47 kDa尾相互作用蛋白在慢性疾病中的作用研究进展

张梦瑶，刘 睿，秦 洁

PAT家族蛋白镶嵌在脂滴表面，是重要的脂滴表面蛋白之一。47 kDa尾相互作用蛋白(TIP47)属于PAT家族蛋白的一员，主要参与细胞内脂质代谢，与动脉粥样硬化、肝脂肪变性、2型糖尿病、多囊卵巢综合征(PCOS)及肿瘤等多种疾病相关。近年，随着研究的深入，TIP47可能逐渐成为防治以上疾病的新靶点。本文综述TIP47在上述疾病中的作用研究进展，现报告如下。

1 TIP47概述

TIP47最早发现于1983年，由BOHN等[1]从人胎盘组织细胞中提取所得，并将其命名为可溶性胎盘组织蛋白17。1998年美国斯坦福大学研究发现TIP47可以直接与甘露糖-6-磷酸受体的细胞质尾结合，介导其从核内体到反高尔基体网络的运输，而且通过酵母双杂交法提取出一分子量为47 kDa的蛋白，并将其正式命名为TIP47[2]。TIP47作为甘露糖-6-磷酸受体结合蛋白，也被称为甘露糖-6-磷酸受体蛋白1(M6PRBP1)。编码该蛋白的基因也有不同的名字，如PLIN3、TIP47、M6PRBP1[3]。

TIP47是一种由434个氨基酸组成的亲水蛋白，计算分子量为47033，预测pI为5.03[2]。它由一个四螺旋束结构和一个α/β结构域通过疏水裂缝连接而成，疏水裂缝保证了TIP47能够稳定地锚在脂滴表面。值得注意的是，TIP47的氨基酸残基序列87-198中包含11-mer重复序列，这些重复序列可以形成双亲性螺旋结构进而介导了TIP47附着于LDs表面[4]。此外，TIP47的四螺旋束结构与载脂蛋白E氨基端的一个结构极为相似，该结构打开后暴露疏水表面并结合脂蛋白，关闭后维持其在细胞液中的稳定[5]。TIP47几乎在所有的组织中均有表达，尤其在巨噬细胞、动脉硬化斑块以及肝细胞中表达最为丰富[6]。

TIP47的独特性在于它是一种可交换的LDs相关蛋白，双向调控细胞内脂代谢[7]。BULANKINA等[4]注意到稳定状态下的HepG2细胞中不含TIP47，但采用脂肪酸孵育后，细胞内LDs明显增多，且TIP47的表达上调。然而，TIP47还能够通过AMPK通路促进脂滴的分解。TIP47的S31和T216是AMPK的磷酸化位点，其中S31是位于TIP47-N'端的可与LDs结合的保守PAT结构域，T216是位于C'端的载脂蛋白E样结构域[8]。ZHU等[9]研究发现在TIP47磷酸化突变体S31/T216表达的HTC75细胞中LDs的弥散明显增加。因此，TIP47通过AMPK通路磷酸化使构象改变参与脂滴分散，进而造成脂肪酸的脂解与氧化。此外，分子伴侣介导的自噬(CMA)是启动脂肪分解所必需的。CMA能够选择性地从脂滴表面降解TIP47，从而促进胞质中具有水解三酰甘油能力的三酰甘油脂肪酶和自噬效应蛋白聚集到脂滴，促进脂滴分解[10]。因此，TIP47不仅参与脂滴形成，还能够促进脂滴的分解。

2 TIP47与疾病关系

2.1动脉粥样硬化 泡沫细胞形成是动脉粥样硬化的早期病理过程。TIP47作为脂滴表面蛋白重要成员PAT家族蛋白之一，参与细胞内脂质代谢和脂滴形成，与泡沫细胞病理过程密切相关。FAN等[11]研究发现使用葡萄糖、胰岛素及油酸孵育RAW264.7细胞时，细胞内脂滴明显增多，进一步研究表明TIP47 mRNA水平显著增加，且存在协同效应，但加入酪氨酸激酶(Src)抑制剂PP2和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)抑制剂LY-20094后TIP47表达被下调。这一结果表明高糖、高胰岛素、油酸会上调TIP47的表达，从而导致细胞内脂滴增多，促进泡沫细胞形成，且该作用受Src及PI3K通路调控。另有研究发现TLR9配体ODN1826与氧化型低密度脂蛋白共同孵育RAW264.7细胞后，细胞内脂质蓄积增加，并能以时间和剂量依赖的方式刺激胞内TIP47的表达，而且使用TLR9的特异性抑制剂CQ预处理细胞后，TIP47 mRNA和蛋白表达明显减少，且使用JNK和PI3K的抑制剂能够阻断ODN1826诱导的TIP47高表达，说明TIP47的表达受TLR9信号通路的调控[12]。以上结果表明，Src、PI3K和TLR9信号通路可通过调控TIP47表达调控脂滴形成。因此，TIP47可能是预防和治疗动脉粥样硬化的新靶点。

综上，TIP47与细胞内脂质代谢和脂滴形成密切相关，从而参与巨噬细胞向泡沫细胞分化的病理过程，鉴于泡沫细胞形成是动脉粥样硬化的早期事件，故下调TIP47表达极有可能成为早期防治动脉粥样硬化的新策略。遗憾的是，查阅文献过程中，我们发现关于TIP47在动脉粥样硬化中的作用研究均为体外细胞试验，未见到动物和临床研究，所以TIP47想要成为防治动脉粥样硬化的新靶点，还有很长的路要走。

2.2肝脏疾病 酒精性肝病(ALD)是指因酒精导致肝脏脂肪变性到酒精性肝炎、肝硬化及肝癌的一系列广泛疾病。肝脏脂肪变性是酒精摄入的早期病理改变，也是ALD最常见的病理形式。GU等[13]研究发现与正常对照组小鼠相比，ALD模型小鼠肝脏总胆固醇含量上升约80%，同时TIP47 mRNA及蛋白表达显著升高，该结果在体外研究即酒精处理的小鼠肝脏细胞AML12得到验证。通过shRNA技术下调AML12细胞中的TIP47表达，与对照组相比，沉默TIP47能够抑制酒精所致AML12细胞增殖，尤其在高浓度酒精干预组中更为明显，说明下调TIP47表达，能够抑制酒精导致的肝脏脂肪变性。此外，该研究还发现沉默TIP47组细胞给予酒精干预后，凋亡程度明显高于对照组细胞，而且肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6和白细胞介素-1β等炎性因子的表达升高。以上结果表明TIP47在ALD的发生中发挥重要作用，但其结果仍存在一定争议，有待进一步研究阐明TIP47在ALD中的确切作用。

丙型肝炎病毒(HCV)是一种包膜RNA病毒，其中超过50%的慢性丙型肝炎的病理学基础是肝脏脂肪变性，病毒通过HCV核心蛋白促进脂肪变性和病毒颗粒组装。核心蛋白为HCV病毒复制过程中的关键部分。有研究发现采用反义寡核苷酸降低TIP47的表达后，HCV组小鼠的肝脏切片可观察到脂质储存减少[7]。PLOEN等[14]采用肝素层析法纯化HCV复制细胞及HCV阴性细胞的上清，通过Western blot对洗脱成分分析后发现，TIP47与病毒粒子共纯化，在HCV阴性细胞中未检测到TIP47的表达。HCV颗粒可与TIP47特异性抗体共沉淀，而且含HCV复制细胞的上清液与TIP47特异性抗体共同孵育后显著降低了HCV的传染性。此外，HCV的非结构成分NS5A和TIP47之间的相互作用也是HCV复制所必需的。NS5A由DⅠ、DⅡ及DⅢ 3个结构域组成，其中DⅠ和DⅡ是基因复制的必备条件。通过酵母双杂交分析发现NS5A的DⅠ域可与TIP47相互作用，DⅡ域的缺失显著削弱了NS5A与TIP47的相互作用[15]。在转染突变NS5A16的HCV复制细胞中，与HCV的非结构成分NS5A结合的TIP47减少，几乎没有菌落形成[16]。采用具有传染性的HCV JHF1培养HuH7.5细胞后，过表达TIP47有利于HCV病毒的复制。反之，采用siRNA沉默TIP47的表达可致细胞内HCV mRNA水平下降，完全沉默TIP47可以消除HCV病毒的复制，对TIP47水平降低细胞的上清液进行传染性分析发现病毒颗粒释放量明显减少[15]。EL-EKIABY等[17]发现在HCV感染患者的肝脏活组织病理检查结果中，相较于健康组TIP47的表达上调。因此，TIP47可调控HCV的RNA复制，TIP47过表达能够促进HCV释放，而TIP47沉默减少了传染性颗粒的释放，但HCV与TIP47的结合位点及调控机制目前尚不明确，仍需进一步研究。

对于非酒精性肝病(NAFLD)，已有研究证明喂食高脂肪食物4周后，小鼠肝脏中三酰甘油的含量较正常饮食小鼠增加了3倍，同时TIP47 mRNA及蛋白含量明显增加。采用ASO下调肝脏TIP47表达的研究发现，低剂量和高剂量TIP47 ASO可分别降低肝脏内35%和52%的总胆固醇含量，并且通过TIP47 ASO治疗显著降低了脂肪生成酶Dgat2和Gpat的mRNA表达[18]。GARCIA MACIA等[19]研究发现采用OA孵育小鼠原代肝脏细胞后TIP47可与脂肪自噬相关蛋白Fip200、Atg16L相结合促进LDs降解，且该作用受到雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)的调控，而采用RNA干扰技术敲除TIP47后结论与之相反，这一结论在小鼠体内研究同样得到了证实。TIP47也极有可能成为防治NAFLD的靶点，但是目前关于TIP47在NAFLD的体内外研究较少，其结论有待进一步的验证。

综上，ALD、病毒性肝炎和代谢性肝病等肝脏疾病的病理基础均有肝细胞内脂质代谢紊乱，由于TIP47是调控细胞内脂代谢的关键分子，故与上述疾病关系十分密切。已有体内和体外研究证实，下调TIP47表达能改善以上疾病，所以TIP47为靶分子防治肝脏疾病极富希望，但仍需要大规模临床研究。

2.3糖尿病 在RAW264.7细胞中，生理性葡萄糖浓度(5.6和11.1 mmol/L)不能刺激TIP47 mRNA的表达，但高浓度葡萄糖(20和30 mmol/L)以及高浓度胰岛素(50和500 nmol/L)可以显著上调TIP47的表达[11]。有研究显示采用ASO下调TIP47的表达，可在减轻小鼠肝脏脂肪变性的同时改善糖代谢，高剂量的TIP47 ASO减少了肝脏输出葡萄糖，同时增加了脂肪组织及骨骼肌对葡萄糖的摄取[18]。LI等[20]采用转录组测序技术鉴定出在高脂饮食所建立的2型糖尿病大鼠模型中TIP47的表达上调。然而，也有不同声音，ALGHAMDI等[21]通过观察健康组、单纯性肥胖组及肥胖合并2型糖尿病组受试人群血清发现，TIP47的浓度在单纯性肥胖组最低，在健康组最高。此外，在所有受试者中，TIP47与葡萄糖、胰岛素水平及体质量指数呈负相关。

2.4PCOS PCOS是育龄妇女常见的内分泌疾病，主要表现为月经稀发、无排卵性不孕症和高雄激素血症等，而适当的有氧运动可缓解PCOS的病情发展。COVINGTON等[22]发现经过16周的有氧运动训练后，PCOS患者脂肪组织中三酰甘油的含量有所下降，而TIP47是唯一基因表达谱有所增加的PAT家族蛋白，提示TIP47有助于增强PCOS患者脂肪组织中的脂肪分解作用。然而，目前关于TIP47与PCOS的研究较少，且深入机制不明，有待进一步明晰。

2.5肿瘤 TIP47与宫颈癌、乳腺癌、前列腺癌、肺腺癌以及肾透明细胞癌密切相关。SZIGETI等[23]研究发现TIP47在正常宫颈上皮中为阴性，低级别异常增生中为中度阳性，而在高级别异常增生中为强阳性。采用宫颈癌根治手术后，TIP47水平开始下降，6周后可达正常水平;在宫颈癌复发患者中，TIP47水平显著升高。与正常乳腺组织相比，乳腺癌组织中其他PAT家族蛋白的表达显著降低，只有TIP47的表达有所增加，且TIP47的含量最高[24]。通过免疫组织化学染色检测前列腺癌标本中的TIP47蛋白水平发现，前列腺癌组织中TIP47水平显著高于正常组织，且与肿瘤分期、Gleason评分呈正相关[25]。LAMPROU等[26]研究发现在前列腺癌小鼠模型中，TIP47的表达与肿瘤增殖指数MIB1呈正相关，但与T分期、Gleason评分及治疗前血液中前列腺特异性抗原无显著相关性。DU145、PC3及22Rv1细胞诱导形成前列腺癌细胞后，采用shRNA沉默TIP47的表达，与对照组相比，实验组对放疗更敏感，且需要的辐照参数有所减低，辐照后细胞的生长速度显著降低。这一结果在体内实验同样得到验证，沉默TIP47后切除的肿瘤团块体积明显减小，同时对放射后的肿瘤坏死区域进行免疫分析发现细胞株的坏死率有所增高。王雪婷等[27]运用GEPIA数据库分析发现，在肺腺癌细胞中TIP47高度表达，表达量与生存率呈负相关；在远处淋巴结转移患者中，N分级与TIP47存在递增关系。同时，该团队证实了在体外肺腺癌细胞A549中，敲除TIP47可以抑制肺腺癌细胞A549的侵袭能力。在肾透明细胞癌组织中，TIP47表达升高，而且高表达提示患者预后较差。此外，在肾透明细胞癌患者中TIP47的表达具有性别差异性，男性患者表达水平远高于女性患者，但其性别差异的机制目前尚不明确[28]。总之，TIP47有可能成为一个新的肿瘤标志物，对于评估癌症严重程度、治疗及预后具有重要意义。

2.6阿尔兹海默病(AD) AD是一种起病隐匿且发展缓慢的中枢神经系统退行性疾病，临床上常表现为记忆功能障碍、认知功能丧失和语言功能下降等，严重影响人们的生活与健康[29]。其发病机制可能与脑内脂质代谢失调有关。WEI[30]通过比较AD小鼠与对照组海马体基因转录组谱发现，TIP47在AD小鼠的海马体中表达上调。然而，CONTE等[31]研究表明人体大脑组织中有TIP47表达，且多表达于白质。TIP47在年长者中的表达高于年轻受试者，但在神经退行性疾病患者中TIP47的表达与正常组差异性不明显，提示AD的发生和进展与TIP47关系不大。然而，目前AD与TIP47相关研究较少，其结论有待进一步的验证。

2.7艾滋病 艾滋病是由人类免疫缺陷病毒(HIV)攻击机体免疫系统所引发的一类传染性疾病。在HIV中包膜糖蛋白Gag和Env的组装结合是HIV具有感染性的关键步骤，而TIP47是介导此过程的关键辅助因子[32]。LOPEZ-VERGS等[33]证实在Juekat T细胞中，沉默TIP47并不影响细胞内Gag和Env蛋白质的合成，但Gag与Env的免疫共沉淀有所减少。这一结论在原代巨噬细胞中同样得到了证实。值得注意的是，TIP47的沉默可导致HIV-1的复制受损，且病毒粒子的感染性降低。而在Gag或Env抑制性突变体的细胞内HIV-1病毒复制减少，且这些突变体已被证实会破坏TIP47在HIV复制过程中Gag和Env相互作用的连接器功能[34]。总之，TIP47在HIV-1感染过程中发挥着重要作用，极有可能成为抗艾滋病治疗及疫苗研发的新靶点。

综上所述，TIP47通过调控脂质代谢参与多种疾病，如动脉粥样硬化、代谢性疾病、肝脏疾病、2型糖尿病、PCOS、肿瘤、AD及艾滋病。TIP47在肿瘤性疾病作用的研究中结论高度一致，对于评价肿瘤的严重程度、治疗效果及预后有一定指导意义，很可能成为一种新的肿瘤标志物。TIP47虽然在动脉粥样硬化、肝脏疾病、2型糖尿病、PCOS、AD及艾滋病作用的研究中有一定矛盾，但不可否认的是TIP47在这些疾病中发挥重要作用，很有希望成为防治这些疾病的新靶点。