47 kDa尾相互作用蛋白在慢性疾病中的作用研究進展

張夢瑤，劉 睿，秦 潔

PAT家族蛋白鑲嵌在脂滴表面，是重要的脂滴表面蛋白之一。47 kDa尾相互作用蛋白(TIP47)屬于PAT家族蛋白的一員，主要參與細胞內脂質代謝，與動脈粥樣硬化、肝脂肪變性、2型糖尿病、多囊卵巢綜合征(PCOS)及腫瘤等多種疾病相關。近年，隨著研究的深入，TIP47可能逐漸成為防治以上疾病的新靶點。本文綜述TIP47在上述疾病中的作用研究進展，現報告如下。

1 TIP47概述

TIP47最早發現于1983年，由BOHN等[1]從人胎盤組織細胞中提取所得，并將其命名為可溶性胎盤組織蛋白17。1998年美國斯坦福大學研究發現TIP47可以直接與甘露糖-6-磷酸受體的細胞質尾結合，介導其從核內體到反高爾基體網絡的運輸，而且通過酵母雙雜交法提取出一分子量為47 kDa的蛋白，并將其正式命名為TIP47[2]。TIP47作為甘露糖-6-磷酸受體結合蛋白，也被稱為甘露糖-6-磷酸受體蛋白1(M6PRBP1)。編碼該蛋白的基因也有不同的名字，如PLIN3、TIP47、M6PRBP1[3]。

TIP47是一種由434個氨基酸組成的親水蛋白，計算分子量為47033，預測pI為5.03[2]。它由一個四螺旋束結構和一個α/β結構域通過疏水裂縫連接而成，疏水裂縫保證了TIP47能夠穩定地錨在脂滴表面。值得注意的是，TIP47的氨基酸殘基序列87-198中包含11-mer重復序列，這些重復序列可以形成雙親性螺旋結構進而介導了TIP47附著于LDs表面[4]。此外，TIP47的四螺旋束結構與載脂蛋白E氨基端的一個結構極為相似，該結構打開后暴露疏水表面并結合脂蛋白，關閉后維持其在細胞液中的穩定[5]。TIP47幾乎在所有的組織中均有表達，尤其在巨噬細胞、動脈硬化斑塊以及肝細胞中表達最為豐富[6]。

TIP47的獨特性在于它是一種可交換的LDs相關蛋白，雙向調控細胞內脂代謝[7]。BULANKINA等[4]注意到穩定狀態下的HepG2細胞中不含TIP47，但采用脂肪酸孵育后，細胞內LDs明顯增多，且TIP47的表達上調。然而，TIP47還能夠通過AMPK通路促進脂滴的分解。TIP47的S31和T216是AMPK的磷酸化位點，其中S31是位于TIP47-N'端的可與LDs結合的保守PAT結構域，T216是位于C'端的載脂蛋白E樣結構域[8]。ZHU等[9]研究發現在TIP47磷酸化突變體S31/T216表達的HTC75細胞中LDs的彌散明顯增加。因此，TIP47通過AMPK通路磷酸化使構象改變參與脂滴分散，進而造成脂肪酸的脂解與氧化。此外，分子伴侶介導的自噬(CMA)是啟動脂肪分解所必需的。CMA能夠選擇性地從脂滴表面降解TIP47，從而促進胞質中具有水解三酰甘油能力的三酰甘油脂肪酶和自噬效應蛋白聚集到脂滴，促進脂滴分解[10]。因此，TIP47不僅參與脂滴形成，還能夠促進脂滴的分解。

2 TIP47與疾病關系

2.1動脈粥樣硬化 泡沫細胞形成是動脈粥樣硬化的早期病理過程。TIP47作為脂滴表面蛋白重要成員PAT家族蛋白之一，參與細胞內脂質代謝和脂滴形成，與泡沫細胞病理過程密切相關。FAN等[11]研究發現使用葡萄糖、胰島素及油酸孵育RAW264.7細胞時，細胞內脂滴明顯增多，進一步研究表明TIP47 mRNA水平顯著增加，且存在協同效應，但加入酪氨酸激酶(Src)抑制劑PP2和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)抑制劑LY-20094后TIP47表達被下調。這一結果表明高糖、高胰島素、油酸會上調TIP47的表達，從而導致細胞內脂滴增多，促進泡沫細胞形成，且該作用受Src及PI3K通路調控。另有研究發現TLR9配體ODN1826與氧化型低密度脂蛋白共同孵育RAW264.7細胞后，細胞內脂質蓄積增加，并能以時間和劑量依賴的方式刺激胞內TIP47的表達，而且使用TLR9的特異性抑制劑CQ預處理細胞后，TIP47 mRNA和蛋白表達明顯減少，且使用JNK和PI3K的抑制劑能夠阻斷ODN1826誘導的TIP47高表達，說明TIP47的表達受TLR9信號通路的調控[12]。以上結果表明，Src、PI3K和TLR9信號通路可通過調控TIP47表達調控脂滴形成。因此，TIP47可能是預防和治療動脈粥樣硬化的新靶點。

綜上，TIP47與細胞內脂質代謝和脂滴形成密切相關，從而參與巨噬細胞向泡沫細胞分化的病理過程，鑒于泡沫細胞形成是動脈粥樣硬化的早期事件，故下調TIP47表達極有可能成為早期防治動脈粥樣硬化的新策略。遺憾的是，查閱文獻過程中，我們發現關于TIP47在動脈粥樣硬化中的作用研究均為體外細胞試驗，未見到動物和臨床研究，所以TIP47想要成為防治動脈粥樣硬化的新靶點，還有很長的路要走。

2.2肝臟疾病 酒精性肝病(ALD)是指因酒精導致肝臟脂肪變性到酒精性肝炎、肝硬化及肝癌的一系列廣泛疾病。肝臟脂肪變性是酒精攝入的早期病理改變，也是ALD最常見的病理形式。GU等[13]研究發現與正常對照組小鼠相比，ALD模型小鼠肝臟總膽固醇含量上升約80%，同時TIP47 mRNA及蛋白表達顯著升高，該結果在體外研究即酒精處理的小鼠肝臟細胞AML12得到驗證。通過shRNA技術下調AML12細胞中的TIP47表達，與對照組相比，沉默TIP47能夠抑制酒精所致AML12細胞增殖，尤其在高濃度酒精干預組中更為明顯，說明下調TIP47表達，能夠抑制酒精導致的肝臟脂肪變性。此外，該研究還發現沉默TIP47組細胞給予酒精干預后，凋亡程度明顯高于對照組細胞，而且腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-6和白細胞介素-1β等炎性因子的表達升高。以上結果表明TIP47在ALD的發生中發揮重要作用，但其結果仍存在一定爭議，有待進一步研究闡明TIP47在ALD中的確切作用。

丙型肝炎病毒(HCV)是一種包膜RNA病毒，其中超過50%的慢性丙型肝炎的病理學基礎是肝臟脂肪變性，病毒通過HCV核心蛋白促進脂肪變性和病毒顆粒組裝。核心蛋白為HCV病毒復制過程中的關鍵部分。有研究發現采用反義寡核苷酸降低TIP47的表達后，HCV組小鼠的肝臟切片可觀察到脂質儲存減少[7]。PLOEN等[14]采用肝素層析法純化HCV復制細胞及HCV陰性細胞的上清，通過Western blot對洗脫成分分析后發現，TIP47與病毒粒子共純化，在HCV陰性細胞中未檢測到TIP47的表達。HCV顆粒可與TIP47特異性抗體共沉淀，而且含HCV復制細胞的上清液與TIP47特異性抗體共同孵育后顯著降低了HCV的傳染性。此外，HCV的非結構成分NS5A和TIP47之間的相互作用也是HCV復制所必需的。NS5A由DⅠ、DⅡ及DⅢ 3個結構域組成，其中DⅠ和DⅡ是基因復制的必備條件。通過酵母雙雜交分析發現NS5A的DⅠ域可與TIP47相互作用，DⅡ域的缺失顯著削弱了NS5A與TIP47的相互作用[15]。在轉染突變NS5A16的HCV復制細胞中，與HCV的非結構成分NS5A結合的TIP47減少，幾乎沒有菌落形成[16]。采用具有傳染性的HCV JHF1培養HuH7.5細胞后，過表達TIP47有利于HCV病毒的復制。反之，采用siRNA沉默TIP47的表達可致細胞內HCV mRNA水平下降，完全沉默TIP47可以消除HCV病毒的復制，對TIP47水平降低細胞的上清液進行傳染性分析發現病毒顆粒釋放量明顯減少[15]。EL-EKIABY等[17]發現在HCV感染患者的肝臟活組織病理檢查結果中，相較于健康組TIP47的表達上調。因此，TIP47可調控HCV的RNA復制，TIP47過表達能夠促進HCV釋放，而TIP47沉默減少了傳染性顆粒的釋放，但HCV與TIP47的結合位點及調控機制目前尚不明確，仍需進一步研究。

對于非酒精性肝病(NAFLD)，已有研究證明喂食高脂肪食物4周后，小鼠肝臟中三酰甘油的含量較正常飲食小鼠增加了3倍，同時TIP47 mRNA及蛋白含量明顯增加。采用ASO下調肝臟TIP47表達的研究發現，低劑量和高劑量TIP47 ASO可分別降低肝臟內35%和52%的總膽固醇含量，并且通過TIP47 ASO治療顯著降低了脂肪生成酶Dgat2和Gpat的mRNA表達[18]。GARCIA MACIA等[19]研究發現采用OA孵育小鼠原代肝臟細胞后TIP47可與脂肪自噬相關蛋白Fip200、Atg16L相結合促進LDs降解，且該作用受到雷帕霉素靶蛋白復合物1(mTORC1)的調控，而采用RNA干擾技術敲除TIP47后結論與之相反，這一結論在小鼠體內研究同樣得到了證實。TIP47也極有可能成為防治NAFLD的靶點，但是目前關于TIP47在NAFLD的體內外研究較少，其結論有待進一步的驗證。

綜上，ALD、病毒性肝炎和代謝性肝病等肝臟疾病的病理基礎均有肝細胞內脂質代謝紊亂，由于TIP47是調控細胞內脂代謝的關鍵分子，故與上述疾病關系十分密切。已有體內和體外研究證實，下調TIP47表達能改善以上疾病，所以TIP47為靶分子防治肝臟疾病極富希望，但仍需要大規模臨床研究。

2.3糖尿病 在RAW264.7細胞中，生理性葡萄糖濃度(5.6和11.1 mmol/L)不能刺激TIP47 mRNA的表達，但高濃度葡萄糖(20和30 mmol/L)以及高濃度胰島素(50和500 nmol/L)可以顯著上調TIP47的表達[11]。有研究顯示采用ASO下調TIP47的表達，可在減輕小鼠肝臟脂肪變性的同時改善糖代謝，高劑量的TIP47 ASO減少了肝臟輸出葡萄糖，同時增加了脂肪組織及骨骼肌對葡萄糖的攝取[18]。LI等[20]采用轉錄組測序技術鑒定出在高脂飲食所建立的2型糖尿病大鼠模型中TIP47的表達上調。然而，也有不同聲音，ALGHAMDI等[21]通過觀察健康組、單純性肥胖組及肥胖合并2型糖尿病組受試人群血清發現，TIP47的濃度在單純性肥胖組最低，在健康組最高。此外，在所有受試者中，TIP47與葡萄糖、胰島素水平及體質量指數呈負相關。

2.4PCOS PCOS是育齡婦女常見的內分泌疾病，主要表現為月經稀發、無排卵性不孕癥和高雄激素血癥等，而適當的有氧運動可緩解PCOS的病情發展。COVINGTON等[22]發現經過16周的有氧運動訓練后，PCOS患者脂肪組織中三酰甘油的含量有所下降，而TIP47是唯一基因表達譜有所增加的PAT家族蛋白，提示TIP47有助于增強PCOS患者脂肪組織中的脂肪分解作用。然而，目前關于TIP47與PCOS的研究較少，且深入機制不明，有待進一步明晰。

2.5腫瘤 TIP47與宮頸癌、乳腺癌、前列腺癌、肺腺癌以及腎透明細胞癌密切相關。SZIGETI等[23]研究發現TIP47在正常宮頸上皮中為陰性，低級別異常增生中為中度陽性，而在高級別異常增生中為強陽性。采用宮頸癌根治手術后，TIP47水平開始下降，6周后可達正常水平;在宮頸癌復發患者中，TIP47水平顯著升高。與正常乳腺組織相比，乳腺癌組織中其他PAT家族蛋白的表達顯著降低，只有TIP47的表達有所增加，且TIP47的含量最高[24]。通過免疫組織化學染色檢測前列腺癌標本中的TIP47蛋白水平發現，前列腺癌組織中TIP47水平顯著高于正常組織，且與腫瘤分期、Gleason評分呈正相關[25]。LAMPROU等[26]研究發現在前列腺癌小鼠模型中，TIP47的表達與腫瘤增殖指數MIB1呈正相關，但與T分期、Gleason評分及治療前血液中前列腺特異性抗原無顯著相關性。DU145、PC3及22Rv1細胞誘導形成前列腺癌細胞后，采用shRNA沉默TIP47的表達，與對照組相比，實驗組對放療更敏感，且需要的輻照參數有所減低，輻照后細胞的生長速度顯著降低。這一結果在體內實驗同樣得到驗證，沉默TIP47后切除的腫瘤團塊體積明顯減小，同時對放射后的腫瘤壞死區域進行免疫分析發現細胞株的壞死率有所增高。王雪婷等[27]運用GEPIA數據庫分析發現，在肺腺癌細胞中TIP47高度表達，表達量與生存率呈負相關；在遠處淋巴結轉移患者中，N分級與TIP47存在遞增關系。同時，該團隊證實了在體外肺腺癌細胞A549中，敲除TIP47可以抑制肺腺癌細胞A549的侵襲能力。在腎透明細胞癌組織中，TIP47表達升高，而且高表達提示患者預后較差。此外，在腎透明細胞癌患者中TIP47的表達具有性別差異性，男性患者表達水平遠高于女性患者，但其性別差異的機制目前尚不明確[28]。總之，TIP47有可能成為一個新的腫瘤標志物，對于評估癌癥嚴重程度、治療及預后具有重要意義。

2.6阿爾茲海默病(AD) AD是一種起病隱匿且發展緩慢的中樞神經系統退行性疾病，臨床上常表現為記憶功能障礙、認知功能喪失和語言功能下降等，嚴重影響人們的生活與健康[29]。其發病機制可能與腦內脂質代謝失調有關。WEI[30]通過比較AD小鼠與對照組海馬體基因轉錄組譜發現，TIP47在AD小鼠的海馬體中表達上調。然而，CONTE等[31]研究表明人體大腦組織中有TIP47表達，且多表達于白質。TIP47在年長者中的表達高于年輕受試者，但在神經退行性疾病患者中TIP47的表達與正常組差異性不明顯，提示AD的發生和進展與TIP47關系不大。然而，目前AD與TIP47相關研究較少，其結論有待進一步的驗證。

2.7艾滋病 艾滋病是由人類免疫缺陷病毒(HIV)攻擊機體免疫系統所引發的一類傳染性疾病。在HIV中包膜糖蛋白Gag和Env的組裝結合是HIV具有感染性的關鍵步驟，而TIP47是介導此過程的關鍵輔助因子[32]。LOPEZ-VERGS等[33]證實在Juekat T細胞中，沉默TIP47并不影響細胞內Gag和Env蛋白質的合成，但Gag與Env的免疫共沉淀有所減少。這一結論在原代巨噬細胞中同樣得到了證實。值得注意的是，TIP47的沉默可導致HIV-1的復制受損，且病毒粒子的感染性降低。而在Gag或Env抑制性突變體的細胞內HIV-1病毒復制減少，且這些突變體已被證實會破壞TIP47在HIV復制過程中Gag和Env相互作用的連接器功能[34]。總之，TIP47在HIV-1感染過程中發揮著重要作用，極有可能成為抗艾滋病治療及疫苗研發的新靶點。

綜上所述，TIP47通過調控脂質代謝參與多種疾病，如動脈粥樣硬化、代謝性疾病、肝臟疾病、2型糖尿病、PCOS、腫瘤、AD及艾滋病。TIP47在腫瘤性疾病作用的研究中結論高度一致，對于評價腫瘤的嚴重程度、治療效果及預后有一定指導意義，很可能成為一種新的腫瘤標志物。TIP47雖然在動脈粥樣硬化、肝臟疾病、2型糖尿病、PCOS、AD及艾滋病作用的研究中有一定矛盾，但不可否認的是TIP47在這些疾病中發揮重要作用，很有希望成為防治這些疾病的新靶點。