翻译控制肿瘤蛋白功能的研究进展

颜培娥，何先弟

翻译控制肿瘤蛋白(translationally controlled tumor protein，TCTP)是一类广泛存在于真核生物中、在序列上高度保守且有很高同源性的高表达蛋白质，又被称为P21、P23、Q23、组胺释放因子(histamine releasing factor，HRF)和Fortilin。TCTP并非仅在肿瘤细胞中表达，Johansson等[1-2]证实，TCTP在细胞质和细胞核均有分布，Susini等[3-4]研究发现，TCTP可转移至线粒体膜上，由此可确定其亚细胞定位。TCTP在转录和翻译水平均可受到调节。关于TCTP的翻译调节机制，目前主要有两种解释：一是真核起始因子4E(eIF4E)的活性影响TCTP mRNA的翻译，同时其磷酸化和过表达，也有利于TCTP的合成[5]。二是TCTP的mRNA具有形成强二级结构的潜力，能激活双链RNA依赖的蛋白激酶(dsRNA dependent protein kinase，PKR)，同时活化的PKR又抑制TCTP mRNA的表达[6]。Kim等[7-8]通过比较发现，TCTP通过分子间二硫键形成二聚体之后比全长单体TCTP有更强的细胞因子释放活性，随后又发现TCTP二聚体结合肽(dTBP2)可能结合于TCTP之间的区域，对TCTP二聚体有更高的结合力。Kashiwakura等[9]也证明TCTP二聚体形式对其生物学活性非常重要。

TCTP的广泛表达、高度保守和高度同源性，也从一个侧面说明了其生物学功能的重要性。以往大量研究发现，TCTP并不是一种单一的肿瘤相关蛋白，而是一种多功能的蛋白质，但目前TCTP的生物学功能还不完全明确。本文将TCTP的作用主要归纳为以下几个方面：调节炎症反应、抗细胞凋亡、参与应激反应、调节细胞生长增殖和分化、肿瘤逆转等，并参与寄生虫和真菌感染和糖尿病的发展。

1　调节炎症反应

TCTP是一种免疫球蛋白E(IgE)依赖的组胺释放因子，可引起嗜碱性粒细胞释放组胺。除组胺外，TCTP还可刺激白介素(IL)-1、IL-4、IL-6、IL-8和IL-13等分泌，并可促进嗜酸性粒细胞的趋化和B细胞的活化。Yeh等[10]也证明，在转基因小鼠中TCTP的过量表达可使巨噬细胞增多，并加重过敏及哮喘反应。幼鼠鼻中滴入TCTP可导致肺中炎症细胞增多，且TCTP和IgE可激活肥大细胞[9]，提示TCTP可能作用于炎症的反应阶段。Qiu等[11]用脂多糖(LPS)刺激鲈鱼后，其头、肾、脾、肝中的TCTP表达上调。Choi等[12]通过体内外研究证明质子泵抑制剂可减少TCTP的分泌，继而减少炎症细胞的浸润而发挥抗炎作用。因此，TCTP在炎症反应和过敏性疾病中起着非常重要的作用。

2　抗凋亡作用

TCTP能够与B细胞淋巴瘤/白血病-2基因(Bcl-2)家族蛋白相互作用，包括具有抗凋亡活性的Mcl-1及Bcl-xL和促凋亡活性的Bax。Liu等[13]研究表明，TCTP过表达可增强肿瘤细胞中Mcl-1的稳定性，而用siRNA干扰TCTP表达可导致Mcl-1不稳定，TCTP可能通过干扰Mcl-1泛素依赖的蛋白酶体降解途径调节Mcl-1的稳定。另有研究证实，TCTP 通过其N末端区域和Bcl-xL的BH3结构域相互作用，阻止Bcl-xl磷酸化来抑制细胞的凋亡[14]。Susini等[3]发现，TCTP通过嵌入线粒体膜抑制Bax的二聚体化，进而抑制线粒体的损伤而起到抗凋亡作用。

含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)家族和细胞凋亡的关系密切，其中caspase-8和casepase-3被认为是凋亡的起始者和执行者，TCTP抗凋亡作用同样和caspase有关。Jeong等[15]发现，TCTP能结合并作用于促凋亡因子转化生长因子β诱导基因22(TGF-βstimulated clone 22，TSC-22)而使之失去稳定性，从而阻止其介导的caspase-3依赖的凋亡途径。用siRNA干扰前列腺癌细胞TCTP，发现细胞凋亡增加且细胞内caspase-8/3增加[16]。

Ca2+从内质网中的释放及其胞浆中的浓度均和内质网应激介导的细胞凋亡有关。Graidist等[17]研究发现，TCTP中谷氨酸(Glu)58和Glu 60在结合Ca2+中起关键作用。TCTP表达缺失的细胞受毒胡萝卜素刺激后，胞质Ca2+显著上升，诱导细胞发生凋亡；而野生型细胞TCTP与Ca2+结合后，阻断毒胡萝卜素诱导的Ca2+依赖的细胞凋亡。Bommer等[5]也有类似发现，TCTP可阻止棕榈和毒胡萝卜素诱导的胰腺癌β细胞凋亡。

p53主要通过两条途径诱导细胞凋亡：p53作为转录因子，促进细胞凋亡的靶基因的表达上调，并通过凋亡蛋白参与内源和外源凋亡途径；另一方面，胞浆中的p53能转位到线粒体，激活内源性的线粒体途径，促进凋亡。Rho等[18]在肺癌细胞系人肺腺癌细胞(A549)细胞中过表达TCTP能够降低由p53介导的细胞凋亡，而利用siRNA干扰TCTP的表达则增加了细胞的凋亡，这与TCTP能够促进p53的降解有关。

Fas及其配体FasL是近年来研究得较为深入的有关细胞凋亡的膜表面分子，两者相互作用是细胞凋亡的主要途径之一，对维持机体正常免疫功能十分重要。Yan等[19]通过研究证明，TCTP可抑制Fas介导的调节性T细胞凋亡。

3　参与应激反应

TCTP属于应激相关蛋白，因为其在多种应激条件下的表达可被高度调节。热休克后，细胞中TCTP表达高度升高[20]，并可结合多种变性蛋白[21]，从而保护自身免受热伤害。因此，TCTP是一种具有分子伴侣活性的热休克蛋白。细胞在缺氧情况下TCTP水平上升[22]。氧化应激同样可以促进TCTP的释放，如用H2O2刺激人支气管上皮细胞[23]。Gnanasekar等[24]认为，TCTP是一种抗氧化蛋白，其抗氧化作用的关键是位于蛋白中央的3个半胱氨酸。另有研究将蚯蚓分别置于含镉、铅和锌的土壤中，TCTP上升4倍以上，而置于含铜的土壤中则上升335倍[25]。在铀硝酸盐引起的急性肾衰竭小鼠模型中，TCTP表达也高度上调[26]。这些表明TCTP与重金属刺激有关。

4　调节细胞生长、增殖和分化

细胞中TCTP水平过高可导致细胞生长缓慢和形态改变[27]，TCTP基因敲除小鼠的胚胎细胞数目明显减少[28]，均说明TCTP 具有生长相关功能。

Jacek等[29]证实TCTP在有丝分裂纺锤体两极水平较高，而在翻译后可在细胞质中被部分降解，因此TCTP可作为纺锤体蛋白参与细胞增殖的调节。拟南芥TCTP可以弥补果蝇TCTP功能缺失造成的细胞增殖缺陷；同样拟南芥TCTP抑制后也可用果蝇TCTP代替其行使功能。所以TCTP是动植物中一个保守的有丝分裂相关因子[30]。Johansson等[1，31]发现，磷酸化核仁蛋白-翻译控制肿瘤蛋白复合物(Ncl-P/Tpt1)和翻译控制肿瘤蛋白-核磷蛋白1复合物(Tpt1-Npm1)在有丝分裂过程中达到顶峰。TCTP与细胞分裂增殖有关。

骨形态发生蛋白(BMP)2和BMP4可以诱导未分化的间质干细胞分化为脂肪细胞，而经BMP2和BMP4处理后间质干细胞TCTP的表达水平明显增加，利用siRNA下调TCTP的表达则可抑制此分化过程[32]。另一研究表明，体细胞中TCTP mRNA水平比胚胎干细胞高2～4倍；小鼠多能干细胞过表达的TCTP通过作用于Oct4的Sf1而下调其表达，同时也降低了干细胞的全能性，TCTP通过其氨基酸N端以剂量-时间依赖性方式抑制Oct4启动子的活性；而以siRNA抑制TCTP表达后，Oct4的表达增加[2]。因此，TCTP 在细胞分化的过程中发挥了重要作用。

5　肿瘤标记、进展及逆转

TCTP在许多肿瘤细胞中高度表达。其中，肺癌患者血清和人类肺癌细胞培养基中的TCTP含量均高于正常对照组，Kim等[33]提出TCTP可作为备选肺癌标记物。

Ma等[34]发现，TCTP水平表达降低后，结肠癌细胞在体内外的增殖、迁移也会被抑制，所以TCTP可能在腺癌的进展中发挥作用。Tuynder等[35]在肿瘤逆转实验中发现，TCTP基因信号在肿瘤细胞U937中是逆转株US4.2细胞的124倍。通过siRNA干扰TCTP表达，可抑制肿瘤的恶性表型及细胞重组。自然状态下肿瘤逆转的发生率仅为10-6，而抑制TCTP的表达后，则提高到了30%[36]。TCTP在逆转的肿瘤细胞中表达下调，使其有望成为肿瘤逆转的靶标或化疗药物的靶点。

6　寄生虫及真菌感染

在多种寄生虫如血吸虫、丝虫和疟原虫体内也发现TCTP。小鼠感染血吸虫9周后可在其血清中发现TCTP抗体，提示TCTP可能是血吸虫病进展的一个重要因素[37]。TCTP可以与抗疟药青蒿素直接结合，并且TCTP高表达的疟原虫对青蒿素的抗性较大。

足分枝菌病以癌性水肿为特点，其病原菌为杜拉分支杆菌。此真菌最具特色的免疫抗原为TCTP，TCTP抗体水平与病灶大小及病程进展密切相关。因此TCTP可作为杜拉分枝杆菌第一个单分子疫苗候选[38]。

7　糖尿病相关

TCTP可抑制调节性T细胞的凋亡、帮助调节性T细胞逃避胸腺的负性选择作用并降低胰腺TNF-α的表达，从而抑制自身免疫性糖尿病的发展[19]。Diraison等[4]用葡萄糖刺激胰腺β细胞后，TCTP表达上调；而用siRNA使TCTP表达下降后，β细胞活性增加，所以葡萄糖调节TCTP的表达可能是高糖血症引起胰腺β细胞损伤的机制。

8　小结

TCTP结构具有高度保守性和同源性，其表达调控可在转录和翻译水平，并受多种因素的影响。TCTP生物学功能的多样性和复杂性，引起了研究人员越来越多的关注。目前，国外对TCTP的研究较多，但国内研究较少且多数关于肿瘤方面。尽管现代医学对TCTP有了一定的认识，但对其具体的生物学功能、其潜在的药用和应用价值值得进一步探究。

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