TRIM家族蛋白在胰腺癌发生发展中的作用研究进展

张世航 综述；江建新 审阅（武汉大学人民医院 肝胆外科，湖北 武汉 430060）

胰腺癌是全球范围内预后最差的癌症之一[1]，5 年生存率不足10%[2]，这主要与其起病隐匿、早期难以诊断、发展迅速和晚期易转移和复发的特点密切相关。胰腺导管癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）是胰腺癌最常见的类型，占胰腺癌病例的95%[3]。目前，治疗胰腺癌仍以手术切除为主，全身化疗为辅。由于缺少早期诊断指标，多数患者就诊时已是晚期，导致治疗方法主要局限于化疗[4]。但近年来，肿瘤生物治疗已成为肿瘤精准治疗的热门方向，针对胰腺癌KRAS突变的个体化免疫治疗取得了一定的疗效[5]。尽管目前对胰腺癌的诊断指标、手术方式、化疗药物和治疗策略等正在不断更新和发展中，但仍无法显著提升胰腺癌患者的生存率。因此，亟需寻找更为准确的诊断指标和更为有效的治疗方案。

三结构域（tripartite motif，TRIM）蛋白家族是拥有高度保守的RBCC三段结构域的蛋白家族，即环指（RING-finger）结构域、1～2 个可结合锌的B-box 结构域以及卷曲螺旋结构域[6]，因此又称为RBCC 家族。其中RING-finger结构域赋予了TRIM家族蛋白E3泛素连接酶活性[7]。E3泛素连接酶可在E2泛素结合酶的作用下，通过异肽键将泛素与目标蛋白上的赖氨酸结合，形成共价连接的多泛素化复合物，该复合物可进一步被26S 蛋白酶快速降解。因此，TRIM家族蛋白能够介导癌基因和肿瘤抑制因子的泛素化降解，从而在胰腺癌的发生发展中发挥重要作用。不仅如此，TRIM 家族蛋白涉及诸多信号通路，同一个TRIM 蛋白可能直接或间接参与多个信号通路，TRIM家族蛋白也可充当促癌因子或抑癌因子[8]。本文将重点综述TRIM 家族蛋白在胰腺癌中的研究进展，以期为胰腺癌治疗提供新的思路。

1 胰腺癌细胞中异常表达的TRIM家族蛋白

大多数TRIM 家族蛋白在胰腺癌细胞中呈现高表达，在胰腺癌的发生发展中发挥重要作用。TRIM家族蛋白成员均含有环指结构域，普遍具有E3 连接酶活性，TRIM2，也称CMT2R 或RNF86，与TRIM 家族中的其他蛋白质成员相似，可调节细胞增殖、迁移、转录活性和泛素化途径，与多种恶性肿瘤的致癌作用相关。SUN等[9]研究发现，TRIM2基因的表达在PDAC 组织中显著升高，且与预后紧密相关。下调TRIM2 基因的表达能够抑制PDAC 细胞的活力，削弱其形成集落、迁移和侵袭的能力。泛素结合酶E2N（ubiquitin-conjugating enzyme E2N，UBE2N）和一种名 为Tax1 结合蛋 白1（Tax1-bindingprotein 1，TAX1BP1）的泛素结合蛋白都与自噬过程中的泛素化有关。SHANG 等[10]研究发现，TRIM11 基因在PDAC 细胞中表达升高，并且在胰腺癌PANC-1 细胞中敲除TRIM11基因可抑制细胞增殖、集落形成和肿瘤生长，而过表达TRIM11基因则产生相反结果。倪晨明等[11]收集了2016年1月至2018年12月间海军军医大学附属长海医院胰腺外科行手术切除且经病理确诊的176 例胰腺癌患者的癌组织及其对应的癌旁组织标本，采用免疫组织化学染色法检测结果显示，TRIM14 蛋白在胰腺癌组织中的表达显著高于癌旁组织。SUN等[12]研究发现，TRIM15基因在胰腺癌组织中高表达且能促进胰腺癌细胞迁移与侵袭。王健力等[13]通过对Oncomine与GEPIA数据库中相关数据进行分析发现，胰腺癌组织中TRIM21基因的表达明显高于癌旁组织。TRIM29，又称共济失调血管扩张症D组补充（ataxia-telangiectasia group D complementing，ATDC）基因，在遗传性共济失调毛细血管扩张症的筛查基因中首次分离得到。SUN 等[14]通过免疫组织化学分析发现，TRIM29蛋白在胰腺癌组织中的表达显著高于匹配的邻近非肿瘤组织，TRIM29蛋白的表达与淋巴结转移显著相关；进一步分析结果显示，与TRIM29 蛋白表达阴性的患者相比，TRIM29 蛋白表达阳性的患者总生存期和无复发生存期更短。TRIM31 蛋白的结构与其他家族成员类似，YU 等[15]研究发现，胰腺癌组织中TRIM31 基因过表达，能使胰腺癌细胞对吉西他滨产生耐药性。TRIM37 蛋白由17q23染色体区域的一个基因编码，已被证明在肺癌[16]、乳腺癌[17]、胃癌[18]、肝癌[19]进展中起重要作用。TRIM37 蛋白可调节包括肿瘤抑制因子在内的多种基因的表达，并通过EMT促进癌症的侵袭和转移[20]。TRIM37基因在胰腺癌细胞中过表达，且与肿瘤的恶性程度以及患者的预后高度相关。TRIM47 基因在胰腺癌组织中呈高表达，预示着患者存活率较低；沉默TRIM47基因能抑制胰腺癌细胞的增殖、迁移与侵袭[21]。大量研究证实TRIM59 基因在癌症中扮演癌基因的角色，LI 等[22]研究发现，在胰腺癌组织中TRIM59蛋白表达显著增加，并与肿瘤进展和胰腺癌患者的不良预后呈显著正相关。

此外，在胰腺癌组织中也存在表达降低的TRIM家族蛋白成员，其与肿瘤大小、淋巴转移、TNM 分期及患者的预后密切相关。有研究[23]报道，TRIM50 基因在胰腺癌组织中的表达显著下调，过度表达TRIM50基因可削弱胰腺癌细胞的增殖和迁移能力，并能够逆转EMT 过程，而沉默TRIM50 基因则具有相反的效果。

2 TRIM 家族蛋白促进胰腺癌增殖、侵袭和转移的机制

在氧化应激反应中，核因子E2 相关因子2（nuclear factor E2-related factor 2，NRF2）可转移至细胞核与DNA 中的抗氧化应答元件（antioxidant response element，ARE）结合，调节下游基因表达[24]。NRF2 及其下游ARE 驱动基因在PDAC 组织中的表达通常上调，并与不良预后、肿瘤进展和化疗耐药相关[25]。在临床研究中，靶向NRF2/ARE信号通路的抑制剂已被证实可提高肿瘤组织对化疗药物的敏感性，在胰腺癌的治疗中发挥作用[26]。TRIM2蛋白通过与KEAP/NRF2 复合物相互作用，促进NRF2 的蛋白表达。作为转录因子，NRF2可结合在ITGB7启动子区域，促进整合素β亚基（integrin subunit β7，ITGB7）的表达，过表达的ITGB7 经整合素依赖性信号通路可促进PDAC的恶性进展。

脂质代谢失调与包括PDAC 在内的各种癌症类型的发生有关[27]。在肿瘤组织中，高水平的脂质合成为细胞持续的增殖和转移提供了所需的条件[28]。载脂蛋白A1（apolipoprotein A1，APOA1）是高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）的主要成分，可与ATP 结合盒（ATP-binding cassette，ABC）转运蛋白ABCA1和ABCG1相互作用，促进胆固醇外流并抑制低密度脂蛋白（LDL）氧化调节炎症[29]。TRIM15蛋白通过其PRY/SPRY 结构域与APOA1 相互作用，促进APOA1 的多聚泛素化降解。APOA1 的降解可增强胰腺癌细胞的脂质合成代谢，并抑制胆固醇外流，从而造成脂滴的积累，最终促进胰腺癌细胞的增殖和转移。

Hippo 信号通路以及其核心成分控制着细胞的增殖、分化和迁移。Yes 相关蛋白1（yes-associated protein 1，YAP1）作为Hippo 信号通路中的一个核心分子，被认定为是一种癌蛋白。当Hippo信号通路处于非正常状态时，YAP1处于激活状态，此时，激活状态下的YAP1 可以促进细胞增殖、侵袭、转移以及维持干细胞活性，YAP1的激活可以促进肿瘤的发生与发展[30]。DENG 等[31]研究发现，E3 连接酶TRIM29 蛋白可直接与YAP1 结合并稳定YAP1，从而减少其泛素化和降解，最终增强了胰腺癌细胞增殖和侵袭的能力。腺苷酸激酶（adenylate kinase，AK）家族是一类核苷单磷酸激酶，能将ATP 上的一个磷酸基团转移至AMP上，从而生成2个ADP分子，AK4主要分布于线粒体基质，在多种癌症中都高表达。HAO 等[32]研究结果表明，TRIM29 蛋白可与miR-2355-3p 相互作用促进DDX3X募集的AK4转录后稳定，从而促进胰腺癌细胞的增殖与侵袭。泛素样蛋白干扰素刺激基因15（interferon-stimulated gene，ISG15）编码一种分子量15 000 的蛋白，该蛋白与多种蛋白质的翻译后修饰有关。研究[33]表明，细胞外游离ISG15在维持PDAC 的癌症干细胞样特征中起着重要作用,TRIM29 蛋白通过钙蛋白酶CAPN3 介导的过程调节ISG15的稳定性，随后细胞外ISG15通过自分泌作用模式维持PDAC的癌症干细胞样特征。

糖酵解增强是癌症的标志，可导致癌细胞葡萄糖摄取和乳酸盐产生增加，从而驱动癌症生长和转移。LI 等[34]研究证实，TRIM59 蛋白是影响胰腺癌患者预后的独立因素，其可通过PI3K-AKT-mTOR信号通路来增强糖酵解，最终促进肿瘤细胞的生长和转移。TRIM47 蛋白与果糖-1，6-二磷酸酶（FBP1）直接结合并介导其泛素化降解，削弱FBP1 所介导的Warburg效应从而促进胰腺癌细胞有氧糖酵解，加速胰腺癌恶性进展[20]。

3 TRIM家族蛋白影响胰腺癌耐药的机制

NF-κB通路在多种癌症中被结构性激活，它不仅协调免疫和炎症反应，而且在癌症的发生发展中起着关键作用[35]。TRIM31 蛋白是一种E3 泛素蛋白连接酶。有研究[36]报道，TRIM31蛋白通过促进NLRP3的蛋白酶体降解，以及通过Lys63连接的多泛素化促进信号转接子线粒体抗病毒信号蛋白（mitochondrial antiviral-signaling protein，MAV）的聚集和激活来减轻NLR家族Pyrin域蛋白3（NLRP3）的炎症小体的激活。TRIM31 蛋白的过表达促进TRAF2 的K63 泛素化，并维持NF-κB的激活，从而激活多个抗凋亡下游基因。该研究结果表明，抑制NF-κB 信号通路可显著增强肿瘤细胞对吉西他滨的敏感性，从而抑制肿瘤的生长；TRIM31蛋白在胰腺癌进展中作为促癌因子，调控NF-κB 信号通路以介导胰腺癌细胞对吉西他滨的耐药性。因此，TRIM31蛋白可能成为胰腺癌的潜在治疗靶点。

自噬是进化上保守的维持体内平衡的降解途径。有研究[37]表明，抑制自噬也能显著增加胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性。SHANG 等[10]研究证实，TRIM11 蛋白可以与UBE2N 结合，并且还发现TRIM11 蛋白和UBE2N 复合物也可与TAX1BP1 结合，进而驱动自噬；进一步研究表明，沉默TRIM11能增加TAX1BP1表达进而减少UBE2N的表达，从而抑制铁积累诱导的铁蛋白吞噬，导致PDAC细胞对吉西他滨敏感性升高。提示未来可考虑将靶向TRIM11蛋白与吉西他滨联合作为治疗胰腺癌的策略以获得更好的疗效。然而，TRIM11 蛋白与TAX1BP1 和UBE2N互作介导铁蛋白自噬的具体分子机制尚不明确，仍有待进一步研究。据报道[38]，蛋白激酶B/糖原合酶激酶3β/β-连环蛋白（AKT/GSK3β/β-catenin）信号通路在癌症的发生和耐药中起着重要作用。PTEN是负调节PI3K-AKT信号传导的关键肿瘤抑制因子[39]。CHEN等[40]研究了TRIM37蛋白与胰腺癌细胞生长的关系，结果表明，TRIM37 蛋白通过泛素化和PTEN 降解赋予化学抗性和干细胞性，从而激活AKT/GSK3β/β-catenin 信号通路；同时还发现胰腺癌患者的预后与肿瘤中TRIM37 蛋白和PTEN 的表达水平相关。

4 TRIM家族蛋白抑制胰腺癌发生发展的机制

肿瘤转移是胰腺癌患者复发和死亡的主要原因，其步骤包括血管生成/淋巴管生成、EMT、向周围组织的侵袭和迁移、转移前微环境的形成以及在转移部位的生长。其中EMT 是启动转移的关键步骤[41]。EMT 通常在癌症进展和纤维化中被激活，在此过程中癌细胞表现出更具侵袭性和对凋亡的抵抗力增强等特征。Snail 家族转录抑制因子1（Snail family transcriptional repressor1，Snail1）是EMT 最重要的调节因子，主要通过多聚泛素化调节，经泛素-蛋白酶体途径发生降解。LI 等[22]研究发现，TRIM50 蛋白发挥E3泛素连接酶的作用，与Snail1直接结合，对Snail1 进行多聚泛素化修饰，翻译后修饰的Snail1 被蛋白酶体所识别发生泛素化降解，EMT 信号由此被阻滞，胰腺癌细胞EMT 最终被逆转。由此可见，TRIM50 蛋白在胰腺癌中作为抑癌因子通过介导Snail1泛素化降解从而逆转胰腺癌EMT，抑制胰腺癌恶性进展。然而，TRIM50 蛋白与Snail1 相互作用的结构域，以及其在胰腺癌细胞中的泛素化位点和亚细胞定位尚不明确，仍有待进一步研究。

5 TRIM家族蛋白在胰腺癌生物治疗中的意义

近年来，越来越多的研究表明靶向泛素-蛋白酶体途径以及阻断信号通路是治疗癌症的一种重要方法，靶向TRIM24蛋白的细胞渗透性化学降解物不仅能够降低TRIM24 蛋白水平，还可以对TRIM24 蛋白的靶基因产生更为有效的抑制作用[42]。TRIM58基因的甲基化DNA在健康样本与肺癌患者的支气管肺泡灌洗液和痰液样本中具有显著的差异[43]。TRIM家族蛋白在胰腺癌细胞增殖、侵袭转移及化疗药物耐药中发挥 关键作 用，TRIM2、TRIM11、TRIM14、TRIM15、TRIM21、TRIM29、TRIM31、TRIM37、TRIM47和TRIM59等在胰腺癌中高表达且与预后相关，因此TRIM家族蛋白有可能成为诊断以及预测胰腺癌预后的生物标志物。TRIM11 基因的沉默可抑制铁蛋白吞噬进而提高胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性，TRIM31 蛋白在胰腺癌进展中作为促癌因子，调控NF-κB信号通路而介导胰腺癌细胞对吉西他滨的耐药性。TRIM37蛋白通过介导PTEN的泛素化降解，激活AKT/GSK3β/β-catenin 信号通路进而导致胰腺癌细胞对吉西他滨的耐药。靶向TRIM 家族相关蛋白联合吉西他滨有望作为治疗胰腺癌的策略，以获得更好的疗效。尽管目前靶向TRIM 家族蛋白治疗胰腺癌还处于早期阶段，仍需大量相关研究以及临床应用数据，但现有的基础研究已证实了TRIM家族蛋白的潜力。

6 结语与展望

综上，TRIM家族成员众多，功能迥异而复杂，其可通过癌蛋白和肿瘤相关因子泛素化、转录后调控、细胞糖酵解代谢、PI3K-AKT-mTOR 信号通路、NRF/ITGB7/FAK 轴、AKT/GSK3β/β-catenin 信号通 路、NF-κB信号通路、UBE2N/TAX1BP1信号通路等介导胰腺癌的增殖、转移浸润、EMT 及对化疗药的耐药性。TRIM2、TRIM11、TRIM14、TRIM15、TRIM21、TRIM29、TRIM31、TRIM37、TRIM47、TRIM50 和TRIM59等蛋白有望成为胰腺癌诊断的生物标志物，靶向TRIM11、TRIM31、TRIM37 等蛋白联合吉西他滨治疗胰腺癌也具有一定的应用前景。目前，有关TRIM 家族蛋白在胰腺癌发生发展中发挥作用的研究相对较少，对其涉及的信号通路以及分子机制目前了解甚少，需要更多、更深入的研究与探索。若能进一步挖掘与探索TRIM 家族其他成员在胰腺癌中的作用及具体分子机制，丰富其表观遗传学内容，相信在不久的将来可为胰腺癌患者提供基因水平上的分子诊断和新的治疗思路。