TIM3/Gal-9信号通路在肿瘤免疫逃逸中的研究进展

TIM3/Gal-9信号通路在肿瘤免疫逃逸中的研究进展

(湖北省第三人民医院肿瘤科;湖北武汉430032)

摘要:T细胞免疫球蛋白黏蛋白分子3(TIM3)是一种1型膜表面蛋白分子,其在免疫系统稳态调节中对于体内异己成分(病原体、肿瘤)和自身成分的应答强度起着重要的作用。其与天然型配体β-半乳糖苷结合蛋白-9(Galectin-9)反应为适应性负性免疫调节方式中的重要通路之一,本文就TIM3/Gal-9信号通路在肿瘤免疫逃逸中的作用作一综述.

关键词:T细胞免疫球蛋白3;β-半乳糖苷结合蛋白-3;肿瘤免疫调节

肿瘤的免疫治疗是以激发和增强机体的免疫功能,以达到控制和杀灭肿瘤细胞的目的。研究免疫抑制的形成机制、探求逆转免疫抑制的免疫治疗是当前肿瘤治疗学研究的热点。T细胞免疫球蛋白黏蛋白-3(TIM3)在肿瘤免疫方面的研究逐渐成为研究热点。其中TIM3/Gal-9信号通路的在肿瘤免疫逃逸方面的研究发展迅速。

TIM3基因是TIM基因家族(Tcellimmunoglobulindomainandmucindomain)的一个重要成员,位于染色体5q33.2。TIM3分子生物学特性T细胞免疫球蛋白3(Tcellimmunoglobulinandmucin-3,TIM3)在2002年第一次被发现[1]。其编码表达的膜蛋白由一个181个氨基酸的胞外区,21个氨基酸的跨膜部分和一个78个氨基酸组成的胞质部分所组成[2]。不表达于初始T细胞,而特异性地表达于活化的产生IFN-γ的CD4+T细胞(Th1)、CD8+细胞毒性T细胞(Tc1)、树突状细胞(DC)或恶性上皮组织,而不表达Th2细胞表面[1,3],已有研究[2,4]表明TIM3基因的表达与许多免疫相关性疾病以及肿瘤的发生有着密切关联。

TIM3和β-半乳糖苷结合蛋白-3

β-半乳糖苷结合蛋白-9(Galectin-9)属于可溶性动物β半乳糖苷结合蛋白家族中的一员,广泛表达在人和小鼠的脾脏和淋巴组织,有着重要的生物学功能。如诱导细胞的聚集和黏附、化学趋化、细胞活化和凋亡等[5]。Wada等[6]发现,抗原提呈细胞表达的Galectin-9和TIM3结合依靠它的糖识别区,识别TIM3的免疫球蛋白V区的低聚糖链。TIM3与galectin-9结合后下调转录因子T细胞表达的T盒(T-boxexpressedinTcells,T-bet)水平。并使Bat3从TIM3胞内段解离而使TIM3向胞内转导抑制信号。

此外,galectin-9主要诱导钙离子内流、细胞聚集,Th1细胞死亡,而Th2细胞则不受影响,这主要是因为Th1细胞表面表达TIM3,而Th2细胞不表达TIM3,因为缺乏TIM3表达的Th1细胞也能抵抗galectin-9诱导的细胞死亡。Galectin-9还可以减少干扰素(interferon,in)和白细胞介素12(interleukin12,IL-12)的产生,这2种细胞因子在Thl细胞分化中发挥重要的作用,当这些细胞因子减少时,微环境将不利于Thl细胞的分化,进一步引起T-bet表达下降,而T-bet表达下降又将引起相应细胞因子分泌水平的降低,从而下调Thl细胞免疫,从而导致机体免疫监视能力的削弱,在诱导外周免疫耐受中起重要作用。

TIM3还可以通过TIM3/Gal-9信号通路诱导MDSCs的增殖间接抑制免疫应答。MDSCs是一群CD11b+Gr-1+异质性髓系来源的细胞,MDSCs分为两个亚群:单核细胞来源的Ly6G-Ly6Chigh细胞和粒细胞来源的Ly6G+Ly6Clow细胞,具有强大的T细胞免疫反应抑制功能,它们的出现与肿瘤的不良预后密切相关[7]。转基因过表达TIM3,T细胞功能受到抑制,同时出现形态学上符合粒细胞来源MDSCs细胞的CD1lb+Ly6G+细胞增加;当TIM3被剔除后,CD11bLy-6G+细胞恢复至正常水平,免疫反应恢复正常[8];过表达Gal-9同样会导致CD11bLy6G细胞增殖和免疫抑制,因此,我们推测TIM3/Gal-9信号通路可以通过调节MDSCs的增殖来调节免疫反应。

TIM3的靶向治疗

随着对TIM3研究的深入,Chiba等[8]也发现TIM3调节Toll样受体(Tol1-1ikereceptor,TLR)介导的固有免疫应答不依赖galectin-9,而是依赖HMGB1。肿瘤浸润性DC高表达TIM3与HMGB1特异性结合,减少肿瘤死亡细胞的核酸进入到DC细胞中,从而抑制核酸引起的抗肿瘤免疫反应。

由于TIM3在肿瘤免疫中起到抑制作用,因此,阻断TIM3信号通路成为抗肿瘤免疫中的一个很好的靶向突破点。实际上,靶向阻断TIM3通路在临床前期肿瘤模型中已经显示出了很好的结果[9]。

因此,靶向阻断TIM3能够提高免疫功能,因此有望成为治疗肿瘤的新方法之一。但肿瘤具有多种生物学特性,不同肿瘤中TIM3/galectin-9途径发挥的作用也可能不尽相同;在肿瘤治疗过程中何时阻断TIM3/HMGB1途径及其能否达到预期的治疗效果还不清楚,但阻断TIM3/HMGB1途径仍可能成为将来治疗肿瘤的有效方法之一。

参考文献:[1]MonneyL,SabatosCA,GagliaJLetal.Th1-specificcellsurfaceproteinTim3regulatesmacrophageactivationandseverityofanautoimmunedisease.Nature2002;415:536-541.

[2]GoldenmasonL,PalmerBE,KassamNetal.NegativeImmuneRegulatorTim3IsOverexpressedonTCellsinHepatitisCVirusInfectionandItsBlockadeRescuesDysfunctionalCD4+andCD8+TCells.JournalofVirology2009;83:9122-9130.

[3]FreemanGJ,CasasnovasJM,UmetsuDT,DekruyffRH.TIMgenes:afamilyofcellsurfacephosphatidylserinereceptorsthatregulateinnateandadaptiveimmunity.ImmunologicalReviews2010;235:172–189.

[4]LiX,ChenG,LiYetal.InvolvementofTcellIgMucin-3(Tim3)inthenegativeregulationofinflammatoryboweldisease.ClinicalImmunology2010;134:169-177.

[5]GautronAS,Dominguez‐VillarM,MarckenM,HaflerDA.EnhancedsuppressorfunctionofTIM‐3+FoxP3+regulatoryT?cells.EuropeanJournalofImmunology2015;44:2703-2711.

[6]WadaJ,KanwarYS.Identificationandcharacterizationofgalectin-9,anovelbeta-galactoside-bindingmammalianlectin.JournalofBiologicalChemistry1997;272:6078-6086.

[7]GabrilovichDI,NagarajS.Myeloid-derivedsuppressorcellsasregulatorsoftheimmunesystem.NatRevImmunol2009;9:162-174.

[8]DardalhonV,AndersonAC,KarmanJetal.Tim3/galectin-9pathway:regulationofTh1immunitythroughpromotionofCD11b+Ly-6G+myeloidcells.JournalofImmunology2010;185:1383

[9]NgiowSF,VonSB,AkibaHetal.Anti-TIM3antibodypromotesTcellIFN-γ-mediatedantitumorimmunityandsuppressesestablishedtumors.CancerResearch2011;71:3540-3551.

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