腫瘤組織中B7-H4 分子的表達及調(diào)控研究進展

1、腫瘤組織中B7-H4 分子的表達及調(diào)控研究進展    摘 要：腫瘤是嚴重危害人類健康的惡性疾病，發(fā)病率高，死亡率高，預(yù)后差。B7-H4 是B7 家族中的最新發(fā)現(xiàn)的一個新成員。目前認為B7-H4 能通過抑制T 細胞的增殖、細胞因子分泌和細胞周期的進程來負性調(diào)控T 細胞的免疫應(yīng)答，提高腫瘤組織對T 細胞攻擊的抵抗力，從而使腫瘤細胞最終能逃逸機體的免疫監(jiān)視。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，一些腫瘤細胞呈組成性表達B7-H4。B7-H4 在腫瘤細胞和抗原提呈細胞中可能作用不同，表達調(diào)控因素也不同。其在細胞內(nèi)相關(guān)信號通路尚待深入研究，深入地研究B7-H4 的信號傳導(dǎo)及涉及分子將有助于揭

2、示其確切作用機制。本文將腫瘤組織中B7-H4 分子的表達及調(diào)控研究進展作一綜述。關(guān)鍵詞：B7-H4；協(xié)同刺激分子；研究進展；綜述中圖分類號：R73腫瘤是嚴重危害人類健康的惡性疾病，發(fā)病率高，死亡率高，預(yù)后差。目前認為，腫瘤的發(fā)生是一個多基因、多步驟、多途徑的過程。大量的研究證明免疫功能失調(diào)，特別是T細胞免疫功能失常，使腫瘤細胞在早期發(fā)生能夠逃逸免疫監(jiān)控和免疫攻擊，從而發(fā)展至臨床階段。因此，研究與掌握機體免疫功能在腫瘤發(fā)生過程中的失控失調(diào)具有特別重要的意義。在機體腫瘤免疫中,T 淋巴細胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)發(fā)揮著重要的作用。T 淋巴細胞活化及抗原特異性T 細胞免疫應(yīng)答的產(chǎn)生及維持至少需要兩個信號，即M

3、HC肽復(fù)合物提供的特異性信號以及由APC 表面分子提供的共刺激信號1。共刺激信號路徑不僅提供增強和維持T細胞應(yīng)答的關(guān)鍵的正性第二信號，而且也提供了下調(diào)T 細胞應(yīng)答的關(guān)鍵的負性第二信號。隨著T 細胞活化信號傳導(dǎo)途徑研究的不斷深入，與B7 分子有關(guān)的共刺激通路及抑制通路在感染性疾病、自身免疫性疾病、腫瘤和移植排斥反應(yīng)中的作用越來越受到人們的關(guān)注2。目前報道發(fā)現(xiàn)的B7 分子共7 種，均屬于免疫球蛋白超家族（IgSF）。成熟的B7 分子皆為單鏈糖蛋白，I 型跨膜蛋白，有20左右的相同氨基酸；集中分布在膜外的IgV 樣和IgC樣結(jié)構(gòu)域，組成維持該結(jié)構(gòu)域穩(wěn)定的二硫鍵的4 個半胱氨酸殘基，在所有B7 分子中

4、都是保守的。所有B7 分子細胞外結(jié)構(gòu)具有很大的同源性，而胞內(nèi)部分則具很大差異。對B7 分子家族進行系統(tǒng)發(fā)育學(xué)比較，將B7 家族分為三組：I 組包括B7-1，B7-2，和B7-H2；II 組包括B7-H1（PD-L1）和B7-DC（PD-L2）；III 組包括B7-H3 和B7-H43。1B7-H4 分子的發(fā)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)特征B7-H4 (又稱B7S1 和B7x) 是B7 家族中的最新發(fā)現(xiàn)的一個新成員3，4，5 ,它能通過抑制T 細胞的增殖、細胞因子和細胞周期的進程來負性調(diào)控T 細胞的免疫應(yīng)答。2003 年,Chen 等三個實驗室利用生物信息學(xué)的方法相繼發(fā)現(xiàn)了B7-H4 分子這個B7 家族新成員。人B

5、7-H4 的cDNA 長約1.8kb ,位于人的染色體1p11.1,在基因組上跨越66Kbp，含有6 個外顯子和5 個內(nèi)含子。第6 個外顯子存在兩種可變剪切形式,由此產(chǎn)生兩種不同的剪切本。此外,在人染色體20p11.1 有一個假基因(pseudo gene) ,它在編碼區(qū)僅含有一個外顯子和兩個終止密碼子且與編碼B7-H4 的cDNA 在核酸水平的相似性高達94%。兩者之間在序列上的差異主要在IgV 和IgC 區(qū)。兩個終止密碼子分別位于第21 位和540 位,這兩個點分別為信號肽區(qū)和跨膜區(qū)的外側(cè),它們將阻止全長B7-H4 蛋白的合成。最近的報道所述能表達的假基因在調(diào)控與它同源的編碼基因mRNA

6、的穩(wěn)定性上起著重要的作用6。序列分析表- 2 -明,B7-H4 的開放讀碼框(ORF) 部分由849 個堿基對組成,編碼一個具有282 個氨基酸的蛋白。B7-H4 蛋白由信號肽區(qū)、一對VC 免疫球蛋白胞外段、跨膜區(qū)和胞漿區(qū)組成,屬型跨膜糖蛋白,通過GPI 鉚定于細胞膜。B7-H4 表達在專職APC 和廣泛分布在非淋巴組織上，RT-PCR 顯示，在所有鼠組織中均檢測到mRNA4。B7-H4 的mRNA 廣泛的分布于正常組織，然而用B7-H4 的特異性單抗(hH4)進行免疫組化分析，在多數(shù)正常人體外周組織未見陽性結(jié)果。流式細胞術(shù)(FACS)分析示，新鮮分離的T 細胞、B 細胞、單核細胞、DC 表面

7、無B7-H4 表達，但在體外刺激后，能被誘導(dǎo)表達4，5。2B7-H4 在腫瘤組織中的表達業(yè)已發(fā)現(xiàn),一些腫瘤細胞也呈組成性表達B7-H4。Kimberly C 等7用免疫組織化學(xué)的方法在乳腺正常組織、良性病變、潛在惡性病變、原位癌、浸潤性癌組織中檢測B7-H4 陽性細胞的比例，發(fā)現(xiàn)B7-H4 表達的比例和強度逐漸增加，并且浸潤性導(dǎo)管癌中B7-H4 陽性細胞的高表達和腫瘤浸潤淋巴細胞數(shù)目的減少緊密相關(guān)，提示它們的過度表達可能參與腫瘤的免疫逃逸。Barbara T 等8的研究也發(fā)現(xiàn)了乳腺癌中幾乎普遍存在的B7-H4 的表達，不依賴腫瘤等級和分期，提示這種蛋白在腫瘤生物學(xué)方面起著關(guān)鍵性的作用。Susa

8、na S 等9發(fā)現(xiàn)B7-H4mRNA和蛋白在嚴重的卵巢癌和乳腺癌中過度表達而在正常組織中極少或無表達。很少內(nèi)源性表達B7-H4 的卵巢癌細胞株中B7-H4 過度表達增加了SCID小鼠腫瘤的形成。B7-H4 在大多數(shù)乳腺癌和卵巢癌的功能性活動的過度表達，提示其可能是介入治療的新靶點。Ilona K 等10認為B7-H4 陽性腫瘤巨噬細胞成為卵巢癌中一種新的抑制性細胞群。阻斷B7-H4 或者減少B7-H4 陽性腫瘤巨噬細胞可能是加強T 細胞腫瘤免疫治療癌癥的一種新策略。后來他們測量了103 例卵巢癌患者腫瘤和腫瘤相關(guān)巨噬細胞中B7-H4的表達，他們觀察到腫瘤組織中巨噬細胞中B7-H4 表達的強度和

9、T 細胞數(shù)目顯著相關(guān)。并且T 細胞和巨噬細胞B7-H4，而不是腫瘤B7-H4，和患者預(yù)后呈負相關(guān)11。Iris S 等12人對在同一樣品測量的B7-H4 和CA125 作多變量對數(shù)回歸分析終成曲線下面積為0.86，比其中任一個標(biāo)記物的曲線下面積要高。在早期患者，靈敏度97%，特異度從單一CA125 的52%到聯(lián)合B7-H4 的65%。他們推斷B7-H4 是一種有希望的新的生物標(biāo)記物。他們后來的研究同樣提示B7-H4 在正常卵巢和良性腫瘤中低表達但是早半期和三分之二晚期癌癥過度表達B7-H4。這些結(jié)果符合先前的調(diào)查研究資料，并且支持進一步的B7-H4 單獨或者結(jié)合CA125在早期卵巢癌診斷的研究

10、13。Takashi M 等14的研究顯示B7-H4 染色的比例和強度隨著正常、增生和惡性子宮內(nèi)膜腺粘膜增加。B7-H4 在正常和增生的組織中染色主要顯示在膜頂點上，而在子宮內(nèi)膜樣癌則在膜和胞質(zhì)上顯示為強烈的圓周狀。同樣地，高風(fēng)險腫瘤B7-H4 陽性腫瘤細胞比例和染色強度要比低風(fēng)險腫瘤要高。B7-H4 陽性腫瘤細胞的比例和CD3+、CD8+腫瘤相關(guān)淋巴細胞的數(shù)目負相關(guān)。B7-H4 染色強度和CD3+、CD8+腫瘤浸潤淋巴細胞數(shù)目存在正相關(guān)。B7-H4在增生和惡性子宮內(nèi)膜上皮組織中過度表達，與腫瘤相關(guān)T 細胞的數(shù)目有關(guān)。這些結(jié)果提示B7-H4 的過度表達可能反映進一步的侵襲性生物學(xué)行為，并且在可

11、能在腫瘤免疫中起著重要的作用。Chen Y 等15用免疫組織學(xué)染色的方法揭示B7-H4 在嚴重的管狀上皮細胞損害的切片中- 3 -顯著表達，且B7-H4 表達和血清肌酸酐、血清尿素氮濃度、24 小時各種腎病蛋白尿的水平?jīng)]有關(guān)系。在體外實驗中，混合淋巴細胞反應(yīng)顯示管狀上皮細胞相關(guān)B7-H4 促進IL-2 和干擾素- 的產(chǎn)生和T 細胞的增殖。當(dāng)C10 和B7-H4 轉(zhuǎn)基因鼠管狀上皮細胞混合培養(yǎng)，C10、T細胞雜交瘤分泌的IL-2 增加，3M-1 分泌型管狀上皮細胞存在雞蛋溶菌酶抗原。他們的研究結(jié)果清楚地顯示管狀上皮細胞相關(guān)B7-H4 能誘導(dǎo)T 細胞激活，他們認為B7-H4 是加速管狀上皮細胞損害的

12、可能的刺激因子。Amy E 等16記錄到59.1%腎細胞癌樣本表達B7-H4 染色，腫瘤細胞B7-H4 表達與不利的臨床和病理特征對應(yīng)，包括全身癥狀、腫瘤壞死、腫瘤大小、時期、等級。表達B7-H4 的腫瘤患者因腎細胞癌致死的可能性是缺乏B7-H4 表達的腫瘤患者的三倍。他們推斷B7-H4 是潛在的有意義的判斷腎細胞癌患者預(yù)后的標(biāo)記物，B7-H4 代表促進免疫治療腎細胞癌腫瘤細胞和新血管系統(tǒng)的攻擊靶點。同時表達B7-H4 和B7-H1 的腎細胞癌患者因腎細胞癌致死的風(fēng)險將會更大。Vincenzo F 等17同樣認為B7-H4 可能是評估腎細胞癌預(yù)后準(zhǔn)確度有價值的實驗室指標(biāo)。Nida S 等18發(fā)

13、現(xiàn)B7-H4 比p53 更常見的表達在PDA 上。盡管異常表達也在良性或者正常細胞中出現(xiàn)，但這兩個標(biāo)記和不同的細胞組分對應(yīng)，證明在切除和EUS-FNA 標(biāo)本中檢測PDA 有潛在的診斷幫助。Sun Y 等19發(fā)現(xiàn)43%的非小細胞肺癌樣品中表達B7-H4。表達B7-H3 或者B7-H4 腫瘤組織中浸潤型T 細胞的數(shù)目比不表達的少得多。有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶的病例中B7-H3 或者B7-H4 的高表達更為常見。這些結(jié)果顯示B7-H3 和B7-H4 在非小細胞肺癌患者中免疫功能缺陷和腫瘤進展中有重要作用。B7-H3 和B7-H4 可能是診斷和（或）治療非小細胞肺癌的重要的靶點。Yao Y 等20發(fā)現(xiàn)B7-H4

14、 在培養(yǎng)的神經(jīng)膠質(zhì)瘤和成神經(jīng)管細胞瘤細胞中表達。雙染法表明B7-H4 主要限制不分裂的腫瘤細胞。他們還發(fā)現(xiàn)B7-H4 在CD133+細胞中表達，CD133+和CD133-細胞在SCID 鼠活體內(nèi)都是致瘤細胞，與CD133-細胞(誘導(dǎo)型惡性膠質(zhì)瘤)比較，CD133+細胞(原發(fā)惡性膠質(zhì)瘤)顯示出更高的增殖指數(shù)。由CD133+或CD133-細胞異種移植來的中級神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞同樣表達B7-H4。另外，HyunkeunS 等21發(fā)現(xiàn)感染EBV 的B 細胞B7-H4 的表達增強了，并且觸發(fā)了誘導(dǎo)EBV 轉(zhuǎn)化的B 細胞的凋亡的分子。B7-H4 最初的銜接增加了胞內(nèi)ROS 的水平，ROS 誘導(dǎo)了FasL 的表

15、達。B7-H4其后的銜接刺激了Fas 介導(dǎo)的和半胱天冬酶依賴的凋亡反應(yīng)，和細胞色素C、AIF有關(guān)，EndoG從EBV 轉(zhuǎn)化的B 細胞的線粒體中釋放。這些結(jié)果顯示B7-H4 可能是治療EBV 相關(guān)惡性腫瘤疾病的潛在的治療靶點。3B7-H4 對T 細胞功能的調(diào)節(jié)作用及其可能機制Gabriel L 等22給予鼠B7-H4 抗原使抗原特異性T 細胞反應(yīng)損害，然而通過特異的單克隆抗體封閉內(nèi)源性B7-H4 能夠促進T 細胞反應(yīng)。由此推斷B7-H4 可能參與了周緣組織細胞        免疫的負向調(diào)控。Suh WK 等也得出類似

16、的結(jié)論，其研究結(jié)果顯示B7-H4 是一種復(fù)雜的共同細調(diào)T 細胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)機制的負性調(diào)節(jié)分子23，24。Sica 等人在加入抗CD3mAb 和B7-H4 Ig 的T 細胞培養(yǎng)體系中,早期加入B7-H4 Ig 顯示出更強烈的T 細胞增殖和IL-2 分泌的抑制作用。進一步分析發(fā)現(xiàn),B7-H4 Ig 能夠抑制B7-1介導(dǎo)的T 細胞分泌IL-2 , IL-4 , IL-10 和IFN-。這些研究證實,B7-H4 誘導(dǎo)的T 細胞增殖和IL-2 分泌的抑制效應(yīng)僅能部分被CD28 信號所逆轉(zhuǎn)4?？笲7-H4 封閉抗體可促進T 細胞增殖和IL-2 的分泌25。Zang 等3證實細胞表面表達的B7-H4 可以抑

17、制T 細胞反應(yīng)，使T 細胞的細胞周期停滯在G0/G1 期，但它對T 細胞促凋亡作用卻很小3，4。Dawei O 等26初步的- 4 -研究顯示B7-H4 Ig 能抑制由抗CD3 抗體激活的殺傷細胞誘導(dǎo)活化的CD4+CD8+T 細胞的增殖,阻止T 細胞在細胞周期G0/G1 的進展并且誘導(dǎo)細胞凋亡,結(jié)合了B7-H4 Ig 的 細胞抑制T細胞向定向 細胞轉(zhuǎn)化。Susana S 等9的研究表明，B7-H4 分子的過度表達可以促進上皮細胞的惡性轉(zhuǎn)化，促進在SCID 中卵巢癌的形成，保護表皮細胞免于失巢凋亡，siRNA 介導(dǎo)的B7-H4 敲除增加了半胱天冬酶的活性和凋亡。在GVHD 模型中，B7-H4Ig

18、 可以有效抑制CTL 的增殖、分化和成熟，從而延長小鼠的壽命，表明內(nèi)源性B7-H4 在抑制細胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)中的作用4。阻斷B7-H4 也導(dǎo)致T 細胞依賴性免疫反應(yīng)增強和加重實驗性自身免疫腦脊髓炎4，5。此外亦有實驗室培育并鑒定出B7-H4 基因敲除小鼠，實驗證明：該小鼠在抵抗感染時可產(chǎn)生強烈的Th1反應(yīng)并產(chǎn)生大量IFN-23。至今B7-H4 作用的確切機制尚不明確，有學(xué)者認為，B7-H4 對T 細胞增殖的抑制可能是通過IL-2 依賴的機制。這可表現(xiàn)在外源性IL-2 能逆轉(zhuǎn)B7-H4Ig 誘導(dǎo)的增殖抑制作用。已有的研究發(fā)現(xiàn)活化的T 細胞在B7-H4 的作用下,JunB 分子呈明確下調(diào)表達4。J

19、unB 分子的作用之一是在T 細胞活化后誘導(dǎo)調(diào)節(jié)IL-2 的轉(zhuǎn)錄水平。有意思的是,B7-H4 具有選擇性的阻斷某一途徑的作用。4B7-H4 的調(diào)控因素B7-H4 表達的調(diào)控只在人類系統(tǒng)中被研究。目前認為，在單核細胞、巨噬細胞和來自骨髓的樹突狀細胞中，IL-6 和IL-10 能刺激B7-H4 表達，GM-CSF 和IL-4 能降低B7-H4 表達。相比對B7-H1 表達的誘導(dǎo)作用，干擾素對B7-H4 表達的誘導(dǎo)作用較為微弱21。在人卵巢癌中，腫瘤相關(guān)T 細胞促使巨噬細胞分泌IL-6 和IL-10，然后這些細胞因子通過自分泌和（或）旁分泌的形式刺激抗原提呈細胞B7-H4 表達11。高濃度的IL-6

20、 和IL-10，而非GM-CSF 和IL-4，在卵巢腫瘤微環(huán)境中被檢測到。因此，腫瘤微環(huán)境中這些異常的細胞因子網(wǎng)絡(luò)促使抗原提呈細胞表達B7-H4。有意思的是，在腫瘤細胞中，IL-4，IL-6，IL-10 和GM-CSF 對B7-H4表達沒有調(diào)節(jié)作用。這些暗示B7-H4 在腫瘤細胞和抗原提呈細胞中可能作用不同，表達調(diào)控因素也不同10，11。深入地研究B7-H4 的信號傳導(dǎo)及涉及分子將有助于揭示其確切作用機制。5展望近幾十年來，腫瘤的治療已經(jīng)取得了很大的進展，早已不局限于傳統(tǒng)的手術(shù)治療、放療和化療，隨著腫瘤的分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)的發(fā)展，腫瘤的生物治療已經(jīng)顯示出良好的發(fā)展前景，成為治療的第四種模

21、式。腫瘤的生物治療研究主要包括腫瘤免疫治療和腫瘤基因治療。前者主要包括腫瘤的細胞因子治療、腫瘤疫苗和腫瘤靶向治療，是腫瘤生物治療的基礎(chǔ)，也是目前研究最多的；后者是腫瘤生物治療的方向。B7-H4 作為腫瘤免疫反應(yīng)中主要的協(xié)同刺激分子，了解其生物活性及功能對研究和防治腫瘤有重要意義。- 5 -參考文獻1 Viglietta V, Khoury SJ. Modulating co-stimulation. Neurotherapeutics, 2007, 4:666-675.2 Ward RC, Kaufman HL. Targeting costimulatory pathways for tum

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