肺癌的发病率是全世界范围内癌症发病率中的首位[1],2015年中国癌症数据表明,中国肺癌的发病率和致死率仍占所有癌症之首[2]。非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)是肺癌的主要类型,占肺癌总比例的80%以上。近年来,因为缺乏早期的诊断指标,许多患者在晚期才被诊断,尽管手术技术、新的化疗药物和治疗方案在不断的发展,但是肺癌的5年生存率仍然只有15%-30%[3]。寻找更新更有效的治疗方案及诊断指标对于肺癌的临床诊治迫在眉睫。
TRIM(tripartite motif)蛋白家族,也称为RBCC家族,是因有3个典型保守基序的结构域而命名,这3个结构域从N端到C端依次为含有Ring的结构域(ring domain)、一个或者两个B-box结构域、一个卷曲螺旋结构的结构域(coiled-coil domain),除了这3个结构域以外,还有一个可变的C-末端[4]。目前已经发现的TRIM家族成员有80多个,其参与到广泛的细胞生理的进程中,如细胞生长、发育、分化等,同时其也涉及到遗传病、癌症的发生发展和病毒的感染等的病理过程[5]。
越来越多的研究发现TRIM蛋白家族成员与癌症的发生与发展密切相关,如4个家族成员,TRIM 19/PML、TRIM24/TIFIα、TRIM33/T1Fly和TRIM27/ RFP通过染色体易位而获得了致癌的活性,而TRIM家族其他成员在癌症的发生中并没有涉及到染色体重排[6],而是通过泛素-蛋白酶体系及参与信号通路的改变而参与癌症的发生发展过程,在癌症中发挥促癌或者抑癌的功能[6, 7]。本文将重点对TRIM蛋白家族在肺癌中的研究进展进行综述。
1 TRIM11TRIM11在肺癌组织和肺癌细胞系中高度表达,其表达水平与肿瘤大小、TNM分期、淋巴结转移以及肺癌患者的总体生存率相关[8],抑制TRIM11表达显著降低癌细胞的生长、迁移和侵袭性,敲除TRIM11影响细胞增殖相关蛋白(细胞周期蛋白D1和PCNA)、转移相关蛋白(VEGF,MMP-2,MMP-9)以及上皮-间质转化(EMT)相关蛋白(Twist1,Snail)的表达,同时增加E-钙黏蛋白的表达。在TRIM11敲除的细胞中ERK和PI3K/AKT的活性也被抑制[9]。应用AKT抑制剂时发现TRIM11在NCI-H460和NCI-H1975细胞是低表达的,这表明TRIM11可能通过AKT途径促进细胞运动和侵袭[8]。
2 TRIM16TRIM16,也称为雌激素反应B盒蛋白(the estrogen-responsive B box protein,EBBP),位于17p12染色体上,编码由564个氨基酸构成的蛋白质。Huo等[10]的研究发现TRIM16的表达在NSCLC中显著降低,并且其与肿瘤的转移相关。上调TRIM16显著抑制NSCLC细胞的EMT和转移。Sonic hedgehog信号通路通过破坏细胞外基质,其激活与淋巴转移风险和预后不良相关。而TRIM16的下调激活了Sonic hedgehog信号通路从而引起EMT和肿瘤转移的增加,而环巴胺可以逆转这一过程[10]。在癌症的发生发展机制的研究中发现,TRIM16还可以通过修饰类视色素抗性的癌细胞中的组蛋白乙酰化作用来阻止RARb2和CYP26A1的转录,从而影响恢复类视黄醇抗性癌细胞中类视色素敏感性有着重要作用[11]。TRIM16通过改变细胞周期蛋白和p27的表达在体外抑制神经母细胞瘤细胞增殖和体内迁移以及肿瘤的发生[12]。但是其在NSCLC发生发展中的具体作用机制仍有待进一步研究。
3 TRIM28TRIM28对于NSCLC中的作用比较特殊,在肺腺癌早期阶段其起到抑癌作用,而在NSCLC的晚期阶段,其有助于肺癌的转移。首先TRIM28作为转录因子,因为其通过抑制细胞周期调节基因的转录能力(E2F家族转录因子和HDAC),故在肺腺癌的早期阶段起到了抑癌作用,高的TRIM28蛋白质水平与早期肺腺癌患者的总生存期的延长相关[13]。但是通过检测TRIM28在EMT中的作用,发现TRIM28在非小细胞肺癌的后期阶段起到了促癌作用。TRIM28通过TGF-β诱导的EMT起作用。TRIM的沉默使TGF-β诱导的EMT减弱,从而减少了细胞迁移和侵袭能力。TRIM28影响了组蛋白在E-钙黏蛋白和N-钙黏蛋白启动子的乙酰化和甲基化。这些结果表明TRIM28有助于EMT,可能对肺癌的转移有重要作用[14]。
4 TRIM29TRIM29,又称为共济失调性毛细血管扩张D组互补基因(ataxia-telangiectasia group D complementing,ATDC),最初是在寻找遗传性疾病共济失调性毛细血管扩张中发现的基因,具有放射性敏感性抑制功能。TRIM29是一种核转录调控因子,染色体位于11q23,编码由588个氨基酸构成的蛋白质。在肿瘤中TRIM29起到了抑癌或者促癌作用,这说明TRIM29的功能取决于不同的细胞类型及环境或者信号通路[15]。Tang等[16]通过Western Blot对比于正常支气管上皮细胞系(HBE)在A549及H1299细胞系中TRIM29表达量显著增多,免疫组化分析发现其在肿瘤细胞中表达,而在正常细胞中几乎不表达[17]。Song等[18]通过免疫组化研究发现在肺癌中TRIM的高表达与吸烟明显相关并且与T和M分期相关,而与其他临床特征无相关性,并且对比于低表达组,高表达TRIM29的患者总体生存期(OS)及无疾病生存期(DFS)都较低,研究发现高表达TRIM29是影响OS的独立预后因素,TRIM29有可能成为治疗及预测NSCLC预后的靶标。而Zhou等[19]发现TRIM29在NSCLC的亚型中是异质的,在肺鳞癌及腺癌中TRIM29的表达水平与其组织学分级、TNM分期和淋巴结转移是呈正相关的,而腺癌中还与肿瘤的大小呈正相关。而在研究肺鳞癌时发现TRIM29可能与β-连环蛋白(β-catenin,Wnt信号通路中的关键分子)相互作用参与到鳞状细胞癌的发展,免疫组化中结合CK5/6和CK7一起诊断对在NSCLC中区分低分化鳞癌和腺癌有一定参考作用,这对提高临床的病理诊断具有重要作用[19]。Tang等[17]通过干扰及过表达技术发现TRIM29的过表达促进细胞增殖,其可能是通过NF-κB活化诱导上调了细胞周期D1和c-Myc的表达,从而降低了G1期细胞的百分比,从而增加了S期细胞的百分比[22]。在癌症的研究中发现,TRIM29可以通过结合p53并抑制p53的核活性,抑制p53调节的基因(包括p21,NOXA等)的表达,来促进癌细胞的增殖,而在肺癌中已经被验证其促进增殖作用可能与p53通路并无关系[17]。在A549及H1299细胞中干扰TRIM29的表达,发现癌细胞的侵袭能力减弱,在HBE细胞系中过表达TRIM29癌细胞的侵袭性增强,研究发现其可能与侵袭性相关基质金属蛋白酶-9(MMP-9)相关,其可能通过AP-1来上调MMP-9表达,通过激活细胞外信号调节激酶(ERK)和c-Jun N末端激酶(JNK)信号通路促进肺癌细胞侵袭。所以MAPK/AP-1/MMP-9可能是TRIM29致肺癌侵袭性作用机制的一个作用通路[21]。在人肺鳞癌细胞系NCI-H520中TRIM29高表达,而沉默TRIM29可抑制细胞的增殖性和侵袭性,并且增加了肿瘤细胞对顺铂的化学敏感性[20]。所以,TRIM29用于诊治NSCLC的前景是十分广阔的。
5 TRIM44TRIM44是TRIM家族的一个新的成员,于2001年在从一个小鼠的脑cDNA克隆时发现的。在NSCLC中TRIM44的mRNA和蛋白表达均上调,并且其表达上调与低分化、pTNM的高分期、淋巴结转移、腺癌的亚型和NSCLC患者的差预后密切相关。敲除TRIM44抑制了NSCLC细胞的侵袭和迁移性,TRIM44的过表达诱导上皮-间质转化(EMT)增加了肺癌细胞的转移能力[21]。TRIM44诱导细胞的增殖,通过上调细胞周期蛋白和CDKs从而加速G1/S期转换促进肿瘤生长。研究发现TRIM44作为E3泛素连接酶发挥功能,其可以泛素化并且降解AMPK,而AMPK抑制mTOR的信号传导[22],所以当TRIM44表达上调时,AMPK活性减弱,对mTOR信号通路的抑制作用减弱。TRIM44为mTOR的上游信号,其表达上调可以促进mTOR的活性,从而使得mTOR信号通路传导增强,而TRIM44表达上调使得EMT、细胞周期蛋白和CDKs的上调,可以通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制剂的治疗而逆转[21]。TRIM44通过上调诱导CXCR6和MMP9激活NF-κB通路,而显著增强细胞的迁移和侵袭能力,而用NF-κB抑制剂PDTC可以逆转这一过程[23]。
6 TRIM65在NSCLC中TRIM65过表达促进细胞增殖,并且这一过程中p53(重要的肿瘤抑制剂之一)是不可或缺的,TRIM65发挥促癌作用是通过p53的失活来获得的,其可以与p53相结合,并作为一个E3泛素连接酶靶向p53。TRIM65通过促进p53泛素化并通过蛋白酶体介导的降解来灭活p53,TRIM65在NSCLC中起到潜在的致癌作用[24]。在TRIM65过表达的情况下,由化疗治疗剂顺铂诱导的p53作用显著减弱,这表明靶向TRIM65可能为化疗中的耐药性治疗提供了新思路。TRIM65是涉及脑白质病变的重要的蛋白质,其E3连接酶的底物之一是包含参与microRNA信号通路的6个三核苷酸重复(TNRC6),而p53不仅仅被microRNA通路调节,同时也调控microRNA的表达,TRIM65可以减弱microRNA介导的靶基因的表达[25, 26]。
7 其他TRIM25在人肺癌组织中过表达,沉默TRIM25显著减少肺癌细胞的体内和体外增殖,并且减少了肺癌细胞体外的迁移,TRIM25可以与p53形成复合物,TRIM25的沉默可以增加p53的表达,同时增加了肿瘤细胞对多柔比星的敏感性[27]。TRIM27的表达在肺癌组织显著增高,在A549及H460细胞中沉默TRIM27减少了PCNA、CDC45、MMP9、Twist1的mRNA和蛋白表达水平[28]。在NSCLC细胞系中TRIM59对比于HBE细胞系显著上调,而敲除了TRIM59通过在G2期阻滞细胞周期而显著抑制了NSCLC的增殖和迁移[29]。TRIM66在肺癌中显著高表达,TRIM66沉默抑制细胞增殖、细胞的周期进展和转移,而且还促进肿瘤细胞系的凋亡。在肿瘤细胞中沉默TRIM66抑制Bcl-2,促进Bax、caspase3、caspase9,并且EMT通路相关蛋白如MMP2、MMP9、Snail和Twist被抑制[30]。见表 1。
| 表 1 TRIM家族成员在非小细胞肺癌中的作用及可能机制 |
TRIM蛋白家族成员在NSCLC中表达各异,通过作为E3泛素-蛋白酶体、或者通过p53通路、NF-κB通路、mTOR信号通路等作用机制,影响肿瘤细胞增殖、细胞周期、EMT过程、以及对于化疗药物的敏感性,从而在NSCLC中发挥着抑癌或者促癌的作用。TRIM可能作为NSCLC诊断及治疗的靶标,然而因为TRIM家族成员众多,许多TRIM家族成员在NSCLC中的作用机制尚不明确,已知在NSCLC中作用的TRIM蛋白其发挥抑癌或者促癌的具体作用机制有待进一步研究。但是总体来说,TRIM作为NSCLC诊断及治疗的靶标的应用前景是十分广阔的。
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2018, Vol. 39


