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肿瘤坏死因子α诱导蛋白8样分子2在不同肝脏疾病中的免疫调控作用

2020-12-14王闪闪张庆山赵素贤孔令波

临床肝胆病杂志 2020年2期
关键词:肝细胞活化淋巴细胞

王闪闪, 张庆山, 赵素贤, 孔令波, 纪 雷, 孔 丽

河北医科大学第三医院 中西医结合肝病科, 河北省慢性肝病肝纤维化机制研究重点实验室, 石家庄 050051

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)是近年发现的一种负性免疫调控因子,可调节固有免疫及适应性免疫,维持机体免疫系统环境的稳定[1]。大量研究表明,TIPE2在肝炎、肝硬化以及肝细胞癌中均有明显改变,参与了不同肝脏疾病发生发展过程。现就TIPE2在不同肝脏疾病中的免疫调控作用作一综述。

1 TIPE2的结构与组织分布

TIPE2是对维持免疫稳态有着重要作用的蛋白,参与炎症、免疫及肿瘤性疾病的发生发展。Sun等[1]在自身免疫性脑脊髓炎实验性小鼠中最早将TIPE2分离出来,并确定了TIPE2的染色体位置,将TIPE2基因定位在人类1号染色体上(1q21.2-1q21.3)以及小鼠3号染色体上(3f1-3f3)。TIPE2是由184个氨基酸组成的细胞质蛋白,人类与小鼠TIPE2的氨基酸序列同源性约为94%。在TIPE2晶体结构中,发现TIPE2是由6个反向平行的α螺旋组成,而α5被脯氨酸153分成α5a和α5b两个螺旋,且包含了一个类似于死亡效应结构域的蛋白区域,此区域含有一个大的疏水中心腔,可能是某些协同因子的结合位点。在TIPE2的拓扑结构中,其与Caspase-8和c-FLIP等经典的死亡效应结构域成镜像关系,提示TIPE2可能具有与其他死亡结构域不同的蛋白功能[2]。

TIPE2在人类和小鼠不同组织中的表达存在差异性。TIPE2主要在淋巴系及髓系中表达,而在其他类型细胞中可能由TNFα诱导产生[1]。应用特异性的抗人TIPE2抗体检测TIPE2在人体不同组织中的表达,结果显示TIPE2不仅表达于免疫细胞,在腺上皮细胞以及某些具有内分泌活性的细胞中也有选择性表达,提示该细胞质蛋白可能与分泌功能有关[2]。人类TIPE2独特的表达特征表明TIPE2可能还具有其他新的生物功能。

2 TIPE2在肝脏疾病中的研究进展

2.1 TIPE2与HBV感染 乙型肝炎的发病机制迄今尚未能完全阐明。目前认为乙型肝炎是由T淋巴细胞毒性反应引起的细胞免疫应答所致。人感染HBV后,可激发自身免疫反应及免疫调节功能紊乱。细胞毒性T淋巴细胞(CTL)可通过FasL和穿孔素/颗粒酶B途径参与免疫反应,破坏病毒感染细胞膜的完整性,使靶细胞裂解死亡,HBV感染的肝细胞可被病毒特异性CD8+T淋巴细胞杀伤从而产生严重的肝损伤[3-4]。TIPE2减少会导致更多CTL的产生来破坏被感染的肝细胞,从而导致更严重的肝脏炎症。TIPE2在慢性乙型肝炎(CHB)患者外周血单个核细胞中表达下调,且与ALT、AST、TBil及HBV DNA呈负相关[5]。此外,TIPE2在CHB患者细胞毒性CD8+T淋巴细胞中优先发生下调,而在CD4+T淋巴细胞中的表达无明显差异;穿孔素、颗粒酶B和IFNγ的表达亦增加,表明TIPE2参与调控HBV特异性CD8+T淋巴细胞的功能[6-7]。而对处于不同免疫状态的CHB患者研究[8]发现,免疫清除期和HBeAg阴性肝炎患者的TIPE2水平显著高于免疫耐受期和低复制期;同时发现CHB患者中TIPE2水平与IL-6、TNFα和IFNγ呈负相关,而与HBV DNA载量及IL-10水平呈正相关;这表明TIPE2可能参与了慢性HBV感染者的抗HBV免疫激活过程,并在HBV清除中发挥重要作用。最新观点认为TIPE2-Caspase-8-NF-κB信号可作为慢性病毒性肝炎的生物标志物和潜在的治疗靶点[9]。

与上述结果不同,乙型肝炎相关慢加急性肝衰竭(ACLF)患者TIPE2表达水平较CHB患者升高,随着ACLF患者病情的恢复,TIPE2表达水平逐渐下降。TIPE2表达水平与血清TBil、国际标准化比值和终末期肝病模型(MELD)评分呈正相关,说明TIPE2表达异常与肝衰竭的发生及病情轻重密切相关;而TIPE2与IL-6、TNFα水平呈负相关,表明TIPE2可能通过抑制TNFα和IL-6的表达,对细胞介导的免疫应答产生负性调节作用[10]。进一步研究[11]发现TIPE2是预测ACLF患者3个月病死率的独立危险因素,并且TIPE2与MELD评分联合可提高MELD评分预测ACLF患者3个月病死率的诊断价值。以上研究提示TIPE2有可能成为预测ACLF患者预后的新的生物标志物。

2.2 TIPE2与HCV感染 与HBV感染相比,HCV与肝硬化及肝细胞癌的关系更为密切[12]。慢性丙型肝炎(CHC)的发病机制主要为HCV干扰宿主的正常免疫反应所致。Toll样受体(TLR)是HCV的主要模式识别受体,在HCV识别、始动和感染的进程中发挥重要作用。Kong等[13]发现TIPE2与TLR2、TLR4以及ALT、AST和HCV RNA呈负相关。此外,经IFN和利巴韦林抗病毒治疗后,TIPE2表达上调,而TLR2和TLR4表达下调。说明HCV可能通过降低TIPE2的表达而增强TLR信号通路来促进慢性肝炎的发生。

调节性T淋巴细胞(Treg)作为一类具有免疫抑制功能的成熟T淋巴细胞亚群,在免疫稳态、移植耐受、肿瘤免疫、变态反应和免疫调节等方面发挥着重要作用[14]。Foxp3是Treg最特异、最可靠的标志性分子,Foxp3突变可导致CD4+CD25+Treg发育不良,并出现致命的自身免疫功能紊乱。而TIPE2是防止免疫系统的高反应性和维持免疫稳态的关键。TIPE2可表达在Treg胞浆中[15]。沉默Treg上的TIPE2基因后,Foxp3和CTLA-4表达下调,TGFβ和IL-10生成减少,活化的T淋巴细胞核因子活性增强。表明TIPE2参与了调节T淋巴细胞受体介导的T淋巴细胞活化的抑制作用,上调Treg介导的免疫抑制功能,从而抑制T淋巴细胞的增殖和分化[15]。有研究[16]发现在CHC患者中,Foxp3和CTLA-4表达升高;而TIPE2与Foxp3及CTLA-4呈正相关,与ALT、AST、DBil及HCV RNA呈负相关。表明TIPE2可能通过影响Treg介导的免疫反应参与了CHC的发病过程。

2.3 TIPE2在自身免疫性肝病中的调控机制 TIPE2在多种自身免疫性疾病中发生异常改变,并与疾病严重程度、病情进展及预后等密切相关[17-19]。T淋巴细胞、B淋巴细胞以及巨噬细胞等多种免疫细胞参与了自身免疫性疾病的发生和发展[20]。最新研究[21]发现TIPE2可抑制PI3K/Akt信号通路和NF-κB信号激活所致巨噬细胞炎症反应从而在氧化低密度脂蛋白诱导的巨噬细胞炎症反应中起保护作用。而TIPE2降低或缺陷可促使多种炎性细胞释放以及导致T淋巴细胞的高反应性,促使大量免疫细胞聚集,产生过强的免疫应答,从而诱导自身免疫性疾病的发生[17-18]。

应用刀豆素A(ConA)诱导的自身免疫性肝炎小鼠模型中,TIPE2的表达水平显著降低;而给予TIPE2基因敲除的小鼠注射ConA后诱导的自身免疫性肝炎小鼠血清ALT和AST水平及TNFα、IL-6和IL-12水平均较野生型小鼠显著升高,且肝脏病理中单个核细胞浸润、门静脉炎和肝细胞坏死程度更为严重,表明TIPE2可能通过抑制促炎细胞因子的过度分泌从而对肝脏起到保护性作用[22]。而另一项研究[23]发现TIPE2降低会增加TLR配体的高反应性以及增加NF-κB抑制蛋白(IκB)的磷酸化和降解并促进NF-κB信号通路的激活,最终导致促炎细胞因子的产生,从而参与原发性胆汁性肝硬化的发生和发展。

2.4 TIPE2在肝硬化中的表达 肝纤维化是对各种损肝因素所致慢性肝损伤的创面愈合反应,持续的肝纤维化与肝硬化甚至肝细胞癌等疾病密切相关[24]。细胞外基质蛋白的广泛沉积是肝纤维化最重要的特征,活化的肝星状细胞(HSC)是纤维化的关键效应细胞,而TGFβ1是将HSC由静止状态转为活化状态的关键分子,Wnt/β-catenin信号在HSC的调控中亦起着重要作用[25-26],而Cmyc和CyclinD1是Wnt/β-catenin途径的经典下游分子,与细胞增殖有关[28]。在CHB患者肝组织内,TIPE2蛋白主要分布于肝细胞浆内,肝组织病理炎症活动度3/4(G3/4)和纤维化3/4(S3/4)期者TIPE2表达显著高于G1/2和S1/2期者,更重要的是G1/2期中的TIPE2的表达显著高于G0期患者[8]。最近研究[29]发现从CCl4处理的小鼠分离出的原代HSC和活化的HSC中的TIPE2蛋白和mRNA表达均显著降低。在TGFβ1作用下,TIPE2 mRNA和蛋白水平均呈剂量依赖性下降,这说明TIPE2在HSC活化过程中表达下降。此外,HSC-T6细胞中的TIPE2过表达可促使HSC-T6细胞活化和增殖并降低β-catenin、Cmyc及CyclinD1的表达;表明TIPE2可能通过下调β-Catenin及其下游分子的表达而逆转HSC的活化和增殖,从而可能对肝纤维化起到保护作用,同时也为抗肝纤维化药物的研究提供了新的靶点[29]。

2.5 TIPE2在肝脏肿瘤调控中的作用机制 肝癌细胞的侵袭和转移是导致患者死亡的主要原因,其中Rho小G蛋白家族中的Rac蛋白与多种肿瘤转移相关。TIPE2是Rac1的内源性抑制剂,通过其可抑制肝癌细胞的转移和侵袭[30]。在肝癌组织中,TIPE2表达的减少或缺失增加了以Rac1为靶点的转移和侵袭,进而增加了与肿瘤侵袭和转移密切相关的F-actin聚合以及基质金属蛋白酶(MMP)9和尿激酶纤溶酶原激活物(uPA)的表达[30]。此外,另一项研究[31]发现TNFα可上调HepG2细胞中MMP-13/MMP-3的表达,并激活HepG2细胞Erk1/2-c-fos和NF-κB通路,抑制Erk1/2或NF-κB的活性可明显抑制TNFα对MMP-13/MMP-3的上调作用。而TIPE2不仅可下调MMP-13/MMP-3的表达,还可抑制TNFα对Erk1/2和NF-κB激活。说明TIPE2可通过抑制Erk1/2和NF-κB活化显著抑制TNFα诱导的肝细胞癌转移。

HCV感染相关的肝癌严重影响CHC患者的预后。HCV感染后产生的活性氧和诱导型一氧化氮合酶产物可引起DNA损伤,在HCV编码结构蛋白和非结构蛋白中,核心蛋白、NS3、NS4B和NS5A已被证明可增强DNA损伤或抑制损伤修复,并能直接激活致癌分子通路,从而促进体内肿瘤的形成。HCV阳性患者的肝癌组织中TIPE2表达水平较癌旁组织降低,敲除TIPE2可增加对裸鼠基因组DNA损伤、细胞集落形成以及肿瘤的形成,而HCV编码的非结构蛋白NS5A对TIPE2的下调与基因组DNA的不稳定性和肿瘤的发生有关[32]。研究[33]发现TIPE2可抑制肝癌细胞增殖,增加S期细胞数。TIPE2治疗后可降低HepG2细胞中相关迁移蛋白(VIM、CT-I和Slug)的表达水平,此外,TIPE2还降低了JNK和NF-κB在HepG2细胞中的表达,提示TIPE2可能通过抑制癌细胞迁移相关蛋白的表达而抑制HepG2细胞的迁移和侵袭[33]。而TIPE2可上调Caspase-3和Caspase-8的表达以及下调肝癌细胞中磷酸肌醇3-激酶和蛋白激酶B从而促进肝癌细胞的凋亡;与PBS处理的HepG2荷瘤小鼠相比,经TIPE2治疗的HepG2荷瘤小鼠的肿瘤组织中凋亡细胞数增加,且HepG2荷瘤小鼠的存活时间延长[33]。这些发现提示TIPE2可能成为治疗肝细胞癌的潜在靶点。

3 结语

综上所述,多种肝脏疾病的发生和发展均有免疫系统的参与,TIPE2在肝脏疾病中发挥着重要的作用,是调节肝炎、肝硬化以及肝细胞癌发生和发展的必然信号通路,其可能成为治疗不同肝脏疾病的一个新的靶点。但对TIPE2的认识尚处于研究阶段,其在疾病中的具体作用机制仍不十分清楚,尤其在炎症相关性癌症中的作用机制以及TIPE2免疫治疗后的价值尚需进一步探索。

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