TRIMs家族蛋白在泌尿系腫瘤中的研究進展

宋詩璋，陳世凱，梁鑫，翁博文，侯四川

(青島大學附屬青島市市立醫院泌尿外科，山東 青島 266001)

腎癌、膀胱癌以及前列腺癌是泌尿系統較常見的腫瘤，其發病率逐年升高[1-3]，嚴重影響患者的生活質量。目前關于泌尿系腫瘤的研究已進入基因或蛋白層面，臨床對腫瘤的診治也更加精確，但仍需尋找新的腫瘤分子標志物以及治療靶點。研究發現，三結構域蛋白(tripartite motifs，TRIMs)家族可以介導腫瘤泛素化、相關信號轉導以及上皮-間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)等過程[4]，在惡性腫瘤發生發展過程中起重要的調控作用。已有研究表明，TRIMs家族蛋白在多種惡性腫瘤中異常表達，通過不同機制參與腫瘤的生長，如TRIM21、TRIM28、TRIM44等參與胃癌、乳腺癌、肝癌等惡性腫瘤的發生發展等[5-7]。此外，TRIMs家族蛋白其他成員(如TRIM24、TRIM26、TRIM47)在泌尿系腫瘤中也呈高表達或低表達[8-10]。總之，TRIMs家族蛋白通過不同的調節通路發揮促癌或抑癌作用。現就TRIMs家族蛋白在泌尿系腫瘤中的研究進展予以綜述。

1 TRIMs家族概述

1.1TRIMs家族蛋白的結構 TRIMs家族蛋白存在于所有多細胞的生物體內，最早發現于非洲爪蟾核因子7中[11]。目前在人體中已發現80多種TRIMs家族蛋白，大部分TRIMs家族成員含有3個固定的結構域，即RING-finger結構域、B-box結構域和Coil-Coil region結構域[12]。此外，還有1個復雜的C端區域，該區域包括COS結構域、PRY結構域、NHL結構域等[4]。因此，根據C端不同，TRIMs家族蛋白又可分為CⅠ～CⅪ 11個亞家族[13]。

1.2TRIMs家族蛋白在腫瘤中的相關作用機制 腫瘤的發生是多步驟、多階段的復雜動態過程，同時需要各種信號通路的調控。TRIMs家族蛋白與惡性腫瘤密切相關，通過多種作用機制參與腫瘤的發生發展。部分TRIMs成員在惡性腫瘤組織中異常表達，并可作為E3泛素連接酶參與腫瘤的泛素化，改變各種蛋白的泛素化，產生不規則的細胞信號，導致腫瘤的發生發展[14]。TRIMs家族成員也可通過調節核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)信號轉導通路介導腫瘤的惡性侵襲，同時還可通過調控相關信號通路促進EMT，導致腫瘤進展或轉移等[4]。

1.2.1TRIMs家族蛋白參與泛素化 作為一種重要的翻譯后修飾方式，細胞內的泛素化在細胞周期調控、細胞生長、凋亡、DNA損傷修復、蛋白質降解以及免疫反應中均發揮重要作用。在腫瘤方面，泛素化修飾可調節癌蛋白和抑癌蛋白的穩定性及功能[15]。泛素修飾過程由E1泛素活化酶、E2泛素結合酶和E3泛素連接酶協調完成。TRIMs家族成員(如TRIM5α、TRIM13、TRIM27、TRIM28、TRIM36以及TRIM37)的RING結構域賦予其E3結合活性[16]，因此其可作為E3泛素連接酶并通過媒介作用特異性識別底物，調節E2泛素結合酶與底物之間的相互作用[17]。此外，TRIMs家族蛋白還可通過生理相關性結合特定E2泛素結合酶，尤其是E2泛素結合酶中的D類和E類[18]。p53是較早發現的腫瘤抑制因子，可特異性結合DNA，其活性受泛素化、磷酸化等翻譯后修飾調控，通過參與細胞周期阻滯、凋亡、DNA修復、遷移、自噬等發揮作用；TRIMs家族蛋白作為E3泛素連接酶可調控p53信號通路，進而調控p53的表達和活化，促進腫瘤的發生發展[19]。相關研究發現，在耐藥p53的腎透明細胞癌中TRIM8呈低表達，TRIM8缺陷可顯著減弱p53介導的對化療藥物的細胞反應，隨著細胞內TRIM8表達水平升高，化療的敏感性與p53信號通路也逐漸恢復，表明低表達TRIM8可能抑制腎細胞癌中p53活性[20]。而TRIM47在腎癌細胞中高表達，并通過增強E3泛素連接酶的活性促進p53泛素化和降解，進而促進腎癌的惡性進展[21]。

1.2.2TRIMs家族蛋白參與調控NF-κB 作為介導細胞內信號轉導最重要的核轉錄因子，NF-κB參與細胞的增殖、分化、免疫應答、病毒感染及癌變等過程，在多種惡性腫瘤中持續活化。NF-κB信號通路同樣也受TRIMs家族蛋白調控，腫瘤壞死因子可以在生理或病理條件下調節NF-κB信號轉導，而TRIM9、TRIM21和TRIM24等表達水平在腫瘤壞死因子存在下均上調，因此TRIMs可作為NF-κB信號通路的調控因子促進或抑制信號通路表達[4]。研究表明，TRIM39可通過穩定的Cactin蛋白負向調節NF-κB介導的信號轉導通路，敲除TRIM39可導致NF-κB信號通路激活，提示TRIM39對NF-κB信號通路具有負調控作用[22]。TRIM24可通過調節NF-κB、蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)信號通路上調膀胱惡性腫瘤細胞中細胞周期蛋白(cyclin)D1、cyclin E、磷酸化NF-κB抑制因子α和磷酸化Akt的表達，從而促進腫瘤細胞的生長和侵襲[23]。

1.2.3TRIMs家族蛋白參與EMT EMT是上皮惡性腫瘤細胞獲得遷移和侵襲能力的重要生物學過程之一，該過程涉及腫瘤細胞外基質分解、間質程序啟動等，在腫瘤轉移中發揮重要作用。當腫瘤細胞發生EMT后，腫瘤細胞的異質性增強，更易導致腫瘤基因發生突變[24-25]。目前可通過檢測EMT間質標志物(如波形蛋白、神經鈣黏素和上皮鈣黏素)的表達判定EMT的發生[26]。TRIMs家族蛋白可通過調控相關信號通路誘導EMT和腫瘤細胞的侵襲、轉移。其中，轉化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)被證實在各種信號通路誘導EMT過程中起重要作用[27]。TRIM59誘導的膀胱上皮細胞EMT通過激活TGF-β、Smad2/3信號通路實現，因此抑制TRIM59表達可抑制TGF-β、Smad2/3信號通路，進而抑制膀胱惡性腫瘤細胞EMT的發生[28]。TRIM24高表達可導致腎腫瘤中波形蛋白、神經鈣黏素、基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)-2、MMP-9等間質標志物表達水平升高，進而誘導EMT的發生[10]。

2 TRIMs家族蛋白與泌尿系腫瘤

TRIMs家族蛋白在多種惡性腫瘤中均異常表達，在腫瘤細胞增殖、轉移等生物學過程中起重要作用[29]。TRIMs家族成員在泌尿系腫瘤中發揮促癌或抑癌作用，為泌尿系腫瘤的診治提供了新思路。但在龐大的TRIMs家族中僅有部分成員與泌尿系腫瘤的發生、發展以及預后密切相關，且其具體作用機制目前尚未明確。因此，未來仍需探索其他TRIMs家族成員與泌尿系腫瘤的關系，為泌尿系腫瘤的精確診治提供更多選擇。

2.1TRIMs家族蛋白與腎腫瘤 近年腎細胞癌的發病率不斷升高，其中腎細胞癌約占惡性腫瘤的2%，而腎透明細胞癌約占所有腎細胞癌的85%[2，30]。目前關于腎腫瘤的治療，早期以手術治療為主，晚期以靶向治療和免疫治療為主。

TRIM2作為TRIMs家族成員之一，也是一種環指E3泛素連接酶[31]。羅興等[32]研究表明，TRIM2在腎透明細胞癌中呈低表達，TRIM2過表達可抑制腎透明細胞癌細胞的增殖、遷移，進而抑制腎透明細胞癌進展；數據庫生存分析顯示，TRIM2高表達的腎透明細胞癌患者預后較TRIM2低表達或中表達患者更好；通過構建基因表達網絡發現，與TRIM2相關程度較高的基因主要包括核受體亞家族3C組成員2、雌激素相關受體γ和Ⅳ形膠原蛋白α3鏈等；進一步通過轉染實驗發現，TRIM2可通過下調β聯蛋白的表達抑制腎透明細胞癌細胞的增殖和遷移，為腎腫瘤的靶向治療提供了基礎。

此外，TRIM13也可作為E3泛素連接酶參與腎腫瘤的發生。研究發現，與癌旁非腫瘤組織相比，TRIM13在腎腫瘤組織中的表達顯著降低，上調腎腫瘤細胞株786-O中TRIM13的表達，可導致NF-κB、MMP-9和磷酸化Akt水平降低，進而導致腎惡性腫瘤細胞的遷移和侵襲能力降低[33]。因此，TRIM13可作為腎腫瘤患者預后的候選指標和潛在的治療靶點。

TRIM24又稱轉錄中介因子1α，可通過結合核受體調控下游基因的轉錄活性[23，34]。Jiang等[10]發現，過表達TRIM24可導致腎腫瘤細胞MMP-2、MMP-9、纖維連接蛋白、波形蛋白、神經鈣黏素和聯蛋白等表達水平顯著升高，進而誘導EMT，由此推測，TRIM24可能通過誘導EMT在腎腫瘤進程中發揮癌基因作用，因此可作為人類腎癌潛在的治療靶點。

作為TRIMs家族蛋白成員之一，TRIM44也可作為E3泛素連接酶在腎腫瘤中發揮作用[35]。Yamada等[36]發現，TRIM44在腎腫瘤組織中的表達高于正常腎組織，通過鑒定TRIM44敲除或過表達處理的腎細胞癌細胞株中差異表達的基因發現，酪氨酸相關激酶是TRIM44在腎細胞癌細胞中的靶基因，TRIM44過表達主要通過作用于酪氨酸相關激酶促進腎細胞癌細胞的增殖和遷移。因此，TRIM44具有促癌作用，有望成為腎腫瘤的治療靶點。

此外，TRIMs家族的另一成員TRIM47在星形細胞瘤中過表達[37]。研究發現，TRIM47在腎腫瘤中顯著高表達，且TRIM47可與腎癌細胞中的p53抑癌蛋白相互作用，介導p53抑癌蛋白的泛素化和降解，在蛋白水平促進腎癌細胞的進程[21]，表明TRIM47在腎腫瘤中發揮促癌作用。

2.2TRIMs家族蛋白與膀胱腫瘤 膀胱惡性腫瘤是常見的泌尿系腫瘤，且多為非肌層浸潤性，侵襲能力較強，治療后易復發，還可能發展為肌層浸潤性膀胱癌[1，38]。因此，積極探索膀胱腫瘤轉移分子機制并尋找有效方法迫在眉睫。

TRIM59是一種表面分子，位于人類第3號染色體上，屬于CⅪ亞家族成員，其C端有一個可能涉及蛋白跨膜定位的TM結構域，參與調控TRIM59的細胞內定位[39]。趙凱等[40]研究表明，與正常膀胱組織相比，TRIM59在膀胱癌組織中的表達顯著升高；進一步對膀胱癌細胞株T24和5637研究發現，抑制TRIM59表達，腫瘤細胞中的神經鈣黏素、波形蛋白和MMP-9蛋白表達下調，其中神經鈣黏素、波形蛋白為EMT的間質標志物，而MMP-9可降解細胞外基質和基底膜，誘導細胞轉移，同時MMP-9表達下調還可抑制腫瘤細胞的侵襲和遷移[41]。由此可見，TRIM59在膀胱癌中起促癌作用。

此外，TRIM44、TRIM65、TRIM26等也在膀胱腫瘤中發揮重要作用。研究發現，TRIM44在膀胱癌細胞中的表達顯著高于正常膀胱上皮細胞，敲除TRIM44可抑制膀胱癌細胞增殖；進一步利用流式細胞儀檢測細胞生長周期變化發現，敲除TRIM44可導致膀胱癌細胞出現明顯的G0/G1期阻滯、S期細胞減少，從而抑制膀胱癌進展[42]。表明TRIM44在膀胱癌細胞中是一種促癌因子。TRIM65作為TRIMs家族成員之一，可通過調節p53的穩定性或轉錄活性參與腫瘤的進展[39]。Wei等[43]研究發現，TRIM65是膀胱癌的致癌因子，其高表達可通過調節膜聯蛋白A2/RhoA/Rac1通路促進膀胱癌細胞中膜聯蛋白A2泛素化，進而導致細胞骨架重排，使膀胱癌上皮細胞發生EMT，促進膀胱癌進展。由此可見，TRIM65通過促進上皮細胞EMT發揮致癌作用。TRIM26也是TRIMs家族成員之一，既往研究將TRIM26作為一種新型的肝癌抑制因子[44]。最新研究表明，TRIM26在膀胱癌細胞中高表達，并通過調控Akt/糖原合成酶激酶-3β/β聯蛋白信號通路促進膀胱癌進展[9]。因此，TRIM26有望成為膀胱癌治療的靶點。

2.3TRIMs家族蛋白與前列腺腫瘤 前列腺癌是男性常見的腫瘤之一，近年其發病率和病死率均不斷升高，已成為男性癌癥相關死亡的第二大原因[3，45]。目前，前列腺癌經手術治療后仍有20%～40%的患者出現生化復發，出現生化復發的患者需要接受雄激素剝奪治療，但這些患者均會對雄激素剝奪治療產生耐藥，發展為去勢抵抗性前列腺癌[46]。

TRIM24在前列腺癌中具有重要作用。既往研究顯示，TRIM24是散斑型POZ蛋白(speckle-type POZ protein，SPOP)前列腺癌相關突變的效應底物，SPOP基因突變可導致前列腺癌中TRIM24上調[47]。Groner等[48]研究表明，SPOP前列腺癌突變體可穩定TRIM24蛋白的表達，并促進低水平雄激素條件下前列腺癌細胞增殖，而TRIM24可增加去勢抵抗性前列腺癌雄激素受體信號，使雄激素受體和TRIM24共同激活的基因表達顯著上調。從初級的前列腺癌到去勢抵抗性前列腺癌，TRIM24蛋白的表達增加，且TRIM24蛋白水平和雄激素受體/TRIM24基因特征可預測疾病復發，對前列腺癌的預后有重要意義。以上研究為SPOP突變體和去勢性前列腺癌患者的TRIM24靶向治療提供了依據。Offermann等[49]研究表明，TRIM24可作為前列腺癌獨立預后生物標志物。可見，TRIM24對前列腺癌的診治和預后均具有重要意義。

TRIM36可作為雄激素應答基因參與微管結合過程，從而影響細胞周期[50-52]。Kimura等[53]研究發現，TRIM36過表達可抑制LNCaP、22Rv1以及DU145細胞的增殖和遷移，而敲除TRIM36可抑制LNCaP和22Rvl細胞的凋亡，并促進其增殖和遷移；微陣列分析發現，TRIM36過表達可顯著上調凋亡通路的表達。綜上可知，TRIM36通過抑制前列腺癌細胞增殖和遷移、促進細胞凋亡發揮抑瘤作用，因此其可作為一個抑癌因子。

此外，TRIM44、TRIM47、TRIM59、TRIM68在前列腺癌中也發揮了重要作用。如敲除TRIM44可顯著抑制前列腺癌細胞在體外的增殖、遷移和侵襲，并抑制腫瘤在體內的生長，而高表達的TRIM44可通過激活磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)和Akt信號通路促進腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲，敲除TRIM44則可顯著降低PI3K和Akt在前列腺癌細胞中的磷酸化水平，阻止PI3K和Akt信號通路的活化，從而抑制腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲[54]。Fujimura等[8]研究發現，TRIM47在前列腺癌細胞質中的表達水平顯著高于良性病灶細胞質，且高表達的TRIM47與晚期病理分期和較差的腫瘤特異性生存率顯著相關。因此，TRIM47有望成為前列腺癌患者的預后指標。TRIM59在人前列腺癌細胞中呈高表達，抑制TRIM59表達可增加S期細胞的比例，降低G2/M期細胞比例，并導致白細胞分裂周期因子25A、細胞分裂周期因子2和cyclin B1表達下調[55]，提示TRIM59可能通過調節細胞周期促進前列腺癌細胞增殖。TRIM68作為TRIMs家族成員之一，已被證明是干燥綜合征相關的自身抗原[56]。Miyajima等[57]發現，TRIM68在前列腺癌組織中高表達，而且TRIM68還是一種新型雄激素受體相互作用蛋白，TRIM68高表達可增強雄激素受體的轉錄活性，從而促進前列腺癌的進展，這對于晚期或去勢抵抗性前列腺癌患者的治療具有重要意義。

3 小 結

TRIMs家族蛋白與泌尿系腫瘤密切相關。不同TRIM蛋白對于同一泌尿系腫瘤的作用不同，如TRIM2、TRIM13在腎細胞癌可作為抑癌基因，而TRIM24、TRIM44、TRIM47則作為促癌基因。相同TRIM蛋白在不同的泌尿系腫瘤中均發揮重要作用，如TRIM44在腎細胞癌、膀胱癌和前列腺癌中起促癌作用；TRIM24、TRIM47在腎癌和前列腺癌中起促癌作用。TRIMs家族蛋白成員眾多，在泌尿系腫瘤中的作用機制復雜，因此，未來仍需開展大量研究以明確TRIMs家族蛋白在泌尿系腫瘤發生發展中的作用機制以及TRIMs家族蛋白與泌尿系腫瘤的關系，為泌尿系腫瘤的靶向治療提供新思路。