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浅析翻译控制肿瘤蛋白生理功能的研究近况

时间:2022-04-07 10:29:40 浏览次数:

【摘 要】翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)为肿瘤研究常涉及的一类高表达类蛋白质,又称P21、P23、Q23、组胺释放因子和Fortilin,同源性、保守性都很高,广泛存在于真核生物中。此类蛋白具有逆转肿瘤、调节细胞分化增殖、参与应急反应、对抗细胞凋亡、抑制炎症反应的功能,还与糖尿病、真菌感染、寄生虫病的产生发展相关。本文结合近年来国内外关于翻译控制肿瘤蛋白功能的研究报道资料,对TCTP功能的研究进行了综述。

【关键词】翻译控制肿瘤蛋白;生理功能;肿瘤进展

翻译控制肿瘤蛋白(translationally controlled tumor protein,TCTP)大量存在于细胞核、细胞质内,为物种间典型蛋白质,具有多功能、表达广泛、保守度高的特性,此种蛋白的表达过程不容易受环境和生理因素限制,有较强的翻译、转录可调节性[1]。关于TCTP翻译调节机制的解释较多而尚无定论,其二聚体形式对生物学活性影响很关键。近年来,临床上有大量关于TCTP特征及功能的研究,现对主要研究成果进行报道。

1 TCTP与抗凋亡

TCTP对白血病-2基因、B细胞淋巴瘤蛋白有相互作用特性,作用对象有促凋亡活性Bax、抗凋亡活性Mcl-1等[2]。有学者提出,TCTP的表达有助于提升肿瘤细胞内Mcl-1稳定性,若以siRNA对TCTP表达进行干扰,便可影响Mcl-1稳定性[3]。也有研究表明,TCTP中的N末端区域可作用于Bcl-xL中BH3结构,从而抑制Bcl-xL磷酸化及细胞凋亡。TCTP可嵌入线粒体膜,对Bax二聚体化过程产生阻碍作用,并避免线粒体受损、抗凋亡[4]。

由于部分天冬氨酸蛋白水解酶有半胱氨酸的成分,可能参与或影响细胞凋亡,其中与细胞凋亡执行、启动等过程相关的是casepase-3、caspase-8,因而TCTP的抗凋亡效果明显。根据近年来的报道、研究,TCTP可结合凋亡因子,进而促使基因22在生长因子的作用下发生转化,破坏稳定性,阻断凋亡发生。

内质网内应激介导细胞凋亡与内质网钙离子释放情况、胞浆内钙离子浓度有关联。有学者提出,TCTP中的谷氨酸58、Glu60可促进钙离子结合反应[6];胡萝卜素对TCTP表达确实的细胞产生作用,可提升胞质钙离子浓度、诱导细胞凋亡。钙离子与野生型细胞TCTP相结合后,可对毒胡萝卜素诱导的钙离子依赖细胞凋亡产生抑制作用。另外,TCTP还可对毒胡萝卜素、棕榈诱导的胰腺癌β细胞凋亡作用产生抑制[7]。

2 TCTP可调节炎症反应

TCTP为免疫球蛋白E依赖的组胺释放因子,可对嗜碱性粒细胞释放组胺过程产生促进作用。此外,TCTP也可对白细胞介素IL-1、IL-4、IL-6、IL-8等的分泌过程产生促进作用,并刺激B细胞活化、嗜酸性粒细胞趋化作用进行。细胞TCTP过量表达时,可见大量巨噬细胞产生,此时会出现哮喘、过敏加重的现象[8]。有研究将TCTP滴入幼鼠鼻腔内,发现肺部产生大量炎症细胞,IgE、TCTP可激活肥大细胞,这表示TCTP或与体内炎症反应产生进展有关。有专家尝试以脂多糖对鲈鱼进行刺激,发现肝、脾、肾和头部有更多TCTP表达。观察体内TCTP分泌变化特点,可见使用质子泵抑制剂可明显对TCTP分泌过程产生抑制作用,减少TCTP含量、减少炎症细胞浸润、达到消除炎症目的[9]。可见,TCTP的调节有助于防控过敏疾病和炎性反应。

3 应激反应相关功能

TCTP为典型应激相关蛋白类物质,人体在多种应激环境下的TCTP表达可高度调节。TCTP表达在热休克后明显增强,且会与多种变形蛋白相互结合,避免机体受热损伤。可见,TCTP为具有分子伴侣活性的热休克蛋白类物质。当细胞处于缺氧状态时,可以发现体内TCTP水平明显上升;氧化应激过程也存在TCTP含量上升的现象。例如,以过氧化氢对之气管上皮细胞进行刺激,可观察到TCTP水平激增。有学者提出,TCTP为抗氧化蛋白类物质,主要可借助蛋白中央的3个半胱氨酸发挥抗氧化作用。另有研究分别将同种蚯蚓置于含锌、铅、镉的土壤内培养,发现TCTP均上升至原先的4倍以上,而置于含铜土壤的蚯蚓体内TCTP水平却激增300多倍。可见,TCTP水平变化可直接受重金属影响[10]。

4 肿瘤进展及逆转功能

关于肿瘤与TCTP水平的研究报道都发现,肿瘤细胞中的TCTP水平显著高于正常细胞,即TCTP在很多肿瘤细胞内存在高度表达现象。尤其是对肺癌患者的肺癌细胞、血清培养发现,培养基内的TCTP水平明显高于正常范围,有学者提出可将TCTP作为肺癌标记物监测分析。若检测到TCTP水平低于正常标准,很多情况下可发现结肠癌细胞迁移及增殖过程受到阻碍,提示TCTP物质或能影响腺癌发生和进展过程[11]。

关于肿瘤逆转的研究报道称,在肿瘤细胞U937中,有相对于US4.2细胞120余倍的TCTP基因信号;对TCTP表达过程予以siRNA干扰处理,可发现细胞充足、肿瘤恶性表型均被阻碍[12]。观察自然状态下肿瘤变化,发现肿瘤逆转发生率极低,但对TCTP表达过程一直处理后,发现该肿瘤逆转发生率迅速提升30%。逆转的肿瘤细胞中,TCTP表达降低,进而使其可能变成肿瘤逆转的靶标、化疗药物作用靶点[13]。

5 TCTP可调节细胞生长、增殖、分化

根据众多相关报道资料可见,高于正常水平的TCTP存在于细胞内,更易影响正常生长速度、加大细胞形态异常发生率,提示TCTP与生长功能调节影响有一定关联。观察检测有丝分裂期纺锤体两极内的TCTP水平变化,发现其高于正常标准,且翻译完后在细胞质中发生降解,可见,TCTP可调节纺锤体蛋白在细胞增殖过程中的参与作用。未分化的间质干细胞会在BMP4、及BMP2等的影响下分化为脂肪细胞,且在上述两者的作用下提高TCTP表达的活跃性,在siRNA影响下阻碍TCTP表达即可对分化作用产生抑制。

总之,TCTP结构有很高的同源性、保守性,其表达水平直接受到多种因素共同作用,对转录、翻译水平有决定性影响。TCTP生物学功能的多样性和复杂性决定了其在肿瘤、抗凋亡临床研究及诊疗方面有很大应用潜力,临床上应进一步深入探究TCTP生物学功能及临床价值。

参考文献

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