轉錄因子T-bet在腫瘤中的研究進展①

黃 晨 潘麗娜 叢 琳 李 成

(中國醫科大學基礎醫學院免疫學教研室,沈陽 110122 )

T-bet是轉錄因子T-box家族成員，由Tbx21基因編碼，可選擇性表達于Th1細胞。T-bet在Th0向Th1細胞的分化中起著決定性的作用，是其強有力的轉錄激活劑，同時T-bet可促進IFN-γ分泌，并抑制Th2細胞及IL-4、IL-5、IL-13等Th2型細胞因子的產生。故T-bet在T細胞的極化中發揮重要作用，T-bet可以影響Th1和Th2的平衡從而影響免疫應答，在腫瘤和許多免疫相關疾病中發揮作用。近年來研究發現，T-bet不僅表達于Th1細胞，還表達于NK細胞、樹突狀細胞等固有免疫細胞[1]。T-bet 的表達水平改變與消化道、呼吸道、泌尿生殖道等多種腫瘤的發生有關，T-bet有望成為上述腫瘤甚至其他腫瘤新的治療靶點。本文主要闡述T-bet在不同類型腫瘤的表達及生物學過程中的作用。

1 T-bet的結構

2000年，Szabo發現了一種Th1特異性的T-box家族轉錄因子，并命名為T細胞表達的T-box(T-box expressed in T cells)，縮寫為T-bet[2]。T-bet含530個氨基酸，有一個長度約1 607 bp的開放閱讀框架，其中有一個189個氨基酸組成的能與T盒DNA結合的結構域(即T-site)，此區域高度保守，可與相應的DNA序列結合，從而發揮其功能。T-bet編碼基因Tbx21位于人17號染色體和小鼠11號染色體上，人和小鼠T-bet基因的同源性為87%，而其T域的同源性卻高達98%。

2 T-bet的功能

輔助性T淋巴細胞(即Th細胞)可根據分泌的細胞因子及功能等分為Th1、Th2、Th17、Treg等亞群，其中Th1和Th2兩個亞群最早被發現。二者均起始于Th0細胞，在分化過程中存在著相互拮抗。故Th0在分化過程中會出現Th1或Th2細胞極化。Th1/Th2細胞的平衡受轉錄因子T-bet/GATA-3 的調控[2]。

Th0受抗原刺激后在活化過程中，通過激活STAT1途徑，T-bet 表達上調，定向向Th1細胞分化，細胞分泌IFN-γ。而如果Th0細胞受抗原刺激后，通過激活STAT6途徑，GATA-3的表達上調，定向向Th2細胞分化，分泌細胞因子IL-4與IL-5等。因此認為T-bet 基因和GATA-3 基因分別是Th1和Th2 細胞定向分化的標志基因[3]。如表1所示。

T-bet在促使Th0細胞向Th1細胞分化的過程中，促進其分泌IFN-γ、IL-2和TNF-α等細胞因子，通過激活巨噬細胞等途徑直接或間接地清除腫瘤細胞，從而發揮抗腫瘤作用，增強機體的抗腫瘤免疫。

3 T-bet在腫瘤發生發展中的作用

之前的研究發現，部分腫瘤(如非小細胞肺癌、直腸癌、卵巢癌、絨癌、骨肉瘤及鼻咽癌等)患者體內的Th2型細胞因子占優勢，且Th1向Th2偏移與腫瘤的惡性程度正相關[4]。

近些年來發現，T-bet的表達不僅僅局限于Th1細胞，CD8陽性T細胞、B細胞、NK細胞、樹突狀細胞以及部分腫瘤細胞均可表達T-bet[1]，這些細胞表達的T-bet也發揮各自的功能。

3.1T-bet與胃癌 近年來，有研究表明，T-bet表達量可作為胃癌相關性分析的臨床病理參數，胃癌組織中T-bet+的腫瘤浸潤淋巴細胞(TILs)與患者臨床病理分級及術后預后情況具有相關性。低表達T-bet+預示病理指標較差(如肌層侵襲，較大的癌組織和更高的癌癥級別)。流式細胞術顯示，T-bet+細胞大多由CD4+，CD8+和CD56+腫瘤浸潤淋巴細胞(TILs)構成[5]。Zhang等[6]研究發現，位于T-bet基因增強子區域內的第1 993位基因的單核苷酸多態性(SNP)與胃癌發生風險及轉移有關，其中Tbx21-1993C/C 基因型與胃癌的發展和轉移最為密切相關。此外，還有研究表明，在胃癌患者外周血中，T-bet和IFN-γ從mRNA水平到蛋白水平都降低。以上結果正好與GATA-3和IL-4的表達水平相反，提示Th1型細胞免疫水平的降低和Th2型活性的增高導致了胃癌的發生[7]。

以上研究都說明T-bet在腫瘤發生中的抗腫瘤作用，而Stoicov等[8]的研究提示，T-bet對幽門螺旋桿菌感染所致的胃癌具有促進作用，T-bet基因敲除小鼠感染幽門螺旋桿菌15個月后，并沒有像野生鼠感染那樣胃黏膜組織發生內皮化生并發展為癌。這和T-bet基因敲除鼠感染幽門螺旋桿菌后炎癥性細胞因子IL-1和TNF-α水平降低而IL-10升高有關。

3.2T-bet與結直腸癌 Garrett等[9]研究表明T-bet基因敲除更容易得結腸炎及結直腸癌，并進一步推斷主要與樹突狀細胞有關，原因是選擇性地恢復樹突狀細胞T-bet的表達可以減輕炎癥反應并抑制腫瘤的發展。2017年，Yao等[10]發現核糖體蛋白S6激酶2(RSK2)與結腸癌的發生密切相關，RSK2可以通過磷酸化T-bet促進IFN-γ的表達，從而達到抗結腸癌的目的。并且找出了具體的磷酸化位點為T-bet上第498和第502個絲氨酸。

3.3T-bet與肺癌 在非小細胞肺癌患者的癌組織中T-bet及IFN-γ的表達要低于周圍正常組織，本研究中，T-bet表達的降低既包括位于CD4+T細胞中T-bet的水平也包括CD8+T細胞中[11]。

在小鼠肺癌模型中，在接種腫瘤14 d后，T-bet基因敲除鼠有50%肺表面出現腫瘤，而野生型對照組只有10%，該實驗說明了T-bet在肺腫瘤生長過程中發揮了保護作用。但具體機制有待于進一步研究[12]。

3.4T-bet與宮頸癌 根據Gorter等[13]的研究，在宮頸癌患者腫瘤細胞區有大量的T-bet+和Foxp3+T細胞浸潤(Foxp3是調節性T細胞的轉錄因子)，而只有T-bet+T細胞在腫瘤組織中的量與患者的無病生存期(Disease-free survival,DFS)和疾病特定生存期(disease-specific survival)成正相關。

3.5T-bet與黑色素瘤 黑色素瘤可分泌多種腫瘤相關抗原，如惡性黑色素瘤基因-1(mage-1)、酪氨酸激酶相關蛋白1/2(TRP1/2)和酪氨酸激酶等。根據Garrett等[9]的研究T-bet對B16(小鼠黑色素瘤細胞株)的細胞周期不產生影響，對B16細胞表面各抗原分子的表達無影響。提示T-bet的靶細胞主要是機體的免疫細胞，而對腫瘤細胞如B16等無直接的生物學作用。T-bet對小鼠黑色素瘤無明顯的免疫治療作用，但對生存期有一定的影響，此結果可能與IFN-γ的表達上調有關。

表1 Th1與Th2介導的Ⅰ型及Ⅱ型免疫應答比較

Tab.1 Comparison of Th1 and Th2 mediated type 1 and type 2 immune responses

Types of immune responseTh cellInduced componentsSecreted cytokinesTranscription factorFunctionType ⅠTh1IL-12,IFN-γIFN-γT-bet,stat-1 Antiviral,anti-intracellular parasitic infection,anti-tumor,causing graft rejectionType ⅡTh2IL-4IL-4,IL-5,IL-13 GATA-3,stat6 Antibody production,allergy,antiparasitic infection

3.6T-bet與乳腺癌 Mulligan等[14]觀察到T-bet+淋巴樣細胞浸潤陽性的乳腺癌組織對應的腫瘤體積更大，分級更高，激素受體陰性而CK5、EGFR和P53表達陽性。盡管以上指標都意味著較差的病理學特征，但T-bet+淋巴樣細胞浸潤癌組織要比T-bet-的患者相比具有更長的無病生存期。該團隊的研究進一步表明，溴結構域蛋白4(Bromodomain-containing protein 4，BRD4)會對乳腺癌T-bet+淋巴樣細胞浸潤產生影響，BRD4可以通過Notch信號家族的配體Jagged1起作用，后者可通過與Notch1之間的作用抑制T-bet+T細胞的抗腫瘤作用。

McCune等[15]研究了乳腺癌癌細胞本身T-bet的表達情況。結果表明，對于雌激素受體陽性的乳腺癌患者，胰島素可以增加T-bet分子的表達，降低GATA-3分子的表達。在乳腺癌細胞系MCF-7細胞中，T-bet的過表達意味著對于雌激素拮抗劑治療效果的降低。

4 總結

在腫瘤的發生及發展過程中，Th2性細胞因子往往占主導，巨噬細胞、NK、DC、CD8+、Th1等免疫細胞的功能在一定程度上處于抑制狀態。T-bet在Th1細胞的分化中起著決定性的作用，以此為靶點，重新恢復機體內Th1/Th2細胞的平衡，激活受抑制的免疫細胞，打破機體的免疫無能狀態，在研究T-bet與腫瘤相關性的文章中，高水平的T-bet+淋巴細胞浸潤往往預示著好的預后，由此為腫瘤的治療提供了新的思路和方法。而近年來發現的T-bet在其他免疫細胞以及腫瘤細胞的表達使得其在腫瘤發生過程中的作用呈現多樣性，這些差異涉及的具體機制仍有待進一步研究。