IRF-2在實體腫瘤中的研究進展

陳冬格，羅雍猷，劉 斌

干擾素調(diào)節(jié)因子2(interferon regulatory factor 2, IRF-2)是干擾素家族(interferons, IFNs)的一員，1989年[1]首次在大腸桿菌中被發(fā)現(xiàn)。IRF家族又稱轉(zhuǎn)錄因子家族，是一個多功能細胞因子家族，已發(fā)現(xiàn)9個家族成員：IRF-1～9。根據(jù)C末端區(qū)域的特征，IRF分為四個子家族，即IRF-1子家族(包括IRF-1、IRF-2)、IRF-3子家族(包括IRF-3、IRF-7)、IRF-4子家族(包括IRF-4、IRF-8、IRF-9、IRF-10)和IRF-5子家族(包括IRF-5、IRF-6)[2]。IFNs調(diào)節(jié)細胞因子、趨化因子、免疫調(diào)節(jié)因子和蛋白質(zhì)的表達，參與細胞生長、增殖以及腫瘤的發(fā)生[3]。IRF-2在實體腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著復(fù)雜的雙重作用。IRF-2在多種腫瘤中起促癌作用，而在某些腫瘤中起抑癌作用。近年來，隨著化療藥物應(yīng)用的增多，腫瘤耐藥性的缺點日益顯著。因此，尋找治療腫瘤的新策略是亟待解決的問題。本文就IRF-2的分子結(jié)構(gòu)、生物學(xué)功能及其在實體腫瘤中的研究進展作一綜述，為腫瘤的治療尋找新靶點。

1 IRF-2的分子結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能

IRF-2位于染色體4q34.1-35.1上，由510個氨基酸組成，相對分子質(zhì)量為1.70×104，具有2個蛋白結(jié)構(gòu)域vRING-HC_IRF2BP1_like和IRF-2BP1_2，與小鼠IRF-2的同源性為93.5%。IRF-1是干擾素家族中首個被發(fā)現(xiàn)的成員，IRF-1和IRF-2以及其他IRFs具有同源性為73%的N端DNA結(jié)合域(DNA binding domain, DBD)。DBD識別與IFN刺激的應(yīng)答元件(IFN-stimulated response element, ISRE)序列相似的DNA。IRF-2的C-末端區(qū)域是一個富含堿性殘基的轉(zhuǎn)錄抑制區(qū)域。IRF的C-末端均包含1個IRF關(guān)聯(lián)域(IRF associate domains, IAD)，但IRF-1和IRF-2除外，它們具有不同的交互域(IAD2)。IAD2中蛋白質(zhì)的相互作用可能決定蛋白質(zhì)復(fù)合物是作為轉(zhuǎn)錄激活因子還是轉(zhuǎn)錄抑制因子發(fā)揮功能，并指定復(fù)合物與ISRE相鄰的DNA序列結(jié)合。與IRF-1相比，IRF-2具有更高的蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和細胞聚集濃度[4-6]。IRF-2 mRNA內(nèi)含有“內(nèi)部核糖體進入位點(internal ribosome entry site, IRES)”原件，以5′帽獨立方式與多嘧啶束結(jié)合蛋白(polypyrimidine tract binding protein, PTB)結(jié)合后啟動翻譯[7]。

IFNs是DNA結(jié)合蛋白，通過與多種干擾素反應(yīng)元件(interferon regulatory factor binding element, IRF-E)結(jié)合來發(fā)揮其轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)活性，包括IFN-α/β的基因、MHC Ι類、TAP1等。IRF-2還作為幾個基因的正調(diào)控因子發(fā)揮作用，如人組蛋白H4、EB病毒編碼核抗原-1(EBNA-1)、鼠血管黏附分子(VCAM-1)等[8]。IRF-2最廣受認(rèn)可的功能是在多種靶細胞中產(chǎn)生抗病毒效應(yīng)。其最初被認(rèn)為拮抗IRF-1，通過競爭IFN基因和干擾素刺激基因(IFN stimulated genes, ISGs)啟動子中的結(jié)合位點，抑制了IRF-1的活性，從而限制IFN的反應(yīng)。而Ren等[9]認(rèn)為IRF-1是強轉(zhuǎn)錄激活劑，IRF-2是弱激活劑，它們在抗病毒調(diào)節(jié)劑-TLR3(toll-like receptor 3)激活的不同階段起作用。宿主細胞因子C2(host cell factor C2, HCFC2)促進IRF-2結(jié)合到TLR3啟動子上，從而促進干擾素調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄，增加對傳染病的敏感性[10]。TRIM14是維甲酸誘導(dǎo)的天然抗病毒免疫所必需的蛋白。IRF-2通過與IRES結(jié)合激活TRIM14啟動子產(chǎn)生抗病毒效應(yīng)[11]。總之，IRF-2不論作為激活因子還是抑制因子，均通過與不同基因啟動子上的IRF-E結(jié)合發(fā)揮作用。

2 IRF-2在腫瘤免疫中的作用

主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ(major histocompatibility complex Ⅱ, MHCⅡ)向CD4+T淋巴細胞遞送外源性抗原肽，致其活化和分化。二類反式激活因子(MHC class Ⅱ transactivator, CIITA)是一種共激活因子，調(diào)節(jié)MHCⅡ轉(zhuǎn)錄，并與細胞核中多種DNA結(jié)合因子相互作用。對CIITA表達的控制決定了對一般抗原提呈能力的控制，并可能控制腫瘤細胞的免疫原性。CIITA由多個啟動子控制，在啟動子Ⅳ上存在IRF-E，通過IFN-γ(Interferon-γ)信號通路介導(dǎo)激活。IRF-2與IRF-1共同占據(jù)IRF-E并協(xié)同激活啟動子Ⅳ[12]。Xi等[13]首次報道在人類胰腺癌中發(fā)現(xiàn)IRF-2突變，并發(fā)現(xiàn)突變體IRF-2無法激活CIITA啟動子進而使IFN-γ誘導(dǎo)的MHCⅡ類分子缺乏，降低腫瘤的免疫原性。提示IRF-2突變可能會影響腫瘤的免疫原性或與其他腫瘤表型相關(guān)。

近年來，細胞焦亡受到醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注，與凋亡形式不同，通過Gasdermin蛋白家族介導(dǎo)細胞發(fā)生程序性壞死。細胞焦亡早期特征為凋亡樣染色質(zhì)凝聚、DNA片段化，隨后出現(xiàn)壞死樣細胞膜孔形成、細胞腫脹和細胞膜破裂，導(dǎo)致細胞內(nèi)容物和促炎介質(zhì)的釋放[14]。在人類單核細胞和巨噬細胞中，Caspase-4組成型表達并參與細胞焦亡。Thygesen等[15]利用全基因組篩查確定IRF-2是人類單核細胞中Caspase-4水平的調(diào)節(jié)因子，直接調(diào)控Caspase-4的表達。而Kayagaki等[16]提出了不同的觀點，認(rèn)為IRF-2誘導(dǎo)巨噬細胞、內(nèi)皮細胞和多種小鼠組織中g(shù)asdermin D蛋白(GSDMD)的表達，從而參與細胞焦亡的過程。不論IRF-2是誘導(dǎo)GSDMD還是Caspase-4，其是細胞焦亡中的重要環(huán)節(jié)，最終使GSDMD裂解寡聚并轉(zhuǎn)移到細胞膜上穿孔，破壞細胞滲透屏障導(dǎo)致細胞焦亡。隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，腫瘤細胞相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)缺陷成為癌癥治療中難以攻克的問題，因此細胞焦亡提示我們可以從非凋亡機制著手進行治療。

3 IRF-2在實體腫瘤中的表達及免疫調(diào)控效應(yīng)

崔曼莉等[17]檢測IRF-2在69例食管鱗狀細胞癌及癌旁組織中的表達，結(jié)果顯示IRF-2在食管鱗狀細胞癌組織中的表達明顯高于癌旁組織。相關(guān)性分析顯示，IRF-2表達與腫瘤分化程度、分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等相關(guān)。IRF-2高表達患者無進展生存期較短，提示IRF-2可能是預(yù)后不良的獨立危險因子。

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是全球男性第二大死亡病因。目前抗PD-L1/PD-1治療HCC有效率較低，實驗發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)PD-L1信號通路可提高免疫檢查點抑制劑的療效。Yan等[18]發(fā)現(xiàn)，IRF-2協(xié)同IRF-1調(diào)節(jié)PD-L1信號通路。分析不同肝臟背景(HBV/HCV)、腫瘤分化程度、TNM分期患者的基因表達，IRF-2與PD-L1呈明顯正相關(guān)。在炎癥腫瘤微環(huán)境中，浸潤T細胞及其他免疫細胞釋放IFN-γ，上調(diào)IRF-1、抑制IRF-2進而增加PD-L1表達。同時，IRF-2過表達會下調(diào)IFN-γ。提示IRF-2為PD-L1信號調(diào)控通路中的重要節(jié)點，對克服PD-1/PD-L1耐藥性具有重要意義。

Chen等[19]的研究結(jié)果顯示，與癌旁正常組織相比，79.0%胃癌患者低表達IRF-2，10.5%胃癌患者高表達IRF-2，10.5%胃癌患者兩者表達一致。另分析其表達與臨床病理特征的相關(guān)性，結(jié)果顯示IRF-2在65歲以下、胃癌位于胃竇且直徑大于5 cm、TNM分期較高的男性患者預(yù)后價值較高。IRF-2高表達組患者的總生存期明顯高于低表達組。上調(diào)IRF-2在胃癌細胞中的表達，可能是提高胃癌免疫治療效果的方法之一。

在H510A和H2291兩個肺癌細胞系中過表達IRF-2，結(jié)果顯示IRF-2的過表達促進肺癌細胞增殖[20]。而董磊等[21]的實驗結(jié)果顯示，IRF-2過表達可抑制Ki-67的表達，抑制A549非小細胞肺癌細胞侵襲和增殖能力，加速癌細胞凋亡。分析產(chǎn)生不同結(jié)果的原因可能與細胞系差異相關(guān)，IRF-2具體在肺癌中的作用有待進一步探討。

骨肉瘤是高度惡性原發(fā)性骨腫瘤，在兒童和青少年中具有較高的發(fā)病率和病死率。骨肉瘤轉(zhuǎn)移率較高，短短幾個月便可發(fā)生肺轉(zhuǎn)移。Lu等[22]檢測IRF-2在人成骨肉瘤MG-63、Saos-2細胞系及正常人胎兒成骨細胞系中的表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IRF-2在骨肉瘤細胞系中較正常成骨細胞系中表達降低。通過遷移實驗進一步證實IRF-2抑制骨肉瘤細胞的侵襲、遷移發(fā)揮腫瘤抑制作用，上游靶點抑制IRF-2表達而促進腫瘤的增殖。

Mei等[23]采用RT-PCR法檢測結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)組織中IRF-2的表達，結(jié)果顯示CRC中IRF-2的表達水平高于癌旁正常組織，且IRF-2表達與遠處轉(zhuǎn)移及術(shù)前癌胚抗原水平相關(guān)，提示IRF-2水平可體現(xiàn)患者預(yù)后水平。IRF-2表達與其他臨床病理特征，如年齡、性別、部位、腫瘤大小、分化、TNM分期等無明顯相關(guān)性。有報道稱IRF-2在CRC肝轉(zhuǎn)移的CD68巨噬細胞中表達。隨著疾病的進展，IRF-2在CRC轉(zhuǎn)移患者肝臟中的表達水平增加。這些結(jié)果表明IRF-2與CRC肝轉(zhuǎn)移分化相關(guān)[24]。在CRC患者中，微衛(wèi)星穩(wěn)定性(microsatellite stable, MSS)占大多數(shù)，其中KRAS致癌突變是其常見致病因素。30%～50%的CRC患者存在KRAS基因突變，并與疾病的侵襲性和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。在KRAS突變的腫瘤區(qū)域IRF-2呈低表達或陰性。IRF-2在KRAS野生型和突變型患者樣本中的表達存在異質(zhì)性，這可能是由于KRAS在空間或表達水平上存在異質(zhì)性或存在額外的調(diào)控機制。在微衛(wèi)星高度不穩(wěn)定性(microsatellite instability-high, MSI-H)CRC中的表達高于MSS CRC，這對MSI-H CRC患者可能是一個潛在的治療方案[25-26]。實驗發(fā)現(xiàn)[27]，CRC衍生的外泌體內(nèi)IRF-2表達增高，轉(zhuǎn)錄激活促進腫瘤相關(guān)巨噬細胞血管內(nèi)皮生長因子C(vascular endothelial growth factor-C, VEGFC)的表達，最終導(dǎo)致前哨淋巴結(jié)中淋巴管生成，為腫瘤轉(zhuǎn)移創(chuàng)造了良好的條件。通過靶向IRF-2的治療策略，可以預(yù)防在外泌體中高表達IRF-2的CRC患者的轉(zhuǎn)移。這種預(yù)防腫瘤轉(zhuǎn)移的干預(yù)措施可能會延長CRC患者的生存期。IRF-2還可通過抑制腫瘤中PD-L1的表達來增強抗腫瘤免疫力，或減少吸引免疫細胞介導(dǎo)抑制抗腫瘤免疫力的趨化因子。因此，IRF-2可作為預(yù)測抗PD-1治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物，KRAS-IRF2軸可增強免疫治療CRC的有效性[28-29]。

急性髓系白血病(acute myeloid leukemia, AML)為成人常見的白血病類型，進展迅速，存活率低。IRF-2基因敲除抑制了AML細胞生長增殖，進一步研究表明IRF-2與Ⅱ型多磷酸肌醇4-磷酸酶(inositol polyphosphate 4-phosphatase type Ⅱ, INPP4B)協(xié)同作用調(diào)節(jié)細胞自噬，抑制腫瘤細胞凋亡[30]。細胞自噬參與多種生物學(xué)過程，并與腫瘤、感染、衰老等有關(guān)[31]。此外，在多發(fā)性骨髓瘤中IRF-2參與骨髓微環(huán)境介導(dǎo)的耐藥作用，通過激活STAT1-IRF2信號通路促進多發(fā)性骨髓瘤細胞的增殖[32]。

4 結(jié)語

IRF-2在多種實體腫瘤中發(fā)揮癌基因作用，與不同靶點結(jié)合發(fā)生腫瘤免疫逃逸，可作為預(yù)后危險因素存在，同時在某些腫瘤中發(fā)揮抑癌作用。另外IRF-2參與細胞焦亡，為治療對常規(guī)化療藥物產(chǎn)生耐藥性的患者提供新思路。目前其具體分子通路不明，且在不同腫瘤中產(chǎn)生的效應(yīng)各異。隨著腫瘤免疫機制研究的深入，IRF-2可為臨床腫瘤的治療帶來更廣闊的前景。