肿瘤坏死因子及其抑制剂

肿瘤坏死因子及其抑制剂 3 王 鼎 许家喜( )北京大学化学与分子工程学院, 北京 100871 关键词 肿瘤坏死因子 抑制剂 寄生虫、细菌以及病毒感染和肿瘤疾患 70, 80kD 之间的 p 75 TN FR。这两种受体均 均严重影响患者的新陈代谢, 损害患者体内 为具有跨膜疏水区的糖蛋白, 在大多数细胞 自动调节机制。 这种由外界刺激引起的体内 面 都 有 表 达, 只 是 表 达 数 量 有 所 不 同 生化反应, 大多是受寄主分泌的细胞因子调TN F 2Α与受体结合后, 可以激活一系列酶来 水解磷脂 酰胆碱和鞘磷脂, 产生两种重要的 控的。 细胞因子是一类具有多种生理活性的 蛋白质。 第二信使—— 二酰基甘油和 2脂酰基鞘氨 N 1. 肿瘤坏死因子及其作用 醇, 它们将 TN F 2Α携带的生理信息从细胞膜 () 肿 瘤坏死因子 是一类重要的细外 传 递 到 核 膜 内, 激 活 相 关 基 因 的 转 录 过 TN F 3 , 可以调节炎症反应, 也称为致炎因子 胞因子 程。 (()2。寄生虫 如利什 P ro im f lamm a to ry fac to rTN F 2Α的多种生理功能中, 肿瘤坏死 在 )( )因子对于由革兰氏阴性菌诱发的内毒性休克 曼 原虫、细菌 如革兰氏阴性菌、有机分子 () ( 如脂多糖以及其它细胞因子 如白介素和起了重要的内分泌调节作用, 导致患者体内 1 ) 干扰素都可以诱发 的合成与分泌。 TN F 能源物质如脂肪和蛋白质的急剧分解, 使患 主要由受刺激的单核细胞、细胞 和细TN F T 者 体重迅速下降, 进入恶液质状 态。 此 外, 胞分裂素激活的 细胞分泌。细胞先合 成 B TN F 2Α还可以促进胶原酶和前列腺素的分 分 子 量 26的 跨 膜 型 2, 又 称 kD TN F ΑTN 2前体。人类的跨膜型 2含有 233 泌, 使骨细胞、软骨细胞和成纤维细胞水解胶 F ΑTN F Α个 酶 氨基酸残基。 在一种或几种基质金属蛋白 原基质, 诱发类风湿性关节炎、骨关节炎及其 () 的作用下, 前体蛋白从 76277 位的 M M P A 1 它关节疾患。2处断裂, 后 157 个氨基酸残基形成 分laV a l 总之, 适量的 TN F 2Α能够激活患者的免 子量为 17的游离型 2, 前 76 肽含 有kD TN F Α 疫系统, 增强免疫力, 但过量的 TN F 2Α分泌 一个疏水区, 2前体正是通过该疏水 区TN F Α 结合在细胞膜上的。2的两种存在形 TN F Α式往往造成对其它组织的损伤。 对于一些慢性 型 决定了其生理活性的不同表现形式, 游离 病, TN F 2Α诱发的恶病体质可导致患者生命 2与全身性免疫反应有关, 而跨膜型 TN F ΑTN 力 的衰竭。 如果发现有效的抑制剂来调节 2 2导致了寄主身体局部的炎症反应。 F ΑTN TN F 2Α生理活性的表达, 则可减轻或免除患 2作为一种蛋白质类激素, 能够和 F Α细胞表 者的痛苦, 延长其生命。此外, TN F 2Α在肿瘤 量 面的两种受体结合, 一种受体是分子 55的 另一种是 分 子 量 在55 , kD p TN FR 治疗 中 也 有 很 大 潜 力。 早 在 1880 年, 医 师 Co ley 就发现一些癌症病人在感染了链球菌 或沙雷氏菌之后, 肿瘤发生了出血性坏死的 现象。他对这一现象进行了研究, 并将这种特 殊细菌的溶胞产物——Co ley 毒素应用于临 3 联系人床。 直到 1934 年, 在现代化疗与放疗技术出 , 这种方法一直是治疗癌症的有效措 现之前变, 而是降低了 TN F 2Αm RN A 在细胞中的 2 水平。相反, 并不影响 2和 21 的 施。A do TN F ΑIL 水平, 这说明 在 转 录 后 过 程 中 80 年代左右, 人们发现并纯化了 2m RN A A do TN F 起作用。和通过不同的机 201112 , 它具有抗肿瘤活性, 输入体内后对肿瘤病 A do M DL Α 制抑制 2的合成。 虽然目前不能排除 灶有一定靶向性。 虽然 是一种抗肿瘤TN F ΑTN F 作用很强的细胞因子, 但体内注射后副作用的抑制机制与转录后有关, 但至 201112 M DL 少 已 经 知 道, 201112 可 以 通 过 抑 制 很强, 因此研究它的抑制剂以控制其疗效。M DL 的转录来抑制 2的合成。 RN A TN F Α 2. 抑制剂TNF 2. 1. 3 其它抑制剂。 2. 1 作用在基因转录和转录后的抑制剂 ( 地塞 米 松 2氟 甲 去 氢 氢 2. 1. 1 dex am e th a so n e黄嘌 呤 及 其 衍 生 物 可 以 抑 制 TN F 4) 化可的松既可以抑制转录过程, 又可以抑制 基因的转录6 等检测了六种带有不同侧链的 Geb e r t ( ) 转录后过程。 水飞蓟素 是从蓟 silym a r in 黄嘌呤衍生物, 发现它们可以抑制 磷 cAM P 的乳汁中提取的一种类黄酮抗氧化剂, 它可 ( ) ( 酸 二 酯 酶 的 活 性 由 58ƒPD E IC 50 Λ m o lL 7 以抑制 的合成。TN F m RN A Su lfa sa lazin e) 至 225 ƒ其中五种衍生物均可抑制 , Λm o lL 2的合成, 而且对 的抑制趋势和 为由 52氨基水杨酸和磺胺吡啶通过偶氮键 TN F ΑPD E 对 合成的抑制趋势基本一致。 很可能 TN F 相连的产物, 它对 2的抑制包括三个层TN F Α 黄嘌呤类化合物通过对 的抑制而抑制 PD E 降 低 : 次与 游 离 型 TN F 2Α 竞 争 性 结 合; 基因转录。TN F 8 2水平; 抑制 2的释放。 TN F Αm RN A TN F Α 2. 2 作用在翻译后的抑制剂 翻译后步骤, 常常特指蛋白质前体的加 ( ) 工过程。 前体 跨膜型 需要加工 TN F TN F 去除氨端 76 个氨基酸残基, 才能成为游离型 进入循环系统。80 年代末, 人们认为这 , TN F 一加工过程依赖于丝氨酸蛋白水解酶; 到了 90 年代, 人们知道参与 加工过程的酶 TN F 是一种或几种基质金属蛋白酶, 但是还不了 解该酶的结构。1997 年, 等发现了一种 B lack 新的特异性催化 前体水解的金属蛋白 TN F 图 1 ( 酶, 命名为 转化酶 2TN F TN F Α co n ve r t in g 2. 1. 2 腺嘌呤及其类似物抑制 TN F 合成 ) , , 并测定了其氨基酸序列。同 en zym eTA C E 5年,等克隆了 的基因。M o ss TA C E 的机制(基 质 金 属 蛋 白 酶 m a r t ix m e ta llop ro 2 ( )腺 苷 及 其 结 构 类 似 物 A do ) , 简称 是很多酶的总称, 我 们 te in a seM M P M DL 201112 可以调节免疫细胞和发炎细胞 常常提到的胶原酶和明胶酶都属于家 M M P 的活性。等发现, 对于激活的鼠类腹 P a rm e ly 族。在这一家族中, 除了 之外, 还有一 TA C E ()些 酶, 如 胶 原 酶 1 21 、明 胶 酶 M M P A 膜 巨 噬 细 胞 和 类 巨 噬 细 胞 系 以 及774 J ( )( ) 22 、 明 胶 酶 29 、M M P b M M P 2264、和 能够抑制其201112 RAW A do M DL () ( 23和21 S t rom e ly sin M M P M a t r ily sin M M P 的合成, 但并不影响 21 的分泌。在用 TN F IL ) 7 , 都 可 以 催 化 2水 解。 用 已 发 现 的TN F Α 脂 多 糖 和 干 扰 素 激 活 的 细 胞 系 和774 Χ J 2264 中, 201112 能够选择性抑制 RAW M DL 稳定态 2的表达。 这种抑制作 TN F Αm RN A 用 不 能 归 结 为 2稳 定 性 的 改TN F Αm RN A M M P 抑制剂来检测 TN F 2Α分泌的受抑制 状况, 发现不少 抑制剂确实能抑制细 M M P 胞 对 2的 分 泌, 这 对 设 计 合 成 新 的 TN F Α 2的抑制剂将有一定的指导作用。TN F Α 2. 2. 1 (天然的抑制剂 M M P T IM P T issu e 9) in h ib ito r o f m e ta llop ro te in a se 目前至 少 发 现 了 3 种 。 21T IM PT IM P 是一种分子量 28. 5的糖蛋白, 在体外可 kD 图 2 以抑制羊膜的浸润, 在体内可以抑制动物模 都有游离羟基, 此羟基可以来自羟胺、羧酸或 转 型中肿瘤的转移, 如果用它的反义 RN A 2+膦酸, 羟基可与金属蛋白酶活性中心的 Zn 染鼠 33 细胞, 可使 21 表达下降, 其 T T IM P 络合, 起抑制活性的作用; 第三, 它们抑制的 结果是可以明显增加细胞的浸润能力和形成 特异性还与手性密切相关。 如化合物 HON 转移瘤的能力。 22 是含有 192 个氨基T IM P ( ( ) 2222有 ,H CO CH 2CH iB u CO L T rp N HM e R 酸残基、分子量 21的非糖蛋白, 同样可以 kD )() () 、, 两种异构体, 其中 , 异构体可 S SSR S抑制体外实验中肿瘤细胞的浸润以及体内实 以有效抑制人皮肤成纤维细胞胶原酶的活 验中肿瘤的转移, 如使 22 在具有浸润 T IM P () 性, 而 , 异构体的抑制活性差得多。 SS转移性 转化的鼠胚胎纤维母细胞中过量ra s 2. 3 作用在受体结合步骤的抑制剂 表达, 则可抑制这种细胞经裸鼠静脉注入后() 目 前, 肿瘤坏死因子受体 家族 TN FR 的肺肿瘤转移。 23 是从鸡体内分离得 T IM P 已经发现了 12 个成员, 相关蛋白有四种。 对 到的, 关于它的研究还刚刚开始。 TN F 信号传递过程的研究也在逐步深入。在 10 2. 2. 2 前体激活抑制剂M M P 临床上, 采用免疫学的方法抑制 TN F 生理 的激活过程是将前体氨端 M M P M M P (活性的表达, 制备了一些抗 抗体 TN F an t i的近 80 个氨基酸残基除去, 这一区域中含有 )。等对败血性休克 TN F an t ibo dyA b rah am 在 家 族 中 高 度 保 守 的 序 列 M M P PR C GX 2的广泛临床实践证明, 目前, 大多数抗 TN F 该序列中的半胱氨酸残基与酶活性中 , PDV 抗体只有在患者患病之前或受感染后几小时 2+ 心的 结合, 从而维持了的前体形Zn M M P 内施用, 才有明显疗效。 式。 人们模拟这一起着自我抑制作用的多肽展望 3. 片段, 合成了一系列多肽类抑制剂。研 M M P 究表明, 这类多肽可以抑制人纤维肉瘤、乳腺 目前研究 TN F 生理活性抑制剂的热点 癌及恶性黑色素瘤 80% 以上细胞外基质浸 在 TA C E 抑制剂。 发展有效的 TA C E 抑制 润。 然而, 尽管这类抑制剂有效且特异性好, 剂, 在不影响跨膜型 TN F 活性的同时, 抑制 但体内半衰期极短, 故其临床应用受到限制。游离型 TN F 的加工分泌, 将具有重要的应 2. 2. 3 底物的类似物M M P 用前景。 这类抑制剂为人工合成的小分子 M M P 参 考 文 献 量的胶原底物的类似物, 在体内易于弥散而 不易降解, 适合临床应用。这类抑制剂在结构1. Sh e r ry B et a l. J C el l B iol, 1988, 107: 1269 11 2. K r ieg le r M et a l. C el l, 1988, 53: 45 上具有共性如图 2。 . , 1994, 126: 53. K ro nk e M et a lJ C el l B iol 首先, 它们都是肽类化合物, 有二到三肽 . , 1993, 78: 5204. E nd re s S et a lIm m u nology 的基本骨架, 可以和金属蛋白酶结合; 其次, . , 1993, 151: 389P a rm e ly M J 5. et a lJ Im m u nol 白介素 10 的临床应用研究 言 慧 黄树其 ( )解放军广州医学高等专科学校, 广州 510315 ( ) 关键词 白介素 210临床应用 IL 1 1989 年, F io ren t io 等 发 现 T h 2 细 胞 分 状细 胞, 促 进 其 分 化 为 成 熟 的 巨 噬 细 胞。 () 3抑制 细胞的活性。210 并不直接作 N K IL 泌一种能抑制 细胞功能的未知因子, 称 1 T h 用于 细胞, 而是抑制 2产生。2N K IFN ΧIFN Χ (为细胞因子合成抑制因子 cy to k in e syn th e2 对 细 胞 增 殖 活 化 具 有 正 向 调 节 作 用。 N K ) 。等发现, sis in h ib ito ry fac to rC S IF M oo re () 4抑制 细胞的凋亡。 从外周血单个核细 T () () 与 病毒 中 21 基因编 胞 中分离出 细胞, 在培养液中加 C S IF EB EBV B CR F PBM C T 入 210 可减少细胞凋亡。 该种作用仍需进 IL 码的蛋白质有广泛同源性, 且不同于其它已 () 一步证实。5抑制反应性氮氧化物的产生。 知的序列, 能抑制 细胞合成细胞因子,1 T h 反应性氮氧化物对细胞内代谢产物及细胞内 故称为 210。它是一种 35, 40的酸性蛋 IL kD 或细胞外寄生物的清除有重要意义。 白, 由两个同源的亚基组成, 是一种抑制性淋 巴因子, 主要由 细胞分泌。在小鼠系统, 2 T h ( ) 只有 亚群分泌 210。 而在人系统, 除 2 1. 2 T h IL 210 的免疫刺激作用: 1促进非单 IL ( )细胞外, 0、细胞也分泌一定量的 2 1 在 T h T h T h 核细胞依赖性 细胞的增殖、成熟。 2 T 210。现已证实, 1 细胞、正常细胞或 IL T h B B 23、24 存在的条件下, 刺激肥大细胞及其 IL IL () 淋巴瘤细胞、单核巨噬细胞、活化的肥大细祖细胞的增殖, 增强肥大细胞的活力。3刺 激抗原特异性的 细胞增殖; 促进活化的 胞、角化细胞等也可分泌 IL 210。B B 1. IL - 10 的生物学功能 细胞增殖, 并分化为抗体产生细胞。 ( )抑制单 1. 1 2. 210 具有多种抑制功能: 1 IL - 10 与疾病 IL 210 具有很强的抗炎症作用, 它 可 以核细胞依赖性 T h 细胞增生, 并抑制 T h 1 类 IL 淋 巴 因 子 如 22、212、2、2等 IL 22、IL 212Β、IFN 2Χ、TN F 2Α 抑制某些因子如 IL IL ΒIFN ΧTN F Α ( ) 的合 成 及 其 活 性。 2抑 制 单 核 细 胞 表 面 等的合成及其活性。 同时它又对抗炎症物质 类 分 子 2及 的 表 如 21具有正向调节作用。 因此目前普ƒ? M H C HL A D R D P DQ IL R a 遍认为, 210 在许多病理情况下可能是一 达, 降低单核细胞的抗原提呈能力, 阻断抗原 IL 特异性的单核、巨噬细胞因子的产生, 如 2种有效的抗炎症物质, 认为其在慢性炎症性 IL 疾病的治疗前景方面值得研究。 210 还可 2、26、28、2及 2。近来研究 IL IL IL GM C SF TN F Α 抑制 细胞亚群细胞因子, 因此 210 有望发现, 210 还可抑制单核细胞分化为树突T IL IL ( ) 6. H an J et a l. J E x p M ed , 1990, 172: 391 李楠等.《国外医学肿瘤学分册》, 1996, 10 23增刊: 82 9. 7. . ,1997, 10. A ga rw a l R et a lB ioch em B iop hy s R es C om m u n N av re M et a l. J B iol C h em , 1991, 266: 1584 239: 334 11. Ga la rdy R E et a l. B ioch em istry , 1992, 31: 7152 ( )本文 1999203229 收到 . , 1996, 156: 2188. B isso nne t te E Y et a lJ Im m u nol