《Cell》：腫瘤壞死因子新發現

來自德州大學安德森癌癥和腫瘤中心（M.D. Anderson Cancer Center）癌癥和腫瘤生物學系的研究人員發現TNF-α可以作為連接炎癥和癌癥病理學的一個調控關聯子，剖析了這一途徑中的分子與細胞機制，證明這一途徑是炎癥介導的腫瘤血管新生過程中的一個關鍵途徑，并且也許可以作為人類癌癥臨床干涉的一個靶標。這一研究成果公布在新鮮出爐的《Cell》雜志上。

腫瘤壞死因子-α(TNF-α)是一種主要由單核-吞噬細胞產生的單核因子，不僅具有選擇性地殺傷某些腫瘤細胞，而且有多種免疫調節作用。

1975年Carswell等發現接種BCG的小鼠注射LPS后，血清中含有一種能殺傷某些腫瘤細胞或使體內腫瘤組織發生血壞死的因子，稱為腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor,TNF)。1985年Shalaby把巨噬細胞產生的TNF命名為TNF-α，把T淋巴細胞產生的淋巴毒素（lymphotoxin,LT)命名為TNF-β。TNF-α又稱惡質素。

TNF-α是一種單核因子，主要由單核細胞和巨噬細胞產生，LPS是較強的刺激劑。IFN-γ、M-CSF、GM-CSF對單核細胞/巨噬細胞產生TNF-α有刺激作用，而PGE則有抑制作用。前單核細胞系U937、前髓細胞系HL-60在PMA刺激下可產生較高水平的TNF-α。T淋巴細胞、T細胞雜交瘤、T淋巴樣細胞系以NK細胞等在PMA刺激下也可分泌TNF-α。SAC、PMA、抗IgM可刺激正常B細胞產生TNF-α。此外，中性粒細胞、LAK、星狀細胞、內皮細胞、平滑肌細胞亦可產生TNF-α。

人的TNF-α基因長約2.76kb，小鼠為2.78kb，結構非常相似，均由4個外顯子和3個內含子組成，與MHC基因群密切連鎖，分別定位于第6對和第17對染色體上。1984年從HL-60、U937等細胞中克隆成功rHu TNF-α cDNA，并在大腸桿菌中獲得高表達。 人TNF-α前體由233個氨基酸殘基組成，含76個氨基酸殘基的信號肽，切除信號肽后成熟型TNF-α為157氨基酸殘基，非糖基化，第69位和101位兩個半形成分子內二硫鍵。rHu TNF-α分子量為17kDa。小鼠TNF-α前體為235氨基酸殘基，信號肽79氨基酸殘基，成熟的小鼠TNF-α（rMuTNF-α）分子量為17kDa，由156個氨基酸殘基組成，第69位和100位兩個形成分子內二硫鍵，有一個糖基化點，但糖基化不影響其生物學功能。rHu TNF-α與rMu TNF-α有79%氨基酸組成同源性，TNF-α的生物學作用似無明顯的種屬特異性。最近有人報道通過基因工程技術表達了N端少2個氨基酸（Val、Arg）的155氨基酸人TNF-α，具有更好的生物學活性和抗腫瘤效應。此外，還有用基因工程方法，將TNF-α分子氨基端7個氨基酸殘基缺失，再將8Pro、9Ser和10Asp改為8Arg、9Lys和10Arg，或者再同時將157Leu改為157Phe，改構后的TNF-α比天比天然TNF體外殺傷L929細胞的活性增加1000倍左右，在體內腫瘤出血壞死效應也明顯增加。TNF-α和β發揮生物學效應的天然形式是同源的三聚體。

近期研究發現TNF-α可以作為連接炎癥和癌癥病理學的一個調控關聯子，但是其中具體的細胞和分子機制至今并不清楚。

在這篇文章中，研究人員發現TNF-α信號途徑中一個主要的下游激酶：IKKβ與TSC1相互作用并在Ser487和Ser511位置上進行了磷酸化，從而導致TSC1的抑制。這一IKKβ介導TSC1抑制的過程又激活了mTOR途徑，加強了血管新生，最后引起腫瘤的生長。

進一步研究發現激活了的IKKβ的表達與TSC1的Ser511磷酸化相互作用，也與多腫瘤類型VEGF產物相互作用。這一發現證明這一途徑是炎癥介導的腫瘤血管新生過程中的一個關鍵途徑，并且也許可以作為人類癌癥臨床干涉的一個靶標。