转化生长因子β诱导蛋白在肿瘤发生发展中的作用及其临床应用进展*

郭 毅 综述，徐银海 审校

(徐州医科大学附属医院检验科,江苏徐州 221006)

转化生长因子β诱导基因(transforming growth factor beta induced，TGFBI)是最早通过差别杂交技术从TGF-β处理的肺腺癌细胞株A549中筛选出来[1]。TGFBI基因定位于人类5号染色体长臂3区1带，由17个长度相似的外显子组成，总跨度约为34 kb[2]。TGFBI基因编码的蛋白名为转化生长因子β诱导蛋白(transforming growth factor beta induced protein，TGFBIp)，由683 个氨基酸组成，相对分子量为68 ×103[3]。结构上TGFBIp包含1个分泌信号肽，1 个半胱氨酸富集结构域(EMI)，4 个与果蝇成束蛋白-1高度同源的连续重复序列(FAS1)。FAS1中又包含4个整合素结合模体[Arg-Gly-Asp(RGD)，YH18，EPDIM和NKDIL]。RGD模体可与整合素α1β1和整合素αvβ3结合[4-5]，NKDIL模体和EPDIM模体通过β-转角结构与整合素α3β1相互作用[6]，YH18模体则是整合素αvβ5的配体[7]。另外，TGFBIp还可与许多细胞外基质(extracellular matrix， ECM)蛋白结合，如胶原蛋白、纤连蛋白、层粘连蛋白和蛋白聚糖等[8]。因此，功能上TGFBIp 主要表现为介导细胞与细胞的连接，以及参与细胞与ECM的黏附。近年来，TGFBIp表现出的促进或抑制肿瘤发生发展的双重特性得到研究人员的关注。为此，本文回顾性分析相关文献，对TGFBIp在常见恶性肿瘤中的作用作一综述，以期为肿瘤患者的辅助诊断、治疗和预后提供思路和依据。

1 TGFBIp在肿瘤发生中的作用

有研究人员发现多种肿瘤组织内TGFBI基因启动子发生甲基化，表现为TGFBIp表达下调，因此他们认为TGFBIp在肿瘤发生中具有抑制作用[9]。石棉能够使永生化的支气管上皮细胞发生恶性转化，表现出抗血清诱导终末分化、锚定非依赖性生长和在裸鼠体内成瘤等致瘤特性[10]。在这种致瘤性支气管上皮细胞中TGFBIp的表达显著下降，而将这种致瘤性上皮细胞同正常上皮细胞融合恢复TGFBIp表达后，上述致瘤特性消失[11]。中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary，CHO)细胞是正常仓鼠卵巢成纤维细胞在传代过程中自发转化形成的永生化细胞，其本身具有致瘤性，而过表达TGFBIp能够显著抑制CHO细胞在裸鼠体内的成瘤能力[12]。敲降TGFBIp的表达后，正常间皮细胞也表现出锚定非依赖性生长的致瘤特性，这可能与胞内磷脂酰肌醇激酶(PI3K)/丝氨酸-苏氨酸激酶(AKT)/哺乳动物雷帕霉 素靶蛋白(mTOR)通路再激活相关[13]。

2 TGFBIp在肿瘤发展中的作用

2.1 TGFBIp在肿瘤增殖中的作用

TGFBIp在一些肿瘤中表现出抑制增殖的作用。LI等[14]在乳腺癌细胞株MDA-MB-231和间皮瘤细胞株NCI-H28中过表达TGFBIp后，通过体外实验发现2种肿瘤细胞的生长速度显著减缓，群体倍增时间显著延长。BECKER等[15]则通过体内实验证实了过表达TGFBIp的神经母细胞瘤细胞在裸鼠体内成瘤体积显著减少。ZAMILPA等[16]认为，TGFBIp可通过羧基端的RGD模体和EPDIM模体分别促进骨肉瘤细胞的凋亡。

而TGFBIp在另一些肿瘤中则表现出促进增殖的作用。WANG等[17]使用CRISPR/Cas9技术敲除HSC-3口腔鳞癌细胞株中TGFBI基因，制备成低表达TGFBIp的HSC-3KO细胞株，结果发现同HSC-3细胞相比，HSC-3KO细胞生长速度显著降低，而使用培养HSC-3细胞的培养基处理HSC-3KO细胞后，其生长速度又呈现恢复的趋势。GUO等[18]使用shRNA技术敲低U87和U251神经胶质瘤细胞株中TGFBI基因的表达，同对照组相比，TGFBIp表达敲低的细胞株生长速度显著降低，克隆形成显著减少，且PI3K/AKT/mTOR通路被抑制。CHIAVARINA等[19]则发现TGFBIp表达被抑制的结肠癌细胞在裸鼠体内形成肿瘤的体积和质量显著降低，并证实了TGFBIp的促进肿瘤增殖的效应与其促进血管生成相关。

2.2 TGFBIp在肿瘤转移中的作用

肿瘤的转移是一个动态的过程，包括肿瘤细胞离开原发灶，侵入和穿出脉管系统，以及定植远端器官等多个步骤。在原发灶中，TGFBIp可以增强肿瘤细胞的侵袭能力[4,8]，机制主要为诱导肿瘤细胞发生上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)及促进基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)分泌。在EMT的过程中，黏附相关蛋白表达下调，运动相关蛋白上调，细胞逐渐失去相互间的紧密连接，移动能力增强。CHEN等[20]发现雄激素受体通路可以通过活化SPDEF分子促进TGFBIp的表达，诱导前列腺癌细胞发生EMT，表现为E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达下调，波形蛋白(Vimentin)表达上调。MMPs可以降解ECM，为肿瘤细胞离开原发灶打开通路。MA等[21]证实TGFBIp与整合素α5β1结合后可通过钙蛋白酶-2分子促进胶质瘤细胞分泌MMP-2和MMP-9，从而增强其侵袭能力。另外，TGFBIp也可通过其他机制增强肿瘤侵袭能力。例如，TGFBIp通过黏着蛋白酶(FAK)/AKT/缺氧诱导因子-α(HIF-α)通路增强胰腺癌细胞的糖酵解，使其呈现出更具侵袭能力的表型[22]；TGFBIp还可以通过维持肿瘤微环境中的缺氧状态促进乳腺癌细胞发生转移[4]。

肿瘤细胞侵入和穿出脉管系是转移发生的中间环节，TGFBIp在其中发挥重要作用。MAENG等[23]通过一系列实验证实，TGFBIp与淋巴管内皮细胞表面整合素αvβ3结合后通过激活FAK/细胞外信号调节激酶(ERK)通路促进细胞表达趋化因子CCL21，从而招募表达CCL21受体的肿瘤细胞，使其黏附于淋巴管。之后，TGFBIp还通过磷酸化Src分子内吞E-cadherin，使内皮细胞间连接减少，肿瘤细胞更易进入淋巴循环。MA等[24]则证实TGFBIp可通过激活整合素α5β1/Src通路降低血管内皮细胞中E-cadherin的表达，使肿瘤细胞到达转移灶后更易穿出血管。

远端器官捕获肿瘤细胞是转移发生的最后步骤。WEEN等[25]发现将LP-9腹膜细胞与OVCAR-5卵巢癌细胞共培养后，培养基中纤溶酶的含量显著升高，进一步的质谱分析实验证实纤溶酶可水解腹膜细胞分泌的TGFBIp，使其成为相对分子量分别为65×103和60×103的2种形式，而这一过程能够促进卵巢癌细胞对于腹膜细胞的黏附，导致卵巢癌更易出现腹膜转移。

但也有研究认为，TGFBIp在肿瘤转移过程中起负向调控作用。WEN等[26]通过体外实验发现过表达TGFBIp的肺癌细胞株H522和乳腺癌细胞株MCF7侵袭能力显著下降，MMP-2和MMP-9活性显著降低；体内实验也证实过表达TGFBIp的肿瘤细胞在裸鼠体内形成转移灶的数目显著减少。

3 TGFBIp在肿瘤治疗中的作用

对于传统化疗药物，TGFBIp表现出增强肿瘤细胞对于药物的敏感性。TGFBIp的表达使肺癌患者对化疗药物有更好的反应[27]，而TGFBI基因启动子甲基化则会使卵巢癌和乳腺癌等肿瘤患者更易出现耐药[9,28]。HUNG等[29]发现Cul4A可通过泛素化降解TGFBIp增强肺癌细胞对吉西他滨的耐药性。微RNA-449b(miR-449b)可通过抑制TGFBIp表达诱导卵巢癌细胞对铂类药物产生耐药[30]。富含半胱氨酸的分泌型酸性蛋白(SPARC)促进间质细胞分泌TGFBIp，并使其沉积于ECM中，而富含TGFBIp的ECM能够增强卵巢癌细胞对于紫杉醇的敏感性[31]。其主要机制为TGFBIp能够稳定肿瘤细胞微管蛋白，影响细胞有丝分裂，从而起到协同紫杉醇的作用[32]。但在新兴起的免疫治疗中，TGFBIp表现出相反的作用。NAKAZAWA等[33]发现肺癌组织间质TGFBIp表达水平与PD-1抑制剂纳武利尤单抗的临床疗效相关：给药后，高表达TGFBIp组所有患者出现疾病进展，而低表达TGFBIp组患者都处于疾病稳定和缓解状态。

4 TGFBIp在肿瘤患者预后判断中的作用

TGFBIp在不同肿瘤组织中表达存在差异，许多临床研究证实其可作为一种标志物反映患者的预后。在口咽癌组织中，肿瘤细胞细胞质和细胞外间质均可出现高表达TGFBIp的情况，其中细胞外间质TGFBIp表达水平与患者总体生存率(overall survival rate，OS)和无复发生存率(recurrence free survival，RFS)显著相关[34]。OZAWA等[35]发现在食管癌组织中TGFBI基因表达相较于癌旁正常组织显著升高，这是由食管癌组织间质高表达TGFBIp所致，而间质TGFBIp表达水平是影响食管癌预后的独立因素，且与血行播散性复发相关。胃癌组织间质TGFBIp表达水平与肿瘤浸润深度、淋巴管浸润、血管浸润、腹膜播散和肿瘤分期等临床病理因素显著相关，因此，SUZUKI等[36]认为间质高表达TGFBIp预示胃癌患者预后较差。免疫组织化学染色结直肠癌组织标本显示TGFBIp可在细胞质和细胞外间质中高表达，且无论是细胞质高表达亦是细胞外间质高表达，结直肠癌患者OS均显著下降[37]。同样，肾癌组织中细胞内或外高表达TGFBIp都与淋巴结转移和远端器官转移显著相关，而细胞质中不表达TGFBIp的肾癌患者的OS显著升高[38]。基于分子亚型分类标准胶质瘤被分为4类亚型：前神经元型、经典型、神经元型及间质型。间质型胶质瘤相比于其他类型表现出更大的恶性度，而胶质瘤组织中细胞内高表达TGFBIp是间质型胶质瘤的标志物，提示细胞质TGFBIp水平影响胶质瘤患者预后[39]。但是在肺癌中，低表达TGFBIp往往表现为预后不良。SEOK等[40]对138例肺癌组织中TGFBI基因启动子甲基化状态进行检测，单因素和多因素分析显示TGFBI基因启动子甲基化的肺癌患者临床结局不佳。

除了评估患者预后，TGFBIp在肿瘤辅助诊断和复发监测中也起到一定作用。YANG等[41]发现胰腺导管腺癌患者血清TGFBIp水平显著升高，联合TGFBIp和CA19-9可提高胰腺肿瘤的诊断效能。另外，本课题组通过酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)对55 例卵巢癌患者的血清TGFBIp水平进行了检测。55例卵巢癌患者均为治疗后进行定期复诊的患者，其中有29例未发生复发，26 例发生复发。实验结果显示，相比于未复发的卵巢癌患者，复发的卵巢癌患者血清中TGFBIp 表达水平显著升高(图1A，表1)，且所有卵巢患者血清TGFBIp 水平与血清CA125 水平呈显著正相关(图1B)。该结果为后续评价TGFBIp作为标志物判断卵巢癌复发奠定了基础。

表1 未复发与复发卵巢癌患者临床病理资料比较

5 结 语

TGFBIp在肿瘤发生过程中主要表现为抑瘤作用。在肿瘤增殖和转移的发展过程中，TGFBIp根据不同种类的肿瘤呈现促进或抑制的作用。对于传统化疗药物，TGFBIp表现出增敏的效果，但在免疫治疗中TGFBIp高表达与患者耐药相关。组织或血清中TGFBIp水平可用于肿瘤患者的辅助诊断、复发检测的预后评估。