转录因子T-bet在肿瘤中的研究进展①

黄 晨 潘丽娜 丛 琳 李 成

(中国医科大学基础医学院免疫学教研室,沈阳 110122 )

T-bet是转录因子T-box家族成员，由Tbx21基因编码，可选择性表达于Th1细胞。T-bet在Th0向Th1细胞的分化中起着决定性的作用，是其强有力的转录激活剂，同时T-bet可促进IFN-γ分泌，并抑制Th2细胞及IL-4、IL-5、IL-13等Th2型细胞因子的产生。故T-bet在T细胞的极化中发挥重要作用，T-bet可以影响Th1和Th2的平衡从而影响免疫应答，在肿瘤和许多免疫相关疾病中发挥作用。近年来研究发现，T-bet不仅表达于Th1细胞，还表达于NK细胞、树突状细胞等固有免疫细胞[1]。T-bet 的表达水平改变与消化道、呼吸道、泌尿生殖道等多种肿瘤的发生有关，T-bet有望成为上述肿瘤甚至其他肿瘤新的治疗靶点。本文主要阐述T-bet在不同类型肿瘤的表达及生物学过程中的作用。

1 T-bet的结构

2000年，Szabo发现了一种Th1特异性的T-box家族转录因子，并命名为T细胞表达的T-box(T-box expressed in T cells)，缩写为T-bet[2]。T-bet含530个氨基酸，有一个长度约1 607 bp的开放阅读框架，其中有一个189个氨基酸组成的能与T盒DNA结合的结构域(即T-site)，此区域高度保守，可与相应的DNA序列结合，从而发挥其功能。T-bet编码基因Tbx21位于人17号染色体和小鼠11号染色体上，人和小鼠T-bet基因的同源性为87%，而其T域的同源性却高达98%。

2 T-bet的功能

辅助性T淋巴细胞(即Th细胞)可根据分泌的细胞因子及功能等分为Th1、Th2、Th17、Treg等亚群，其中Th1和Th2两个亚群最早被发现。二者均起始于Th0细胞，在分化过程中存在着相互拮抗。故Th0在分化过程中会出现Th1或Th2细胞极化。Th1/Th2细胞的平衡受转录因子T-bet/GATA-3 的调控[2]。

Th0受抗原刺激后在活化过程中，通过激活STAT1途径，T-bet 表达上调，定向向Th1细胞分化，细胞分泌IFN-γ。而如果Th0细胞受抗原刺激后，通过激活STAT6途径，GATA-3的表达上调，定向向Th2细胞分化，分泌细胞因子IL-4与IL-5等。因此认为T-bet 基因和GATA-3 基因分别是Th1和Th2 细胞定向分化的标志基因[3]。如表1所示。

T-bet在促使Th0细胞向Th1细胞分化的过程中，促进其分泌IFN-γ、IL-2和TNF-α等细胞因子，通过激活巨噬细胞等途径直接或间接地清除肿瘤细胞，从而发挥抗肿瘤作用，增强机体的抗肿瘤免疫。

3 T-bet在肿瘤发生发展中的作用

之前的研究发现，部分肿瘤(如非小细胞肺癌、直肠癌、卵巢癌、绒癌、骨肉瘤及鼻咽癌等)患者体内的Th2型细胞因子占优势，且Th1向Th2偏移与肿瘤的恶性程度正相关[4]。

近些年来发现，T-bet的表达不仅仅局限于Th1细胞，CD8阳性T细胞、B细胞、NK细胞、树突状细胞以及部分肿瘤细胞均可表达T-bet[1]，这些细胞表达的T-bet也发挥各自的功能。

3.1T-bet与胃癌 近年来，有研究表明，T-bet表达量可作为胃癌相关性分析的临床病理参数，胃癌组织中T-bet+的肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)与患者临床病理分级及术后预后情况具有相关性。低表达T-bet+预示病理指标较差(如肌层侵袭，较大的癌组织和更高的癌症级别)。流式细胞术显示，T-bet+细胞大多由CD4+，CD8+和CD56+肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)构成[5]。Zhang等[6]研究发现，位于T-bet基因增强子区域内的第1 993位基因的单核苷酸多态性(SNP)与胃癌发生风险及转移有关，其中Tbx21-1993C/C 基因型与胃癌的发展和转移最为密切相关。此外，还有研究表明，在胃癌患者外周血中，T-bet和IFN-γ从mRNA水平到蛋白水平都降低。以上结果正好与GATA-3和IL-4的表达水平相反，提示Th1型细胞免疫水平的降低和Th2型活性的增高导致了胃癌的发生[7]。

以上研究都说明T-bet在肿瘤发生中的抗肿瘤作用，而Stoicov等[8]的研究提示，T-bet对幽门螺旋杆菌感染所致的胃癌具有促进作用，T-bet基因敲除小鼠感染幽门螺旋杆菌15个月后，并没有像野生鼠感染那样胃黏膜组织发生内皮化生并发展为癌。这和T-bet基因敲除鼠感染幽门螺旋杆菌后炎症性细胞因子IL-1和TNF-α水平降低而IL-10升高有关。

3.2T-bet与结直肠癌 Garrett等[9]研究表明T-bet基因敲除更容易得结肠炎及结直肠癌，并进一步推断主要与树突状细胞有关，原因是选择性地恢复树突状细胞T-bet的表达可以减轻炎症反应并抑制肿瘤的发展。2017年，Yao等[10]发现核糖体蛋白S6激酶2(RSK2)与结肠癌的发生密切相关，RSK2可以通过磷酸化T-bet促进IFN-γ的表达，从而达到抗结肠癌的目的。并且找出了具体的磷酸化位点为T-bet上第498和第502个丝氨酸。

3.3T-bet与肺癌 在非小细胞肺癌患者的癌组织中T-bet及IFN-γ的表达要低于周围正常组织，本研究中，T-bet表达的降低既包括位于CD4+T细胞中T-bet的水平也包括CD8+T细胞中[11]。

在小鼠肺癌模型中，在接种肿瘤14 d后，T-bet基因敲除鼠有50%肺表面出现肿瘤，而野生型对照组只有10%，该实验说明了T-bet在肺肿瘤生长过程中发挥了保护作用。但具体机制有待于进一步研究[12]。

3.4T-bet与宫颈癌 根据Gorter等[13]的研究，在宫颈癌患者肿瘤细胞区有大量的T-bet+和Foxp3+T细胞浸润(Foxp3是调节性T细胞的转录因子)，而只有T-bet+T细胞在肿瘤组织中的量与患者的无病生存期(Disease-free survival,DFS)和疾病特定生存期(disease-specific survival)成正相关。

3.5T-bet与黑色素瘤 黑色素瘤可分泌多种肿瘤相关抗原，如恶性黑色素瘤基因-1(mage-1)、酪氨酸激酶相关蛋白1/2(TRP1/2)和酪氨酸激酶等。根据Garrett等[9]的研究T-bet对B16(小鼠黑色素瘤细胞株)的细胞周期不产生影响，对B16细胞表面各抗原分子的表达无影响。提示T-bet的靶细胞主要是机体的免疫细胞，而对肿瘤细胞如B16等无直接的生物学作用。T-bet对小鼠黑色素瘤无明显的免疫治疗作用，但对生存期有一定的影响，此结果可能与IFN-γ的表达上调有关。

表1 Th1与Th2介导的Ⅰ型及Ⅱ型免疫应答比较

Tab.1 Comparison of Th1 and Th2 mediated type 1 and type 2 immune responses

Types of immune responseTh cellInduced componentsSecreted cytokinesTranscription factorFunctionType ⅠTh1IL-12,IFN-γIFN-γT-bet,stat-1 Antiviral,anti-intracellular parasitic infection,anti-tumor,causing graft rejectionType ⅡTh2IL-4IL-4,IL-5,IL-13 GATA-3,stat6 Antibody production,allergy,antiparasitic infection

3.6T-bet与乳腺癌 Mulligan等[14]观察到T-bet+淋巴样细胞浸润阳性的乳腺癌组织对应的肿瘤体积更大，分级更高，激素受体阴性而CK5、EGFR和P53表达阳性。尽管以上指标都意味着较差的病理学特征，但T-bet+淋巴样细胞浸润癌组织要比T-bet-的患者相比具有更长的无病生存期。该团队的研究进一步表明，溴结构域蛋白4(Bromodomain-containing protein 4，BRD4)会对乳腺癌T-bet+淋巴样细胞浸润产生影响，BRD4可以通过Notch信号家族的配体Jagged1起作用，后者可通过与Notch1之间的作用抑制T-bet+T细胞的抗肿瘤作用。

McCune等[15]研究了乳腺癌癌细胞本身T-bet的表达情况。结果表明，对于雌激素受体阳性的乳腺癌患者，胰岛素可以增加T-bet分子的表达，降低GATA-3分子的表达。在乳腺癌细胞系MCF-7细胞中，T-bet的过表达意味着对于雌激素拮抗剂治疗效果的降低。

4 总结

在肿瘤的发生及发展过程中，Th2性细胞因子往往占主导，巨噬细胞、NK、DC、CD8+、Th1等免疫细胞的功能在一定程度上处于抑制状态。T-bet在Th1细胞的分化中起着决定性的作用，以此为靶点，重新恢复机体内Th1/Th2细胞的平衡，激活受抑制的免疫细胞，打破机体的免疫无能状态，在研究T-bet与肿瘤相关性的文章中，高水平的T-bet+淋巴细胞浸润往往预示着好的预后，由此为肿瘤的治疗提供了新的思路和方法。而近年来发现的T-bet在其他免疫细胞以及肿瘤细胞的表达使得其在肿瘤发生过程中的作用呈现多样性，这些差异涉及的具体机制仍有待进一步研究。