T淋巴瘤侵袭转移诱导因子1分子作用机制及肿瘤相关研究进展

张源 王馨悦 董兵 林贞花

(1延边大学医学院病理学教研室，吉林 延吉 133002； 2吉林省科技厅重点实验室)

肿瘤的发生、发展是多基因相互作用的过程，涉及多个阶段、步骤和途径〔1〕。因此，探明特定基因在肿瘤转移侵袭中的作用和机制是目前研究的热点。正常组织中T淋巴瘤侵袭转移诱导因子(Tiam)1仅在大脑和睾丸表达，在其他组织中低表达或不表达。但近年研究表明，Tiam1在多种肿瘤中异常高表达并与肿瘤的发生、发展和不良预后相关〔2〕。本文对Tiam1的结构与功能、相关的信号通路及其在肿瘤中的研究进展进行综述。

1 Tiam1概述

1.1Tiam1的表达 Tiam1于1994年由荷兰癌症研究所的Habets等〔3〕分离鉴定。他们利用插入逆转录病毒诱导突变与体外有效选择侵袭性细胞变异相结合的方法，在BW5147小鼠的T淋巴瘤细胞中发现通过逆转录病毒感染分离得到的侵袭性变异体中存在着与侵袭相关的前病毒插入簇，并利用从侵袭性细胞克隆BWMLV3.6的基因组文库中分离出的单克隆DNA片段(D22.3)对其进行识别。结合基因库对比和DNA印迹分析，Habets等〔3〕将该前病毒插入簇命名为Tiam1。小鼠Tiam1基因定位于16号染色体，人Tiam1基因定位于21号染色体的q22.1带Aml-1基因的着丝粒端，编码1 591个氨基酸，蛋白质分子量为177 kD〔4〕。成人正常组织中，Tiam1在脑组织和睾丸中相对高表达，在小管上皮、支气管黏膜上皮、肝细胞、心肌等组织低表达，在其他组织中不表达〔5〕。与Tiam1最接近的家族成员是果蝇静物基因和Tiam1类似转换因子(STEF)，也被称为Tiam2，主要在神经元细胞中表达，可能参与细胞迁移和细胞骨架的调控等〔6～8〕。

1.2Tiam1基因及蛋白结构 Tiam1是一个大的多结构域蛋白，属于亲水性蛋白质，富含脯氨酸、谷氨酸等。其特征是存在与弥散性B细胞淋巴致癌基因(Dbl)家族同源的结构域，因此属于调节Rho家族小GTP酶的鸟嘌呤交换因子(GEF)。在Tiam1的氨基末端有肉豆蔻酰化序列(myr)及两个脯氨酸-谷氨酸-丝氨酸-苏氨酸(PEST)结构域〔9〕。此外，氨基末端还包含一个Pleckstrin同源功能域(PHn)和一个卷曲螺旋扩展结构(CC-Ex)。之后依次是一个Ras结合域(RBD)和一个PSD-95/DlgA/ZO-1(PDZ)结构域，也称为圆盘-大同源区(DHR)结构域。在羧基末端区域有DH-PH组合结构域(PHc)，这是Dbl类家族的GEF成员的特征〔10〕。但一般的Dbl家族成员仅有一个PH结构域，而Tiam1则有羧基末端的PHc和氨基末端的PHn两个结构域〔11〕。

1.3Tiam1的生物学功能 Tiam1蛋白氨基末端的myr为膜靶向定位提供了一个脂质锚位点，可能参与蛋白质的定位和稳定〔12〕；细胞骨架蛋白和膜受体CD44可与PH域结合，参与Tiam1的膜复原〔13〕；PHn-CC-Ex结构域对于质膜结合和支架蛋白转导下游信号至关重要，可介导与3，4，5-三磷酸肌醇等膜磷脂成分结合〔14〕；氨基末端的PH域参与膜褶皱的形成及细胞黏附等生物学过程，当其缺失时可能导致Tiam1功能失活〔15〕；RBD结构域可以与活化的Ras结合来激活Ras相关的肉毒素底物(Rac)1〔16〕；DH-PH结构域可作为Rho类蛋白的GDP-GTP交换反应的催化剂，传导激活GTP酶并参与Tiam1的膜定位、诱导神经突生长和神经元极化等过程〔17〕；PHc和 PHn结构域共同参与细胞伪足的形成，与细胞运动相关〔18〕。

2 Tiam1的分子作用机制

Tiam1结构中存在着可以与膜蛋白和胞内蛋白相互作用的结构域，因此Tiam1被认为可与这些蛋白结合，调控GEF活性，并决定Tiam1介导的Rac1激活的信号转导。在相关的膜蛋白和胞内蛋白中，有一些已被证明参与肿瘤进程。

2.1Tiam1与Rac1 作为GEF家族成员，Tiam1可作用于Rac1上游，通过RBD结构域与Ras相互作用，刺激GDP与GTP转换，特异性激活Rac1，进而参与Rac1介导的信号通路调控。该通路调节的生物学进程主要包括细胞骨架的活性和形态学改变、迁移和黏附〔19〕、侵袭和转移〔20〕等分子生物学进程。Angeliki等〔21〕发现，敲除Tiam1的小鼠对Ras诱导的皮肤肿瘤的发展具有抗性，确定Rac1的激活剂Tiam1是Ras诱导肿瘤的关键。Ras可以通过磷脂酰肌醇3激酶间接激活Tiam1。

2.2Tiam1与Spinophilin Spinophilin是蛋白磷酸酯酶1的调控亚基，参与Rac1介导的肌动蛋白重组，并可与Tiam1的PHn-CC-Ex区域结合。与Spinophilin结合后的Tiam1可以抑制P21活化激酶(PAK)1的活化，从而调控Rac下游激活效应〔22〕。

2.3Tiam1与微管相关蛋白(Map)1B Map1B是轴突发育的必需因子，参与调控神经突的生长、神经元的迁移和转移。同时，它还可作为信号中枢在成熟神经元调控肌动蛋白细胞骨架和受体转运。研究表明，Tiam1可调节Map1B介导的这一过程。Map1B的轻链1亚基可与Tiam1结合，促进Rac1和Cdc42的激活和RhoA抑制，导致肌动蛋白聚合和轴突延长。另外，Map1B-Tiam1-Rac1通路对于脊柱结构的可塑性和中枢兴奋性神经突触传递关键分子——谷氨酸受体亚型2-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异唑丙酸(AMPA)发挥生物学功能十分重要〔23〕。

2.4Tiam1与细胞黏附分子(CADM)1 CADM1是一种编码多功能免疫球蛋白样的细胞黏附分子，在健康成人的T淋巴细胞中低表达，在成人T细胞白血病(ATL)细胞中过表达。CADM1蛋白过表达可促进白血病细胞向器官和组织的浸润(这是ATL的常见临床表现之一)。氨基酸序列比对显示，CADM1与Tiam1具有类似的Ⅱ型PDZ结构域。CADM1与Tiam1的PDZ结构域相互结合后，可通过Rac活化诱导伪足形成，提示Tiam1整合了来自CADM1的信号，并通过Rac激活调节肌动蛋白细胞骨架。这可能是导致ATL患者白血病细胞组织浸润的主要原因〔24〕。

2.5Tiam1与Eph家族 Eph受体及其膜结合配体Ephrin是一个复杂的受体酪氨酸激酶(RTKs)亚家族。Eph/Ephrin结合可导致各种相反的细胞行为，如黏附与排斥、细胞迁移与细胞黏附等。Eph家族成员可直接与Tiam1相互作用，介导Tiam1激活从而诱导一些细胞进程的发生。例如，Pomme等〔25〕发现激活的EphA2与Tiam1相互作用可导致Tiam1活化，进而增加Rac1的活性并促进内吞作用。而沉默Tiam1则会破坏Rac1激活和EphA2诱导的内吞作用。Sooyeon等〔26〕发现Tiam1可与EphA8相互作用并调节EphA8/EphrinA5诱导的内吞作用。下调Tiam1可导致EphA8/ephrinA5诱导的内吞作用效率降低。还有研究表明EphA4可与Tiam1的氨基末端区域结合，诱导其酪氨酸磷酸化，并可能激活皮质中的Rac1〔27〕。

2.6Tiam1与nm23h1 nm23被认为是抑制肿瘤转移的基因，在人体中存在两种类型：nm23h1和nm23h2。研究表明，当nm23h1与Tiam1的氨基末端结合后可负调控其活性，并且抑制Tiam1诱导的Rac1激活和c-Jun氨基末端激酶(JNK)活化，减少细胞膜褶皱形成，从而抑制肿瘤细胞的转移〔28〕。

3 Tiam1与肿瘤

美国癌症协会的研究数据显示，全球新发病和死亡的主要肿瘤类型有肺癌、前列腺癌、乳腺癌、结直肠癌、胃癌、肝癌、食管癌等〔29〕。Tiam1与多种肿瘤的发生、发展和预后密切相关。

3.1Tiam1与肺癌 Liu等〔30〕研究发现，Tiam1主要存在于细胞胞质中，在肺癌组织中表达高于正常组织。同时有淋巴结转移患者中，Tiam1表达较高，可将其视为患者不良预后的独立风险因子。

3.2Tiam1与乳腺癌 Xu等〔31〕发现，在乳腺癌中Tiam1可诱导乳腺癌细胞侵袭、迁移、上皮间质转化和癌干细胞特性改变。在小鼠中将Tiam1沉默能够抑制肺转移，说明Tiam1参与乳腺癌侵袭和转移。何雄斌等〔32〕发现，Tiam1在乳腺癌组织中表达明显高于正常乳腺组织及乳腺增生组织，且与乳腺癌组织分级、TNM分期及淋巴结转移显著相关。

3.3Tiam1与结直肠癌 刘少平等〔33〕采用实时荧光定量聚合酶链反应(PCR)检测发现，淋巴结阳性结直肠癌患者的癌组织Tiam1 mRNA的相对表达量高于淋巴结阴性结直肠癌患者，而这两组均高于良性病变组；结直肠癌淋巴结转移风险的单因素分析显示，癌组织中Tiam1 mRNA表达量与淋巴结转移相关；Cox多因素分析显示其是结直肠癌淋巴结转移独立的危险因素。说明Tiam1 mRNA表达量升高不仅与结直肠癌发生密切相关，亦与结直肠癌淋巴结转移呈正相关。He等〔34〕的研究成果也证明Tiam1参与结直肠癌的演进过程。

3.4Tiam1与胃癌 Zhu等〔35〕从人胃癌细胞系MKN-45中分离出具有高、低侵袭能力的两个亚群，并用Tiam1的反义寡核苷酸(ASODN)转染高侵袭亚群，发现经ASODN处理后该亚群细胞的体外侵袭能力降低，形态学及超微结构观察也显示该细胞丝状伪足及小孢子明显减少。结果表明Tiam1通过调节细胞骨架重组诱导胃癌细胞侵袭和转移。

3.5Tiam1与其他肿瘤 此外，还有研究发现Tiam1与多种肿瘤的发生和发展过程相关。Ding等〔36〕发现Tiam1在胰腺癌组织中高表达且可作为不良预后的独立风险因子；Yang等〔37〕发现Tiam1在宫颈癌中表达上调且与不良预后相关；Liu等〔38〕发现Tiam1通过Wnt/β-catenin信号通路调节上皮-间质转化进程，促进甲状腺癌转移；Song等〔39〕发现Tiam1与口腔鳞癌的发生相关；Li等〔40〕发现Tiam1与卵巢癌的临床分期和不良预后相关；Wu等〔41〕发现Tiam1与食管癌的转移和侵袭相关。

综上，Tiam1参与的各种分子生物学进程正在逐渐被发现，其与肿瘤发生、发展及预后的密切关系已经逐渐被揭示。因此，Tiam1有望成为多种肿瘤的分子治疗靶点和临床预后评估指标，但Tiam1参与调控的具体机制、相关分子信号通路等尚待研究。