TRIM与泌尿系肿瘤研究进展

黄炎风 姚启盛

泌尿系肿瘤发病率逐年上升，其早期诊断和靶向治疗药物有限，寻找早期精确诊断分子标志物以及新的靶向治疗位点显得尤为迫切。三结构域(tripartite motif, TRIM)已成为肿瘤分子生物学领域的研究热点，其在多种肿瘤中也扮演着重要的角色，对其进行进一步研究，有望发现与泌尿系肿瘤相关的新的分子标志物及靶向治疗位点，使泌尿系肿瘤的早期诊断及靶向用药成为可能。本文讨论了TRIM与泌尿系肿瘤发生、发展的关系，以期为发现新的肿瘤治疗靶点和肿瘤早期诊断提供理论依据。

一、TRIM的结构

TRIM家族的名称是由于其具有3个保守的结构域而得来。这3个结构域从N端到C端的顺序依次是RING结构域、1个或2个B-box结构域、1个卷曲螺旋结构域，此外该家族还具有1个可变的C-末端，因此TRIM家族也称为RBCC家族[1]。不同的TRIM家族成员在肿瘤发生中承担着原癌基因和抑癌基因的角色。

二、TRIM的功能

1.TRIM作为泛素E3连接酶促P53降解：泛素化介导蛋白质降解在DNA修复、细胞周期调控、信号转导、转录调节和蛋白质质量控制等过程中发挥了重要的作用。在肿瘤发生与发展过程中，原癌蛋白和抑癌蛋白的平衡遭到破坏，部分原因是蛋白降解平衡过程失调，最终导致抑癌蛋白被降解或原癌蛋白稳定性提高，这均可促进肿瘤的发生与发展[1]。细胞内的蛋白质降解主要有3条途径：溶酶体途径、胱天蛋白酶途径和泛素-蛋白酶体途径，主要降解细胞周期蛋白(Cyclin)、纺锤体相关蛋白、肿瘤抑制因子如P53、癌基因产物、细胞表面受体如表皮生长因子受体等，细胞通过泛素-蛋白水解酶途径介导蛋白质降解，进而更新细胞内蛋白和维持蛋白质稳定[2]。泛素化修饰可调节很多原癌蛋白和抑癌蛋白的稳定性及功能。在泛素化降解蛋白的过程中，是由泛素E1活化酶、E2结合酶和E3连接酶催化进行。E3连接酶作为桥梁蛋白，特异性连接底物，来调节E2结合酶和底物间的相互作用。因此，泛素E3连接酶逐步成为发展新型抗肿瘤药物的有效靶点[3]。P53蛋白主要分布在细胞核中，能特异结合DNA，其活性受泛素化、磷酸化等翻译后修饰调控，P53激活特定的转录靶点，控制细胞周期、代谢、衰老、迁移、自噬、凋亡、DNA修复、血管生成[4]。正常P53蛋白可在G1期检查DNA复制过程，如有损伤，则阻止其复制，以提供足够的时间修复；若修复失败，则诱发细胞凋亡。P53蛋白的转换由泛素-蛋白酶体途径调节，抑制或破坏泛素-蛋白酶体通路对转录无普遍作用，但可特异性抑制P53的转录。

TRIM家族成员因含有RING结构域，而可以作为泛素E3连接酶，参与蛋白酶体途径，从而参与机体的各种生命活动，包括P53的降解。P53不仅受泛素-蛋白酶体通路调控，泛素化的P53还受去泛素化酶进行的去泛素化调节[4]。大部分TRIM蛋白可作为E3连接酶，通过调节基因的表达、细胞增殖和凋亡来参与肿瘤的发生与发展。

2.TRIM与P53的易位机制：真核细胞中，泛素和类泛素蛋白均可与靶蛋白结合，调节靶蛋白的表达水平，进而影响细胞功能。至今，在人类中已发现的类泛素蛋白主要有神经前体细胞表达下调蛋白8、自噬相关蛋白8(Atg8)、Atg12、E2连接酶及小泛素相关修饰蛋白(small ubiquitin-related modifier, SUMO)等。TRIM蛋白家族成员也含SUMO。类泛素蛋白和泛素蛋白与底物的结合过程非常相似，研究发现，TRIM蛋白也是一类SUMO E3连接酶[5]。目前已发现，TRIM25、TRIM19、TRIM22、TRIM27、TRIM28、TRIM32、TRIM36有SUMO E3连接酶活性，并且这也依赖于TRIM的RING结构域。最新研究发现雄激素可使前列腺癌(prostate cancer, PCa)细胞中的P53从细胞核转移到细胞质，降低P53的抑癌基因活性。这种易位机制取决于SUMO E3 连接酶RanBP2和GTPase激活蛋白结合蛋白2(GTPase activating protein binding protein 2, G3BP2)形成的复合体[6]。

3.TRIM与EMT：上皮细胞恶性肿瘤进展的一个关键步骤就是上皮-间充质转化(epithelial mesenchymal transition, EMT)，即丧失上皮细胞间的黏附连接和紧密连接特性，获得间充质细胞所具有的变形和迁移能力[7]。当肿瘤细胞发生EMT后，其变形、侵袭、转移能力增强，并且更容易对化疗药物产生耐药[8]。普通肿瘤细胞通过EMT，可获得肿瘤干细胞的特性，并增加肿瘤细胞的异质性，为肿瘤基因变异、产生化疗药物抵抗奠定基础[9-10]。发生EMT后的肿瘤干细胞，通过分泌蛋白水解酶，降解并突破细胞外基质、基底膜所构成的生物屏障，进入血液，形成远处转移灶，诸多被发现的循环肿瘤细胞和转移病灶的肿瘤细胞均有EMT表型特征[11-13]。目前通过检测主要的EMT标志物来判断EMT的过程，当发生EMT时，间充质细胞的标志性蛋白Vimentin、N-cadherin表达上调，而E-cadherin表达则下调或者缺失。

在siTRIM14、siTRIM27、siTRIM66、siTRIM59后，胃癌、结直肠癌、小细胞肺癌和膀胱癌的EMT标志物Vimentin、N-cadherin表达显著下调，E-cadherin表达上升[14-17]。

4.TRIM与Cyclin：Cyclin D1、Cyclin E是细胞生长(G1～S期)的关键调节因子，驱动细胞由 G1期进入S期，促进细胞增殖。有研究表明Cyclin D1、Cyclin E在多种肿瘤中能够调控细胞周期进程，并促进肿瘤细胞增殖[4]。部分TRIM基因可调控细胞周期相关蛋白的表达，并且主要通过影响肿瘤细胞G1期进程从而促进细胞增殖。

三、TRIM与泌尿系肿瘤

1.TRIM与PCa：TRIM59在PCa中高表达可能与患者预后不良密切相关，在PCa小鼠模型中证实TRIM59具有原癌基因功能，TRIM59与P53相互作用，导致P53泛素化降解，从而促进肿瘤生长、细胞增殖和迁移[18]。使用shRNA介导的TRIM59的敲除，可显著抑制细胞增殖和集落形成，细胞周期分析显示，TRIM59缺失的细胞会在S期积累。研究表明TRIM59可能通过对细胞周期进程的影响而促进PCa细胞的增殖。这预示了TRIM59在PCa中的致瘤功能，可能为PCa的诊断和治疗提供新的线索。

TRIM47在人类PCa组织中高表达[19]。使用TRIM47抗体，并对PCa组织(n=150)进行免疫组化测定，对免疫反应细胞的比例和染色强度进行评价，通过qRT-PCR证实TRIM47的表达水平。结果表明，与良性前列腺组织相比，PCa组织中TRIM47的表达水平明显升高。

TRIM36的过表达抑制了LNCaP、22Rv1和DU145细胞的增殖和迁移。siRNA抑制TRIM36后，可以抑制LNCaP和22Rv1细胞的凋亡，促进细胞增殖和迁移[20]。TRIM36过表达显著上调凋亡相关通路。TUNEL检测显示，siTRIM36使经过多西他赛处理的LNCaP和22Rv1的凋亡得到缓解。这都表明，TRIM36的高表达与PCa预后良好相关，TRIM36通过抑制PCa细胞的增殖和迁移，促进细胞凋亡，起到了抑瘤作用。

TRIM25对于G3BP2/RanBP2介导的P53修饰很重要。PCa的生长受雄激素受体及其下游信号基因的调控作用。研究发现雄激素可将P53转移到细胞质，这种易位机制取决于SUMO E3连接酶RanBP2和雄激素诱导的G3BP2的复合体，而TRIM25作为G3BP2蛋白复合体的新型交互伙伴，TRIM25的敲除导致LNCaP和22Rv1细胞下游激活P53，抑制细胞周期，诱导细胞凋亡。相反TRIM25的过表达促进了经多西他赛处理的LNCaP的增殖，抑制了细胞凋亡。在TRIM25过表达的PCa细胞中，G3BP2介导的P53出核机制降低了P53活性。TRIM25的表达与细胞质中P53的增多和G3BP2表达显著相关。此外，TRIM25表达的下调导致PCa模型小鼠肿瘤细胞生长减少，细胞质P53含量增加。表明TRIM25的过表达通过调控P53易位机制与G3BP2相互作用促进PCa细胞增殖、抑制PCa细胞的凋亡[6]。

2.TRIM与膀胱肿瘤：TRIM24具有促进肿瘤发生与发展的活性。TRIM24可以促进P53的泛素化降解。DNA损伤时，ATM激酶破坏TRIM24-P53间的相互作用且促进P53的降解，终止DNA损伤应答[21]。TRIM24与膀胱癌恶性程度存在一定关系，且与膀胱癌的高pTNM分期和分级存在着相关性[22-24]。在TRIM24相对低表达的细胞株BIU-87进行质粒转染，结果转染TRIM24后BIU87细胞增殖率、克隆能力增强，且Cyclin D1的表达明显升高，表明TRIM24基因具有调控细胞周期相关蛋白表达的功能[25]。在膀胱癌细胞株中，选取TRIM59的mRNA表达量相对较高的T24 和5637细胞系进行研究。通过siRNA转染细胞、siTRIM59后，发现N-cadherin、Vimentin和基质金属蛋白酶(matrix metalloprotein, MMP9)的表达下降，T24和5637细胞的迁移和侵袭能力明显下降[4]。结果揭示，在膀胱癌细胞中，siTRIM59抑制EMT过程、下调MMP9，抑制膀胱癌细胞的迁移和侵袭。

3.TRIM与肾肿瘤：与邻近的非癌性肾组织相比，肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma, ccRCC)中miR-629表达显著上调，而TRIM33表达明显下调[26]。在ccRCC细胞中，抑制TGF/Smad通路可以减弱细胞迁移和侵袭，但对细胞增殖没有直接影响[27-28]。有实验证明，miR-629直接靶向抑制TRIM33的表达，导致Smad2/3和Smad4的结合，进而促进TGF-Smad信号通路的表达而促进ccRCC的迁移和侵袭[29]。

四、结论与展望

综上，TRIM蛋白通过影响细胞的增殖、凋亡、DNA损伤修复和EMT等调节泌尿系肿瘤进展。目前TRIM基因敲除的小鼠实验数据有限，需要更多实验数据分析来确定具体的TRIM分子功能机制以及TRIM在泌尿系肿瘤发生、发展中的作用。目前，硼替佐米(蛋白酶体抑制剂)已经用于套细胞淋巴瘤的治疗，其可促使蛋白合成与降解平衡失调，诱导细胞凋亡。尽管硼替佐米有很好的临床疗效，但也有诸多毒副作用，如引起神经病变等[30-31]。因而，需要更精准的靶向蛋白酶体抑制剂。然而，靶向E3连接酶药物有很高的敏感性，深入了解TRIM、泛素化蛋白酶体系统和E3连接酶的功能，可能为发现有效的肿瘤治疗靶点提供理论依据。