硫氧还蛋白结合蛋白-2与肿瘤的关系

【关键词】  硫氧还蛋白结合蛋白-2;硫氧还蛋白;肿瘤;细胞周期

　　尽管目前研究肿瘤的报导很多，肿瘤发病的分子机制仍不清楚。硫氧还蛋白结合蛋白-2 (TRX-binding protein-2，TBP-2)又被称为维生素D3上调蛋白1(Vitamin D3 up-regulated protein 1，VDUP1)或硫氧还蛋白相互作用蛋白(Thioredoxin-interacting protein，Txnip)，它与硫氧还蛋白(thioredoxin，TRX)的活性部位结合，抑制其活性，除了参与多种氧化应激反应，还具有多种生物学功能。最近的研究显示：TBP-2与肿瘤密切相关，有些肿瘤组织中，TBP-2表达降低或缺失。TBP-2表达增高时，细胞周期停滞，肿瘤细胞繁殖受到抑制。因此，它已成为近年肿瘤研究的重要靶点。

　　1硫氧还蛋白结合蛋白-2与硫氧还蛋白

　　1.1TRXTRX分子量12 kD，高度保守，在各种细胞和组织存在。TRX、TRX还原酶(TRX reductase，TrxR)和还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)组成TRX系统。TRX依赖NADPH和TrxR还原二硫键、清除活性氧自由基，维持细胞内氧化还原状态〔1〕。TSX还可以调节转录因子与DNA的结合活性，如核转录因子-κB(nuclear factor κappaB，NF-κB)，糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor)，活化蛋白-1(activate protein-1，AP-1)，p53等〔2，3〕。它可以抑制p38和凋亡信号调节激酶1(apoptosis signal-regulating kinase 1，ASK-1的)的活性，从而具有抑制细胞凋亡的作用〔4〕。TRX在肺癌、子宫颈癌、胰腺癌、肝癌、胃癌、乳腺癌等癌症组织中表达增高，并且表达水平与肿瘤生长呈正相关。淋巴细胞、肝细胞、成纤维细胞及多种癌细胞分泌TRX，诱导其自身生长。此外，TRX 还与抗癌药物的耐药性有关。例如，TRX高表达的成人T细胞白血病细胞、人肝癌细胞分别表现出对抗癌药物的耐药性; TRX反义表达质粒转染细胞使细胞内TRX降低，膀胱癌和前列腺癌细胞对丝裂霉素C 的耐药性也减少〔5〕。这些均说明TRX与肿瘤生长及肿瘤细胞的凋亡密切相关。

　　1.2TBP-2TBP-2又称为VDUP1或Txnip，分子量为46 kD。TBP-2与TRX活性区的两个半胱氨酸残基结合，抑制TRX的活性，例如，TBP-2高表达时TRX活性降低近50%，因此，某种程度上它是TRX负调控因子。有趣的是，TBP-2高表达时TrxR活性也降低，进一步导致TRX还原作用降低〔6~8〕。就分布而言，TBP-2广泛存在于多种组织中，如脑组织、肾上腺、心脏、肺组织、胸腺、脾脏、睾丸、骨骼肌、肾脏、肝脏、乳腺、卵巢等，它在肺组织中表达量相对较高〔9〕，而在脑组织和肝脏中表达量相对较低〔10〕。TBP-2主要存在于细胞质和细胞核中，但细胞培养条件不同时，TBP-2在细胞内分布不同。细胞密度低时，TBP-2存在于细胞　质和细胞核中，而当细胞的密度高时，TBP-2则主要存在于细胞核中〔6〕。TBP-2的表达在多种条件下改变，例如，H2O2、射线、UV、生长抑制剂、热刺激、抗癌药、低血清均诱导细胞中TBP-2表达〔11〕。

　　1.3TBP-2与TRX的相互作用最初发现TBP-2是由于TBP-2与TRX的活性位点结合，这意味着TBP-2活性与氧化还原有关　　。增殖相关基因(proliferation-associated gene，PAG) 又称过氧化物酶1(peroxiredoxin I)。它是硫醇基特异性抗氧化剂，可以抑制由神经酰胺及无血清培养诱导的细胞凋亡，并具有促进细胞繁殖的作用。当细胞中存在TRX时，PAG作为中间电子供体还原H2O2。但当细胞中TBP-2高表达时，PAG与TRX之间的作用减少近60%，此时细胞易受氧化应激损伤而发生凋亡〔9〕。ASK-1是c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)和p38-分裂素活动蛋白质激酶(MAPK)激活因子，在氧化应激诱导的细胞凋亡中起关键作用。TBP-2表达增加会竞争性抑制TRX与ASK-1的结合，从而使ASK-1从TRX分离，ASK-1得到活化，最终导致细胞凋亡〔9〕。因此，TBP-2不仅参与细胞氧化还原的调节，而且在细胞凋亡过程中起重要的作用。

　　2TBP-2与肿瘤的相关性

　　临床研究提示TBP-2在肿瘤组织中表达减少或者缺失〔快速论文发表  8〕。并且，TBP-2高表达的癌细胞表现出细胞周期滞留，生长缓慢。提示了TBP-2表达与肿瘤发生密切相关。

　　2.1TBP-2与肿瘤发生在人类T细胞白血病I型病毒(Human T-cell leukemia virus type I，HTLV-I)转染的白细胞介素-2( IL-2)非依赖型T细胞中，TBP-2表达降低，这说明TBP-2与T细胞生长及白血病形成密切相关〔12〕。 Sheth等人研究表明，TBP-2基因突变的肝细胞癌变率明显增高，在TBP-2缺失的雄性小鼠中40%最终发展为肝癌(Hepatocellular carcinoma，HCC　　)，这些研究结果表明TBP-2基因突变或缺失能引起肝细胞肿瘤，进一步揭示了HCC发生的分子机制〔13〕。在N-甲基亚硝基脲(N-methyl-N-nitrosourea，MNU)静脉注射雌鼠形成雌激素依赖的乳腺瘤中，TBP-2表达减少，在这种情况下肿瘤发生与雌激素无关〔10〕。Han SH等人对乳腺癌、肺癌、胃癌三种典型性恶性肿瘤进行了研究，在这三种正常组织中TBP-2均高表达，而在这些癌变组织中TBP-2表达减少或者缺失。本课题组最近的研究结果：在乳腺癌病人中，癌症组织中TBP-2的表达比周边正常组织明显降低(文章待发表)。转化生长因子-β1(Transforming growth factor-β1，TGF-β1)具有促进癌细胞转化抑　制肿瘤细胞生长的作用，TGF-β1刺激胃癌细胞株(SNU-16和SNU-620)后，细胞中TBP-2表达增高，细胞增殖随药物作用时间延长而减少〔6〕。这些研究表明，TBP-2不仅与肿瘤的发生有关，而且，在抗癌药物中发挥着重要的作用。

　　2.2TBP-2与细胞凋亡神经酰胺通过诱导ASK-1调节p38-MAPK及JNK磷酸化，并激活细胞内质网应激，诱导JurkatT细胞凋亡，然而，当细胞中TBP-2表达缺失后，ASK-1活性降低，细胞凋亡减少〔9〕。 Chen等人研究发现TBP-2表达缺失小鼠表现为低血糖和β细胞团块增加，并且由糖尿病导致的β细胞凋亡随之减少。有趣的是，在β细胞中TBP-2缺失活化了Akt/Bcl-2xL信号通路，由线粒体诱导的β细胞凋亡途径降低，因此，抑制糖尿病的发生〔14，15〕。Billirt等人用过氧化物酶体增殖物激活受体γ激动剂GW929，刺激人巨噬细胞(HMDM)发现细胞中TRX表达降低，TBP-2表达升高，在使用干扰RNA减少TBP-2表达后，细胞中BAX与BCL-2比值降低，caspase-3活性随之减少〔16〕。这些实验结果均表明，TBP-2与p38-MAPK和JNK Akt/Bcl-2xL等途径诱导的