TRIMs家族蛋白在泌尿系肿瘤中的研究进展

宋诗璋，陈世凯，梁鑫，翁博文，侯四川

(青岛大学附属青岛市市立医院泌尿外科，山东 青岛 266001)

肾癌、膀胱癌以及前列腺癌是泌尿系统较常见的肿瘤，其发病率逐年升高[1-3]，严重影响患者的生活质量。目前关于泌尿系肿瘤的研究已进入基因或蛋白层面，临床对肿瘤的诊治也更加精确，但仍需寻找新的肿瘤分子标志物以及治疗靶点。研究发现，三结构域蛋白(tripartite motifs，TRIMs)家族可以介导肿瘤泛素化、相关信号转导以及上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)等过程[4]，在恶性肿瘤发生发展过程中起重要的调控作用。已有研究表明，TRIMs家族蛋白在多种恶性肿瘤中异常表达，通过不同机制参与肿瘤的生长，如TRIM21、TRIM28、TRIM44等参与胃癌、乳腺癌、肝癌等恶性肿瘤的发生发展等[5-7]。此外，TRIMs家族蛋白其他成员(如TRIM24、TRIM26、TRIM47)在泌尿系肿瘤中也呈高表达或低表达[8-10]。总之，TRIMs家族蛋白通过不同的调节通路发挥促癌或抑癌作用。现就TRIMs家族蛋白在泌尿系肿瘤中的研究进展予以综述。

1 TRIMs家族概述

1.1TRIMs家族蛋白的结构 TRIMs家族蛋白存在于所有多细胞的生物体内，最早发现于非洲爪蟾核因子7中[11]。目前在人体中已发现80多种TRIMs家族蛋白，大部分TRIMs家族成员含有3个固定的结构域，即RING-finger结构域、B-box结构域和Coil-Coil region结构域[12]。此外，还有1个复杂的C端区域，该区域包括COS结构域、PRY结构域、NHL结构域等[4]。因此，根据C端不同，TRIMs家族蛋白又可分为CⅠ～CⅪ 11个亚家族[13]。

1.2TRIMs家族蛋白在肿瘤中的相关作用机制 肿瘤的发生是多步骤、多阶段的复杂动态过程，同时需要各种信号通路的调控。TRIMs家族蛋白与恶性肿瘤密切相关，通过多种作用机制参与肿瘤的发生发展。部分TRIMs成员在恶性肿瘤组织中异常表达，并可作为E3泛素连接酶参与肿瘤的泛素化，改变各种蛋白的泛素化，产生不规则的细胞信号，导致肿瘤的发生发展[14]。TRIMs家族成员也可通过调节核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)信号转导通路介导肿瘤的恶性侵袭，同时还可通过调控相关信号通路促进EMT，导致肿瘤进展或转移等[4]。

1.2.1TRIMs家族蛋白参与泛素化 作为一种重要的翻译后修饰方式，细胞内的泛素化在细胞周期调控、细胞生长、凋亡、DNA损伤修复、蛋白质降解以及免疫反应中均发挥重要作用。在肿瘤方面，泛素化修饰可调节癌蛋白和抑癌蛋白的稳定性及功能[15]。泛素修饰过程由E1泛素活化酶、E2泛素结合酶和E3泛素连接酶协调完成。TRIMs家族成员(如TRIM5α、TRIM13、TRIM27、TRIM28、TRIM36以及TRIM37)的RING结构域赋予其E3结合活性[16]，因此其可作为E3泛素连接酶并通过媒介作用特异性识别底物，调节E2泛素结合酶与底物之间的相互作用[17]。此外，TRIMs家族蛋白还可通过生理相关性结合特定E2泛素结合酶，尤其是E2泛素结合酶中的D类和E类[18]。p53是较早发现的肿瘤抑制因子，可特异性结合DNA，其活性受泛素化、磷酸化等翻译后修饰调控，通过参与细胞周期阻滞、凋亡、DNA修复、迁移、自噬等发挥作用；TRIMs家族蛋白作为E3泛素连接酶可调控p53信号通路，进而调控p53的表达和活化，促进肿瘤的发生发展[19]。相关研究发现，在耐药p53的肾透明细胞癌中TRIM8呈低表达，TRIM8缺陷可显著减弱p53介导的对化疗药物的细胞反应，随着细胞内TRIM8表达水平升高，化疗的敏感性与p53信号通路也逐渐恢复，表明低表达TRIM8可能抑制肾细胞癌中p53活性[20]。而TRIM47在肾癌细胞中高表达，并通过增强E3泛素连接酶的活性促进p53泛素化和降解，进而促进肾癌的恶性进展[21]。

1.2.2TRIMs家族蛋白参与调控NF-κB 作为介导细胞内信号转导最重要的核转录因子，NF-κB参与细胞的增殖、分化、免疫应答、病毒感染及癌变等过程，在多种恶性肿瘤中持续活化。NF-κB信号通路同样也受TRIMs家族蛋白调控，肿瘤坏死因子可以在生理或病理条件下调节NF-κB信号转导，而TRIM9、TRIM21和TRIM24等表达水平在肿瘤坏死因子存在下均上调，因此TRIMs可作为NF-κB信号通路的调控因子促进或抑制信号通路表达[4]。研究表明，TRIM39可通过稳定的Cactin蛋白负向调节NF-κB介导的信号转导通路，敲除TRIM39可导致NF-κB信号通路激活，提示TRIM39对NF-κB信号通路具有负调控作用[22]。TRIM24可通过调节NF-κB、蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)信号通路上调膀胱恶性肿瘤细胞中细胞周期蛋白(cyclin)D1、cyclin E、磷酸化NF-κB抑制因子α和磷酸化Akt的表达，从而促进肿瘤细胞的生长和侵袭[23]。

1.2.3TRIMs家族蛋白参与EMT EMT是上皮恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程之一，该过程涉及肿瘤细胞外基质分解、间质程序启动等，在肿瘤转移中发挥重要作用。当肿瘤细胞发生EMT后，肿瘤细胞的异质性增强，更易导致肿瘤基因发生突变[24-25]。目前可通过检测EMT间质标志物(如波形蛋白、神经钙黏素和上皮钙黏素)的表达判定EMT的发生[26]。TRIMs家族蛋白可通过调控相关信号通路诱导EMT和肿瘤细胞的侵袭、转移。其中，转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)被证实在各种信号通路诱导EMT过程中起重要作用[27]。TRIM59诱导的膀胱上皮细胞EMT通过激活TGF-β、Smad2/3信号通路实现，因此抑制TRIM59表达可抑制TGF-β、Smad2/3信号通路，进而抑制膀胱恶性肿瘤细胞EMT的发生[28]。TRIM24高表达可导致肾肿瘤中波形蛋白、神经钙黏素、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)-2、MMP-9等间质标志物表达水平升高，进而诱导EMT的发生[10]。

2 TRIMs家族蛋白与泌尿系肿瘤

TRIMs家族蛋白在多种恶性肿瘤中均异常表达，在肿瘤细胞增殖、转移等生物学过程中起重要作用[29]。TRIMs家族成员在泌尿系肿瘤中发挥促癌或抑癌作用，为泌尿系肿瘤的诊治提供了新思路。但在庞大的TRIMs家族中仅有部分成员与泌尿系肿瘤的发生、发展以及预后密切相关，且其具体作用机制目前尚未明确。因此，未来仍需探索其他TRIMs家族成员与泌尿系肿瘤的关系，为泌尿系肿瘤的精确诊治提供更多选择。

2.1TRIMs家族蛋白与肾肿瘤 近年肾细胞癌的发病率不断升高，其中肾细胞癌约占恶性肿瘤的2%，而肾透明细胞癌约占所有肾细胞癌的85%[2，30]。目前关于肾肿瘤的治疗，早期以手术治疗为主，晚期以靶向治疗和免疫治疗为主。

TRIM2作为TRIMs家族成员之一，也是一种环指E3泛素连接酶[31]。罗兴等[32]研究表明，TRIM2在肾透明细胞癌中呈低表达，TRIM2过表达可抑制肾透明细胞癌细胞的增殖、迁移，进而抑制肾透明细胞癌进展；数据库生存分析显示，TRIM2高表达的肾透明细胞癌患者预后较TRIM2低表达或中表达患者更好；通过构建基因表达网络发现，与TRIM2相关程度较高的基因主要包括核受体亚家族3C组成员2、雌激素相关受体γ和Ⅳ形胶原蛋白α3链等；进一步通过转染实验发现，TRIM2可通过下调β联蛋白的表达抑制肾透明细胞癌细胞的增殖和迁移，为肾肿瘤的靶向治疗提供了基础。

此外，TRIM13也可作为E3泛素连接酶参与肾肿瘤的发生。研究发现，与癌旁非肿瘤组织相比，TRIM13在肾肿瘤组织中的表达显著降低，上调肾肿瘤细胞株786-O中TRIM13的表达，可导致NF-κB、MMP-9和磷酸化Akt水平降低，进而导致肾恶性肿瘤细胞的迁移和侵袭能力降低[33]。因此，TRIM13可作为肾肿瘤患者预后的候选指标和潜在的治疗靶点。

TRIM24又称转录中介因子1α，可通过结合核受体调控下游基因的转录活性[23，34]。Jiang等[10]发现，过表达TRIM24可导致肾肿瘤细胞MMP-2、MMP-9、纤维连接蛋白、波形蛋白、神经钙黏素和联蛋白等表达水平显著升高，进而诱导EMT，由此推测，TRIM24可能通过诱导EMT在肾肿瘤进程中发挥癌基因作用，因此可作为人类肾癌潜在的治疗靶点。

作为TRIMs家族蛋白成员之一，TRIM44也可作为E3泛素连接酶在肾肿瘤中发挥作用[35]。Yamada等[36]发现，TRIM44在肾肿瘤组织中的表达高于正常肾组织，通过鉴定TRIM44敲除或过表达处理的肾细胞癌细胞株中差异表达的基因发现，酪氨酸相关激酶是TRIM44在肾细胞癌细胞中的靶基因，TRIM44过表达主要通过作用于酪氨酸相关激酶促进肾细胞癌细胞的增殖和迁移。因此，TRIM44具有促癌作用，有望成为肾肿瘤的治疗靶点。

此外，TRIMs家族的另一成员TRIM47在星形细胞瘤中过表达[37]。研究发现，TRIM47在肾肿瘤中显著高表达，且TRIM47可与肾癌细胞中的p53抑癌蛋白相互作用，介导p53抑癌蛋白的泛素化和降解，在蛋白水平促进肾癌细胞的进程[21]，表明TRIM47在肾肿瘤中发挥促癌作用。

2.2TRIMs家族蛋白与膀胱肿瘤 膀胱恶性肿瘤是常见的泌尿系肿瘤，且多为非肌层浸润性，侵袭能力较强，治疗后易复发，还可能发展为肌层浸润性膀胱癌[1，38]。因此，积极探索膀胱肿瘤转移分子机制并寻找有效方法迫在眉睫。

TRIM59是一种表面分子，位于人类第3号染色体上，属于CⅪ亚家族成员，其C端有一个可能涉及蛋白跨膜定位的TM结构域，参与调控TRIM59的细胞内定位[39]。赵凯等[40]研究表明，与正常膀胱组织相比，TRIM59在膀胱癌组织中的表达显著升高；进一步对膀胱癌细胞株T24和5637研究发现，抑制TRIM59表达，肿瘤细胞中的神经钙黏素、波形蛋白和MMP-9蛋白表达下调，其中神经钙黏素、波形蛋白为EMT的间质标志物，而MMP-9可降解细胞外基质和基底膜，诱导细胞转移，同时MMP-9表达下调还可抑制肿瘤细胞的侵袭和迁移[41]。由此可见，TRIM59在膀胱癌中起促癌作用。

此外，TRIM44、TRIM65、TRIM26等也在膀胱肿瘤中发挥重要作用。研究发现，TRIM44在膀胱癌细胞中的表达显著高于正常膀胱上皮细胞，敲除TRIM44可抑制膀胱癌细胞增殖；进一步利用流式细胞仪检测细胞生长周期变化发现，敲除TRIM44可导致膀胱癌细胞出现明显的G0/G1期阻滞、S期细胞减少，从而抑制膀胱癌进展[42]。表明TRIM44在膀胱癌细胞中是一种促癌因子。TRIM65作为TRIMs家族成员之一，可通过调节p53的稳定性或转录活性参与肿瘤的进展[39]。Wei等[43]研究发现，TRIM65是膀胱癌的致癌因子，其高表达可通过调节膜联蛋白A2/RhoA/Rac1通路促进膀胱癌细胞中膜联蛋白A2泛素化，进而导致细胞骨架重排，使膀胱癌上皮细胞发生EMT，促进膀胱癌进展。由此可见，TRIM65通过促进上皮细胞EMT发挥致癌作用。TRIM26也是TRIMs家族成员之一，既往研究将TRIM26作为一种新型的肝癌抑制因子[44]。最新研究表明，TRIM26在膀胱癌细胞中高表达，并通过调控Akt/糖原合成酶激酶-3β/β联蛋白信号通路促进膀胱癌进展[9]。因此，TRIM26有望成为膀胱癌治疗的靶点。

2.3TRIMs家族蛋白与前列腺肿瘤 前列腺癌是男性常见的肿瘤之一，近年其发病率和病死率均不断升高，已成为男性癌症相关死亡的第二大原因[3，45]。目前，前列腺癌经手术治疗后仍有20%～40%的患者出现生化复发，出现生化复发的患者需要接受雄激素剥夺治疗，但这些患者均会对雄激素剥夺治疗产生耐药，发展为去势抵抗性前列腺癌[46]。

TRIM24在前列腺癌中具有重要作用。既往研究显示，TRIM24是散斑型POZ蛋白(speckle-type POZ protein，SPOP)前列腺癌相关突变的效应底物，SPOP基因突变可导致前列腺癌中TRIM24上调[47]。Groner等[48]研究表明，SPOP前列腺癌突变体可稳定TRIM24蛋白的表达，并促进低水平雄激素条件下前列腺癌细胞增殖，而TRIM24可增加去势抵抗性前列腺癌雄激素受体信号，使雄激素受体和TRIM24共同激活的基因表达显著上调。从初级的前列腺癌到去势抵抗性前列腺癌，TRIM24蛋白的表达增加，且TRIM24蛋白水平和雄激素受体/TRIM24基因特征可预测疾病复发，对前列腺癌的预后有重要意义。以上研究为SPOP突变体和去势性前列腺癌患者的TRIM24靶向治疗提供了依据。Offermann等[49]研究表明，TRIM24可作为前列腺癌独立预后生物标志物。可见，TRIM24对前列腺癌的诊治和预后均具有重要意义。

TRIM36可作为雄激素应答基因参与微管结合过程，从而影响细胞周期[50-52]。Kimura等[53]研究发现，TRIM36过表达可抑制LNCaP、22Rv1以及DU145细胞的增殖和迁移，而敲除TRIM36可抑制LNCaP和22Rvl细胞的凋亡，并促进其增殖和迁移；微阵列分析发现，TRIM36过表达可显著上调凋亡通路的表达。综上可知，TRIM36通过抑制前列腺癌细胞增殖和迁移、促进细胞凋亡发挥抑瘤作用，因此其可作为一个抑癌因子。

此外，TRIM44、TRIM47、TRIM59、TRIM68在前列腺癌中也发挥了重要作用。如敲除TRIM44可显著抑制前列腺癌细胞在体外的增殖、迁移和侵袭，并抑制肿瘤在体内的生长，而高表达的TRIM44可通过激活磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)和Akt信号通路促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，敲除TRIM44则可显著降低PI3K和Akt在前列腺癌细胞中的磷酸化水平，阻止PI3K和Akt信号通路的活化，从而抑制肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭[54]。Fujimura等[8]研究发现，TRIM47在前列腺癌细胞质中的表达水平显著高于良性病灶细胞质，且高表达的TRIM47与晚期病理分期和较差的肿瘤特异性生存率显著相关。因此，TRIM47有望成为前列腺癌患者的预后指标。TRIM59在人前列腺癌细胞中呈高表达，抑制TRIM59表达可增加S期细胞的比例，降低G2/M期细胞比例，并导致白细胞分裂周期因子25A、细胞分裂周期因子2和cyclin B1表达下调[55]，提示TRIM59可能通过调节细胞周期促进前列腺癌细胞增殖。TRIM68作为TRIMs家族成员之一，已被证明是干燥综合征相关的自身抗原[56]。Miyajima等[57]发现，TRIM68在前列腺癌组织中高表达，而且TRIM68还是一种新型雄激素受体相互作用蛋白，TRIM68高表达可增强雄激素受体的转录活性，从而促进前列腺癌的进展，这对于晚期或去势抵抗性前列腺癌患者的治疗具有重要意义。

3 小 结

TRIMs家族蛋白与泌尿系肿瘤密切相关。不同TRIM蛋白对于同一泌尿系肿瘤的作用不同，如TRIM2、TRIM13在肾细胞癌可作为抑癌基因，而TRIM24、TRIM44、TRIM47则作为促癌基因。相同TRIM蛋白在不同的泌尿系肿瘤中均发挥重要作用，如TRIM44在肾细胞癌、膀胱癌和前列腺癌中起促癌作用；TRIM24、TRIM47在肾癌和前列腺癌中起促癌作用。TRIMs家族蛋白成员众多，在泌尿系肿瘤中的作用机制复杂，因此，未来仍需开展大量研究以明确TRIMs家族蛋白在泌尿系肿瘤发生发展中的作用机制以及TRIMs家族蛋白与泌尿系肿瘤的关系，为泌尿系肿瘤的靶向治疗提供新思路。