腺癌组织中提取cDNA后，采用反转录方法获得其序列。TRAF5与TRAF6的发现过程与TRAF3类似，它们都参与到CD40以及LTβR信号通路中参与信号转导过程[4]。除TRAF7以外，TRAFs家族蛋白都含有一些类似的结构，在氨基酸多肽的C端，都包括1个共同的结构域TRAF-C端，也叫做TRAF结构域，该结构域在TRAFs家族不同成员之间有着保守的氨基酸位点，并且在TRAFs家族蛋白形成同源多聚体以及TRAF蛋白与受体蛋白之间相互结合中起作用[5]。在氨基酸多肽的N端，都含有指环结构和锌指基序，该结构负责激活下游信号通路及催化底物泛素化。

2 TRAF3概述

2.1 TRAF3的结构 TRAF3是TRAFs家族成员之一，哺乳动物的TRAF3蛋白由568个氨基酸组成，具有TRAFs家族蛋白都类似的结构，氨基酸多肽C端的TRAF结构域及氨基酸多肽N端的指环结构和锌指基序。TRAF-N控制TRAF蛋白的同源性，TRAF-C端控制TRAF蛋白寡聚化以及促进与上游调节因子的反应。上游调节因子可以是细胞内受体的结构域，比如TNFR2、CD40以及BAFFR；或者是中间受体蛋白，比如TNFR1相关死亡结构域蛋白(TRADD)以及IRAK家族成员。TRAF-N和TRAF-C同样可以与下游效应分子相互作用，包括cIAP以及NF-κB诱导激酶(NF-κB-inducing kinase，NIK)，下游信号分子可以与TRAF2的TRAF-N结构域结合或者与TRAF3的TRAF-C结构域结合。TRAF3通过结构域与不同的信号分子结合产生不同的生物学效应[6～8]。

2.2 TRAF3的生物学功能

2.2.1 在TLR介导的I型干扰素反应中的作用 目前已有很多研究表明，TRAF3在先天免疫和获得性免疫中起着重要而独特的作用。通过研究表明，缺失TRAF3的细胞系在接受不同TLR配体刺激的条件下都不能够产生Ⅰ型干扰素，并且证明TRAF3能够与细胞内TLR配体蛋白TRIF和IRAK1 发生相互作用，同时也能够与下游的TBK-1和IKKε发生相互作用，从而激活Ⅰ型干扰素的表达[9，10]。Karin等[11]报道，TLR4收到外界刺激后，会激发下游一系列泛素化的反应，主要包括TRAF3介导的K48 /K63的泛素化和cIAP1/2介导的蛋白酶体降解途径。在有cIAP1/2参与的蛋白酶体信号通路中，TRAF3发生K48泛素化降解过程，该过程对于炎性因子产生有重要作用；而在没有cIAP1/2参与的内涵体TRIF通路中，TRAF3进行着K63自泛素化过程，该过程对于IRF-3 的激活及干扰素的产生都有影响[12]。

2.2.2 在非经典NF-κB信号通路中的作用 NF-κB是一种诱导性转录因子，广泛存在于各种细胞，在细胞受到各种刺激时可被激活，调节大量靶基因，因此在很多重要细胞进程，如细胞生长、分化、凋亡和癌变中均发挥重要作用。目前，在哺乳动物中发现NF-κB家族有5个成员，分别为：NF-κB1(p105/p50)、NF-κB2(p100/ p52)、RelA、RelB和c-Rel。NF-κB信号通路又分为经典NF-κB通路(NF-κB1/RelA / cRel)和非经典NF-κB信号通路(NF-κB2/RelB)。通常情况下，无活性的Rel二聚体存在于细胞质中，它们能够与NF-κB抑制蛋白(IκBs)相互作用，抑制NF-κB信号通路的激活[11]。在细胞受到外界刺激后，细胞能够通过一系列激酶磷酸化IκB，促进其蛋白酶体降解，从而使得NF-κB能够顺利进入细胞核，调控基因表达。

TRAF3在非经典NF-κB途径中的作用的发现，是一个循序渐进的过程。1996年Xu等对小鼠TRAF3基因进行敲除后发现TRAF3-/-小鼠虽然出生时候正常，但是随着时间的推移，逐渐表现出低血糖症和外周血白细胞缺少，基因缺失的小鼠在第10 d就会死亡，TRAF3-/-小鼠T细胞介导的免疫反应也是缺失的。这说明TRAF3在小鼠的免疫反应中有着重要作用。后来又有研究者观察到NF-κB诱导激酶(NF-κB inducing kinase，NIK)能够与TRAF3蛋白相互作用，在没有被刺激的细胞中NIK与TRAF3是紧紧的黏附在一起的，这种黏附在一起的相互作用可以触发NIK的蛋白酶体降解途径，而NIK是非经典NF-κB途径所必须的激活因子。因此，TRAF3基因的敲除能够促进NIK在细胞中的积累，引起IKKα的激活和p100的加工，并使IKKα发生二聚化，从而激活非经典NF-κB信号通路[13]。随后有实验通过敲除NF-κB2-p100基因和TRAF3基因，小鼠能够存活[14]，也证明了这一点。说明NF-κB2-p100基因缺失能够对发生脓毒症的TRAF3-/-小鼠产生保护作用。

2.2.3 负性调控MYD88依赖的MAPK的激活 Toll样受体4(TLR4)信号通路的活化，导致MYD88的激活，形成由TRAF3、TRAF6、cIAP、UBC13、IKKγ及TAK1组成的多蛋白复合体[15-16]。TLR4信号通路的激活伴随着TRAF3的降解，而这个过程依赖于cIAP介导的TRAF3蛋白K48多聚泛素化，进而使TAK1得以释放，从而使MAPK信号激活。因此，通过RNA干扰抑制cIAP的功能后可以阻碍TRAF3的降解，同时阻断TAK1释放到胞浆，最终导致TAK1介导的JNK活化水平降低，促炎因子TNF-a、IL-6和IL-12的产生减少。

由此可见，TARF3控制着TLR4下游两条独立的信号通路，即TRAF3正性调节 I IFN反应—需要TRAF3蛋白K63泛素化；负性调节MYD88蛋白依赖的JNK和p38 的激活—依赖于cIAP介导的TRAF3蛋白K48多聚泛素化降解以及TAK1的活化[17，18]。

3 TRAF3与内毒素耐受的关系

内毒素耐受是指动物或体外培养的单核/巨噬细胞等在给予小剂量的内毒素预处理后，对LPS再次刺激时无反应或反应性明显降低，表现为炎症因子分泌减少，机体炎症损伤明显减轻，动物在致死剂量内毒素再次刺激后的存活率提高。根据预处理剂量、处理次数、时间间隔等的不同，可将内毒素耐受分为2个阶段：早期耐受和晚期耐受。早期耐受出现早，非抗体介导，短暂而可逆，为内毒素刺激后细胞激活状态的改变，表现为单核巨噬细胞系统尤其是肝脏巨噬细胞内生性致热原生成大幅度减少；晚期耐受出现晚，乃针对O抗原及核心抗原的抗内毒素抗体介导的巨噬细胞释放内生性致热原能力减弱。一般所指的内毒素耐受为早期耐受。目前认为，内毒素耐受是生物在长期进化过程中形成的一种保守的保护性调节机制，是一种适应性应答，避免了机体对内毒素刺激的持续过度反应，是机体防御机制的重要组成部分。

近年来，有关LPS耐受的分子机制已有较多报道。目前认为，单核巨噬细胞系统是内毒素作用的主要靶细胞，是产生内毒素耐受的主要效应细胞，也是内毒素耐受发生的中心环节。从内毒素预处理到内毒素耐受的产生，这个过程包括：内毒素与MPS受体结合，结合后信号转导入胞内，胞内信号转导入胞核，胞核内基因表达，细胞因子等效应分子表达。这个过程中的多种细胞因子参与内毒素耐受的形成，其中包括正性因子的下调，如MYD88、S100A8等。负性因子的上调，如Tollip、IRAK-M、SOCS1等[19]。

最近研究发现，TRAF3能够负性调控丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路的激活、正性调节β干扰素TIR结构域衔接蛋白(TRIF)信号途径的活化，可能参与了LPS耐受的诱导。李培志[20]等对肝脏Kupffer细胞内毒素耐受进行研究，发现内毒素耐受时Kupffer细胞内K-48泛素化水平明显降低，导致TRAF3降解受阻，TRAF3蛋白表达量相对增高。并且抑制TRAF3的泛素化降解可以负性调控MAPK信号激活，正性调控TRIF信号活化，使促炎因子IL-1和TNF-α产生减少，抗炎因子IL-10产生增多，从而诱导Kupffer细胞产生内毒素耐受。故TRAF3可能在内毒素耐受的形成中发挥着重要的作用。

4 前景与展望

目前，TRAF3在疾病中的作用逐渐被认识。从多发性骨髓瘤患者体内分离出的恶性细胞中，发现TRAF3基因缺失或者功能障碍。其可能原因是TRAF3基因的点突变导致其个别氨基酸被替代(R118W)，使得TRAF3蛋白的稳定性下降，进而导致其失去正常的生物学功能；TRAF3的突变导致NIK以及NF-κB的信号激活，使肿瘤细胞的存活率增高[21]。然而，在脓毒症以及相关炎症性疾病患者中是否存在TARF3 基因表型变异或者蛋白功能变化还不得而知，加强相关方面的基础与临床研究将为炎症性疾病提供新的治疗思路。

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TRAF3 endotoxin tolerance，the research progress of the role and its related mechanism

KE Min，LI Yun-bi

R392

B

1672-6170(2015)06-0157-03

2015-07-25；

2015-08-02)

△通讯作者，硕士生导师