T細胞因子4在腫瘤發生發展中作用的研究進展

徐佳慧，胡世蓮，沈國棟 ，沈干

(1.安徽醫科大學附屬省立醫院、安徽省立醫院老年病科，合肥 230001；2.腫瘤免疫與營養治療安徽省重點實驗室)

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T細胞因子4在腫瘤發生發展中作用的研究進展

徐佳慧1,2，胡世蓮1,2，沈國棟1,2，沈干1,2

(1.安徽醫科大學附屬省立醫院、安徽省立醫院老年病科，合肥 230001；2.腫瘤免疫與營養治療安徽省重點實驗室)

隨著人們在分子遺傳學和細胞生物學方面對腫瘤發生研究的深入，發現調控正常細胞生長、分化、凋亡等生命活動的信號通路發生異常是腫瘤發生的必要條件。近年來Wnt通路逐漸受到關注，它不僅在人體胚胎器官發育中發揮重要作用[1]，而且其過度激活參與人體多種腫瘤的發生。T細胞因子4(TCF-4)是Wnt通路核內信號傳導的主要蛋白之一，大量的基因和生化研究已經證明其所在的家族是Wnt信號通路下游基因的初始特異性轉錄因子，因而被稱為Wnt信號通路的開關[2]。本文就T細胞因子4的結構功能及其剪接異構體參與人體腫瘤的發生發展進行綜述。

1Wnt信號通路、TCF-4的結構和功能

Wnt信號通路主要包括三個分支：(1)經典的Wnt/β-catenin經典信號通路；(2)Wnt/planar cell polarity信號通路；(3)Wnt/Ca2+信號通路。其中，經典信號轉導通路主要調控細胞的增殖和分化，在生物進化中表現極為保守，過度激活后使未能降解的β-catenin在胞質中積累并向細胞核轉移與轉錄因子家族Tcf/Lefs結合，形成轉錄復合物，可激活癌基因，進而導致細胞的過度增殖與凋亡減少[3]。

TCF-4是T細胞因子/淋巴增強因子(TCF/LEF)家族成員之一，由位于10q25.3染色體的TCF7L2 (transcription factor 7 like 2)基因編碼，該基因含有17個外顯子，全長的氨基酸序列含有四個功能區域: 末端1號外顯子編碼的β-catenin結合區域；10-11號外顯子編碼的高遷移率組蛋白結構域(HMG-box)，可以識別特定的DNA序列；Groucho蛋白結區域，主要與TCF-4發揮抑制作用有關；核定位信號結構域(NLS)；12-17號外顯子形成羧基端，是選擇性剪接的高頻位，形成大小不同的異構體，長片段異構體上有兩個C末端結合蛋(CtBP)結合位點，短片段異構體則無[4-5]。在功能方面，由于TCF-4選擇性剪接、單核苷酸多態性(SNP)以及錯配修復，最終導致蛋白產物結構的改變[6]，其調控的基因，發揮的生理作用均表現出差異，也為TCF-4顯示出中立的功能做出了部分解釋[7-8]。

2TCF-4在腫瘤發生發展中的作用

目前研究普遍認為TCF-4和β-catenin形成的復合物是下游靶基因激活的先決條件。但是，TCF-4作為特異序列的DNA結合蛋白，在功能上卻是中立的，正常情況下其本身沒有調節轉錄的能力，必須通過其相應結構域，與具有不同特性的轉錄因子形成復合物。在不同的細胞中，TCF-4可以激活或抑制同一靶基因的表達：在無Wnt信號時，TCF-4通過與多種轉錄阻遏因子如羧基端結合蛋白(CtBP)等特異性結合，抑制了下游基因的轉錄和表達；而當Wnt通路異常激活時，未被降解的β-catenin 進入核內，與TCF-4的相關結構域結合，形成轉錄復合物，使其無法發揮抑制作用，在促轉錄因子的參與下，使下游靶基因過度表達，促進了腫瘤的發生發展[9]。因此TCF-4的轉錄活性是維持細胞惡性表型所必需的，它是下游靶基因開啟轉錄的先決條件。

2.1TCF-4與結直腸癌研究發現Wnt信號途徑的激活性突變參與了幾乎所有的大腸腫瘤[10]。該信號下游關鍵分子APC、Axin和β-catenin的突變都與早期結直腸癌有著密切的關系。除此之外，Morin等[11]檢測43種結腸癌細胞系中TCF家族各成員mRNA表達，發現雖然大多數結腸癌細胞系都表達一種以上的TCF基因，但只有TCF-4 mRNA是所有結腸癌細胞系共同表達的，這預示TCF-4在結腸癌的發生中可能發揮某種作用。王國強等[12]選取620例結腸癌患者病理蠟塊，應用組織芯片及免疫組織化學技術發現TCF-4在癌組織陽性率均大于正常組織，但并不是影響腫瘤患者死亡獨立因素，但也有研究[13]發現TCF-4的表達與結腸癌患者的生存期呈正比。同時，TCF7L2突變以及其剪接體分布異常也參與結直腸腫瘤的形成。Sparks等[14]在對結腸癌細胞中Wnt信號通路各成分突變情況進行檢測時意外發現剪切異構體TCF-4E和TCF-4C存在于50%的結腸癌細胞中。Thorstensen等[15]在對具有微衛星不穩定性的結腸癌中發現有46%的樣本存在17號外顯子的移碼突變，直接導致了閱讀框架改變，使其羧基末端形成長短不等的異構體，造成結合位點的缺失以致細胞惡變。除此之外，Heuberger等[16]在TCF-4基因敲除的小鼠大腸隱窩內觀察到了干細胞的早期凋亡現象，并且MAPK信號通路通過增加截斷型TCF4的數量影響著隱窩干細胞的分化和增殖。這些現象提示TCF-4不同的剪接異構體在體內的動態平衡可能參與了結腸癌的發生。

2.2TCF-4與肝癌江穎等[17]利用逆轉錄-聚合酶鏈反應(RT-PCR)檢測肝癌組織及癌旁組織TCF-4 mRNA表達，結果顯示TCF-4癌組織中表達水平明顯高于癌旁組織。同時，在包膜不完整及有轉移的癌組織表達增高且更為顯著。有研究發現發現在肝癌細胞中，TCF-4J(缺乏SxxSS模體)的轉錄活性較TCF-4K(含有SxxSS模體)的轉錄活性高并且能夠維持癌細胞在缺氧環境下的生存能力，與肝癌的惡性表型有關系[18]。Tomimaru等[19]發現剪接異構體TCF-4D (含有四號外顯子) 和TCF-4C (不含有四號外顯子) 在肝癌中的表達有顯著差異，其中TCF-4-C在癌組織中的表達高于癌旁組織以及正常組織。在體外實驗中TCF-4-C表現出增強的基因轉錄活性，細胞克隆形成能力以及化療耐藥的特性，并且發現在肝癌細胞中TCF-4的剪接異構體TCF-4J(缺乏SxxSS 模體)和TCF-4K(含有SxxSS 模體)。TCF-4J能夠激活更多的癌基因，并且參與Wnt/β-catenin的胰島素/ IGF-1/ IRS1和Notch信號傳導相關通路的激活，這有助于肝癌的發病機制[20]。在肝源性糖尿病患者中，TCF7L2的單核苷酸多態性(rs290481、rs290487、rs290489) 三個位點與肝癌發生風險有關，并且攜帶G-C-A單體型比A-T-G患者患肝細胞癌的概率更大[21]。 盡管TCF-4只有與β-catenin組成復合物的才可以啟動下游的信號轉錄，但是Grumolato 等[22]發現在沒有穩定水平的β-catenin，TCF家族同樣進行著轉錄活動，這進一步說明了TCF-4剪接體的存在和結構功能差異。

2.3TCF-4與食管癌陳霞等[23]通過免疫組織化學以及RT-PCR發現TCF-4蛋白和mRNA表達量與食管癌前病變有關，羅超等[24]在食管癌細胞中發現在8號外顯子后終止轉錄形成的剪切體TCF-4N，因為缺少了與DNA結合區域進而影響轉錄活性，其表達量與癌旁組織相比在癌組織中顯著降低，并且發現其可以干擾下游基因轉錄和影響細胞的增殖。miR-203的表達失調可能導致食管上皮的正常更替失去平衡，進而引起腫瘤發生。有研究組在食管癌細胞中發現TCF-4長短型剪接異構體的存在，并且TCF-4長羧基末端異構體抑制能夠miR-203 表達，短片段異構體促進 miR-203 表達[25]，提示TCF-4的剪接異構體的存在調控參與食管癌的發生。

2.4TCF-4與胃癌幽門螺桿菌的感染一直都被認為是引起胃癌的條件之一，Yu等[26]利用免疫組織化學和RT-PCR技術檢測胃炎、癌前病變以及胃癌組織內幽門螺桿菌的感染情況與TCF-4表達量發現TCF-4在彌散型胃癌中的表達量較腸型的低，在幽門螺桿菌感染陽性的胃癌組織內TCF-4在細胞質和細胞核內的表達量高于陰性組，推測幽門螺旋桿菌的感染、TCF-4和胃癌三者之間存在某種關聯。Chen等[27]通過免疫組織化學發現TCF-4的表達量在胃癌中較癌前病變以及正常的胃黏膜高。在對具有微衛星不穩定性的胃癌中也發現了TCF-4的框移突變，并且其突變率與進展期胃癌呈正相關[28]。

2.5TCF-4與乳腺癌由于APC、β-catenin、以及Axin等的突變導致的Wnt通路異常在乳腺癌中罕有報道，因此目光聚集到了TCF-4上，Wang等[29]發現SOX9(Y染色體的性別決定區域相關促人絕經促性腺素盒-9)在基底細胞型乳腺癌中高表達，并且通過體外實驗證實SOX9可以調控TCF-4的表達量進而激活Wnt通路，同時Wnt通路的激活能夠促進SOX9的表達。Guturi等[30]在P68、TCF-4、Wnt通路之間也發現了這一正反饋循環。骨橋蛋白(OPN)是腫瘤轉移的重要標志物，有研究發現TCF-4通過調控骨橋蛋白的表達，促進乳腺癌細胞的轉移[31]。相反的，Shulewitz等[32]利用基因沉默技術發現表達上調的TCF-4表現出對癌細胞增殖分化抑制作用。有研究[33]通過檢測漢族乳腺癌患者TCF7L2基因多態性，發現rs7003146位點的突變在患者中占主導地位，并且該位點的突變與乳腺癌的發病呈負相關。

2.6TCF-4與肺癌Wnt信號通路在器官發育中起著重要的作用，尤其是在肺臟形態發育過程中是一個活躍的信號通路，盡管該通路早期的研究主要在消化系統中，但近幾年Wnt通路在肺臟的研究逐年增多，韓競春等[34]利用免疫組織化學以及RT-PCR檢測非小細胞肺癌組織中TCF-4表達量，發現其表達量與肺癌的分期，轉移侵襲有關。其中，TCF-4亞型mRNA和蛋白表達量與細胞分化和腦部轉移有關[35]。

2.7TCF-4與腎癌葉雄俊等[36]在腎癌組織和細胞系TCF-4表達較正常組織和細胞內明顯增高，并且通過轉染的方法設計穩定表達TCF-4顯性負調控基因的細胞，發現在形態上趨向于正常腎小管細胞的逆轉，并且增殖能力受到抑制。Kojima等[37]通過PCR檢測技術發現TCF-4 mRNA表達水平在發生轉移的透明細胞癌組織中較低，并且與腫瘤的分期呈負相關。

2.8TCF-4與皮膚癌 張勝逆[38]采用免疫組織化學方法發現TCF-4在基底細胞癌細胞核內呈現不同程度的陽性表達，而在皮損及正常皮膚表皮全層均呈現陰性表達。熊亞[39]在正常上皮的基底細胞中發現TCF-4有少數弱陽性表達，在基底細胞癌中TCF-4彌漫均勻的在腫瘤細胞核內呈弱陽性，在高分化鱗癌中，TCF-4 陽性表達主要位于腫瘤組織基底或外周部位；而在中、低度分化的鱗狀細胞癌中，腫瘤組織中心部位TCF-4 陽性表達逐漸增多。TCF-4在皮膚腫瘤中的分布與組織類型有關。除此之外，經TCF-4小干擾RNA表達載體轉染的人皮膚鱗狀細胞癌細胞株與未轉染及轉染空載體的細胞株相比，增殖、細胞遷移和侵襲能力都明顯下降，細胞期出現明顯的G2/M期阻滯現象[40]。

3結語

TCF-4是Wnt信號通路下游重要的調控因子，它需要與不同功能的輔助因子結合才能發揮相應的作用，由于在腫瘤中扮演者雙面的角色，使TCF-4成為研究的焦點。 目前的研究初步確認TCF-4表現出中立特性來源：選擇性剪接、TCF-4基因的多態性、移碼突變都使該基因轉錄后形成不同的mRNA，翻譯形成含有不同結構域發揮不同功能的蛋白。盡管在人體多個腫瘤中發現了TCF-4以及其剪切體的異常表達和分布，參與調控表達的基因種類差異[7-8，14，38-39]，它們的具體功能依然存在爭議，有研究指出只有長的剪切體與腫瘤的發生發展有聯系，也有研究指出短剪切體在腫瘤中持續低表達，暗示短剪切體有抑癌作用。同時由于β-catenin與TCF-4形成復合物是啟動基因激活的重要條件，因此使與β-catenin競爭性結合TCF-4的腫瘤靶向治療藥物的研發成為可能。

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基金項目：國家自然科學基金資助項目(81071808)；安徽省自然科學基金資助項目(81071808)

作者簡介：徐佳慧，碩士在讀，Email：15056952858@163.com通信作者：沈干，主任醫師，碩士生導師，Email: shenganustc@163.com

中圖分類號:R73

文獻標識碼:A

DOI:10.3969/J.issn.1672-6790.2016.02.002

(收稿日期：2015-09-23)

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