T淋巴瘤侵襲轉移誘導因子1分子作用機制及腫瘤相關研究進展

張源 王馨悅 董兵 林貞花

(1延邊大學醫學院病理學教研室，吉林 延吉 133002； 2吉林省科技廳重點實驗室)

腫瘤的發生、發展是多基因相互作用的過程，涉及多個階段、步驟和途徑〔1〕。因此，探明特定基因在腫瘤轉移侵襲中的作用和機制是目前研究的熱點。正常組織中T淋巴瘤侵襲轉移誘導因子(Tiam)1僅在大腦和睪丸表達，在其他組織中低表達或不表達。但近年研究表明，Tiam1在多種腫瘤中異常高表達并與腫瘤的發生、發展和不良預后相關〔2〕。本文對Tiam1的結構與功能、相關的信號通路及其在腫瘤中的研究進展進行綜述。

1 Tiam1概述

1.1Tiam1的表達 Tiam1于1994年由荷蘭癌癥研究所的Habets等〔3〕分離鑒定。他們利用插入逆轉錄病毒誘導突變與體外有效選擇侵襲性細胞變異相結合的方法，在BW5147小鼠的T淋巴瘤細胞中發現通過逆轉錄病毒感染分離得到的侵襲性變異體中存在著與侵襲相關的前病毒插入簇，并利用從侵襲性細胞克隆BWMLV3.6的基因組文庫中分離出的單克隆DNA片段(D22.3)對其進行識別。結合基因庫對比和DNA印跡分析，Habets等〔3〕將該前病毒插入簇命名為Tiam1。小鼠Tiam1基因定位于16號染色體，人Tiam1基因定位于21號染色體的q22.1帶Aml-1基因的著絲粒端，編碼1 591個氨基酸，蛋白質分子量為177 kD〔4〕。成人正常組織中，Tiam1在腦組織和睪丸中相對高表達，在小管上皮、支氣管黏膜上皮、肝細胞、心肌等組織低表達，在其他組織中不表達〔5〕。與Tiam1最接近的家族成員是果蠅靜物基因和Tiam1類似轉換因子(STEF)，也被稱為Tiam2，主要在神經元細胞中表達，可能參與細胞遷移和細胞骨架的調控等〔6～8〕。

1.2Tiam1基因及蛋白結構 Tiam1是一個大的多結構域蛋白，屬于親水性蛋白質，富含脯氨酸、谷氨酸等。其特征是存在與彌散性B細胞淋巴致癌基因(Dbl)家族同源的結構域，因此屬于調節Rho家族小GTP酶的鳥嘌呤交換因子(GEF)。在Tiam1的氨基末端有肉豆蔻酰化序列(myr)及兩個脯氨酸-谷氨酸-絲氨酸-蘇氨酸(PEST)結構域〔9〕。此外，氨基末端還包含一個Pleckstrin同源功能域(PHn)和一個卷曲螺旋擴展結構(CC-Ex)。之后依次是一個Ras結合域(RBD)和一個PSD-95/DlgA/ZO-1(PDZ)結構域，也稱為圓盤-大同源區(DHR)結構域。在羧基末端區域有DH-PH組合結構域(PHc)，這是Dbl類家族的GEF成員的特征〔10〕。但一般的Dbl家族成員僅有一個PH結構域，而Tiam1則有羧基末端的PHc和氨基末端的PHn兩個結構域〔11〕。

1.3Tiam1的生物學功能 Tiam1蛋白氨基末端的myr為膜靶向定位提供了一個脂質錨位點，可能參與蛋白質的定位和穩定〔12〕；細胞骨架蛋白和膜受體CD44可與PH域結合，參與Tiam1的膜復原〔13〕；PHn-CC-Ex結構域對于質膜結合和支架蛋白轉導下游信號至關重要，可介導與3，4，5-三磷酸肌醇等膜磷脂成分結合〔14〕；氨基末端的PH域參與膜褶皺的形成及細胞黏附等生物學過程，當其缺失時可能導致Tiam1功能失活〔15〕；RBD結構域可以與活化的Ras結合來激活Ras相關的肉毒素底物(Rac)1〔16〕；DH-PH結構域可作為Rho類蛋白的GDP-GTP交換反應的催化劑，傳導激活GTP酶并參與Tiam1的膜定位、誘導神經突生長和神經元極化等過程〔17〕；PHc和 PHn結構域共同參與細胞偽足的形成，與細胞運動相關〔18〕。

2 Tiam1的分子作用機制

Tiam1結構中存在著可以與膜蛋白和胞內蛋白相互作用的結構域，因此Tiam1被認為可與這些蛋白結合，調控GEF活性，并決定Tiam1介導的Rac1激活的信號轉導。在相關的膜蛋白和胞內蛋白中，有一些已被證明參與腫瘤進程。

2.1Tiam1與Rac1 作為GEF家族成員，Tiam1可作用于Rac1上游，通過RBD結構域與Ras相互作用，刺激GDP與GTP轉換，特異性激活Rac1，進而參與Rac1介導的信號通路調控。該通路調節的生物學進程主要包括細胞骨架的活性和形態學改變、遷移和黏附〔19〕、侵襲和轉移〔20〕等分子生物學進程。Angeliki等〔21〕發現，敲除Tiam1的小鼠對Ras誘導的皮膚腫瘤的發展具有抗性，確定Rac1的激活劑Tiam1是Ras誘導腫瘤的關鍵。Ras可以通過磷脂酰肌醇3激酶間接激活Tiam1。

2.2Tiam1與Spinophilin Spinophilin是蛋白磷酸酯酶1的調控亞基，參與Rac1介導的肌動蛋白重組，并可與Tiam1的PHn-CC-Ex區域結合。與Spinophilin結合后的Tiam1可以抑制P21活化激酶(PAK)1的活化，從而調控Rac下游激活效應〔22〕。

2.3Tiam1與微管相關蛋白(Map)1B Map1B是軸突發育的必需因子，參與調控神經突的生長、神經元的遷移和轉移。同時，它還可作為信號中樞在成熟神經元調控肌動蛋白細胞骨架和受體轉運。研究表明，Tiam1可調節Map1B介導的這一過程。Map1B的輕鏈1亞基可與Tiam1結合，促進Rac1和Cdc42的激活和RhoA抑制，導致肌動蛋白聚合和軸突延長。另外，Map1B-Tiam1-Rac1通路對于脊柱結構的可塑性和中樞興奮性神經突觸傳遞關鍵分子——谷氨酸受體亞型2-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異唑丙酸(AMPA)發揮生物學功能十分重要〔23〕。

2.4Tiam1與細胞黏附分子(CADM)1 CADM1是一種編碼多功能免疫球蛋白樣的細胞黏附分子，在健康成人的T淋巴細胞中低表達，在成人T細胞白血病(ATL)細胞中過表達。CADM1蛋白過表達可促進白血病細胞向器官和組織的浸潤(這是ATL的常見臨床表現之一)。氨基酸序列比對顯示，CADM1與Tiam1具有類似的Ⅱ型PDZ結構域。CADM1與Tiam1的PDZ結構域相互結合后，可通過Rac活化誘導偽足形成，提示Tiam1整合了來自CADM1的信號，并通過Rac激活調節肌動蛋白細胞骨架。這可能是導致ATL患者白血病細胞組織浸潤的主要原因〔24〕。

2.5Tiam1與Eph家族 Eph受體及其膜結合配體Ephrin是一個復雜的受體酪氨酸激酶(RTKs)亞家族。Eph/Ephrin結合可導致各種相反的細胞行為，如黏附與排斥、細胞遷移與細胞黏附等。Eph家族成員可直接與Tiam1相互作用，介導Tiam1激活從而誘導一些細胞進程的發生。例如，Pomme等〔25〕發現激活的EphA2與Tiam1相互作用可導致Tiam1活化，進而增加Rac1的活性并促進內吞作用。而沉默Tiam1則會破壞Rac1激活和EphA2誘導的內吞作用。Sooyeon等〔26〕發現Tiam1可與EphA8相互作用并調節EphA8/EphrinA5誘導的內吞作用。下調Tiam1可導致EphA8/ephrinA5誘導的內吞作用效率降低。還有研究表明EphA4可與Tiam1的氨基末端區域結合，誘導其酪氨酸磷酸化，并可能激活皮質中的Rac1〔27〕。

2.6Tiam1與nm23h1 nm23被認為是抑制腫瘤轉移的基因，在人體中存在兩種類型：nm23h1和nm23h2。研究表明，當nm23h1與Tiam1的氨基末端結合后可負調控其活性，并且抑制Tiam1誘導的Rac1激活和c-Jun氨基末端激酶(JNK)活化，減少細胞膜褶皺形成，從而抑制腫瘤細胞的轉移〔28〕。

3 Tiam1與腫瘤

美國癌癥協會的研究數據顯示，全球新發病和死亡的主要腫瘤類型有肺癌、前列腺癌、乳腺癌、結直腸癌、胃癌、肝癌、食管癌等〔29〕。Tiam1與多種腫瘤的發生、發展和預后密切相關。

3.1Tiam1與肺癌 Liu等〔30〕研究發現，Tiam1主要存在于細胞胞質中，在肺癌組織中表達高于正常組織。同時有淋巴結轉移患者中，Tiam1表達較高，可將其視為患者不良預后的獨立風險因子。

3.2Tiam1與乳腺癌 Xu等〔31〕發現，在乳腺癌中Tiam1可誘導乳腺癌細胞侵襲、遷移、上皮間質轉化和癌干細胞特性改變。在小鼠中將Tiam1沉默能夠抑制肺轉移，說明Tiam1參與乳腺癌侵襲和轉移。何雄斌等〔32〕發現，Tiam1在乳腺癌組織中表達明顯高于正常乳腺組織及乳腺增生組織，且與乳腺癌組織分級、TNM分期及淋巴結轉移顯著相關。

3.3Tiam1與結直腸癌 劉少平等〔33〕采用實時熒光定量聚合酶鏈反應(PCR)檢測發現，淋巴結陽性結直腸癌患者的癌組織Tiam1 mRNA的相對表達量高于淋巴結陰性結直腸癌患者，而這兩組均高于良性病變組；結直腸癌淋巴結轉移風險的單因素分析顯示，癌組織中Tiam1 mRNA表達量與淋巴結轉移相關；Cox多因素分析顯示其是結直腸癌淋巴結轉移獨立的危險因素。說明Tiam1 mRNA表達量升高不僅與結直腸癌發生密切相關，亦與結直腸癌淋巴結轉移呈正相關。He等〔34〕的研究成果也證明Tiam1參與結直腸癌的演進過程。

3.4Tiam1與胃癌 Zhu等〔35〕從人胃癌細胞系MKN-45中分離出具有高、低侵襲能力的兩個亞群，并用Tiam1的反義寡核苷酸(ASODN)轉染高侵襲亞群，發現經ASODN處理后該亞群細胞的體外侵襲能力降低，形態學及超微結構觀察也顯示該細胞絲狀偽足及小孢子明顯減少。結果表明Tiam1通過調節細胞骨架重組誘導胃癌細胞侵襲和轉移。

3.5Tiam1與其他腫瘤 此外，還有研究發現Tiam1與多種腫瘤的發生和發展過程相關。Ding等〔36〕發現Tiam1在胰腺癌組織中高表達且可作為不良預后的獨立風險因子；Yang等〔37〕發現Tiam1在宮頸癌中表達上調且與不良預后相關；Liu等〔38〕發現Tiam1通過Wnt/β-catenin信號通路調節上皮-間質轉化進程，促進甲狀腺癌轉移；Song等〔39〕發現Tiam1與口腔鱗癌的發生相關；Li等〔40〕發現Tiam1與卵巢癌的臨床分期和不良預后相關；Wu等〔41〕發現Tiam1與食管癌的轉移和侵襲相關。

綜上，Tiam1參與的各種分子生物學進程正在逐漸被發現，其與腫瘤發生、發展及預后的密切關系已經逐漸被揭示。因此，Tiam1有望成為多種腫瘤的分子治療靶點和臨床預后評估指標，但Tiam1參與調控的具體機制、相關分子信號通路等尚待研究。