端粒结合蛋白又名端粒保护蛋白复合体（shel-terin），主要由端粒重复序列结合因子1（telomeric-re-peat binding factor 1，TRF1）、端粒重复序列结合因子2（telomeric-repeat binding factor 2，TRF2）、端粒保护蛋白1（protection of telomeres 1，POT1）、相互作用核蛋白2（TRF1-interacting nuclear protein 2，TIN2）、阻滞活化蛋白1（repressor activator protein 1，Rap1）以及TPP1构成^[1-2]。端粒保护蛋白复合体中的TRF2不仅是一种端粒保护蛋白，还能够独立于端粒之外抑制DNA损伤反应（DNA damage response，DDR），同时通过转录激活血小板源生长因子受体β（platelet-de-rived growth factor receptor β，PDGFB）促进内皮细胞血管生成。近年来，随着分子遗传学研究的不断深入，逐步对TRF2有了充分的认识，本文就TRF2的结构、功能及其在肿瘤中的研究加以综述。

1.   TRF2的结构与生理功能

1.1   TRF2的结构

TRF2基因定位于染色体16q22.1，基因全长30 kb。TRF2在人体中广泛表达，其主要包括碱性区（basic）、二聚化区（dimerization）、定向序列（NLS）和DNA结合区（Myb）4个结构域。其中，碱性结构域（basic）主要参与DNA损伤应答；二聚化结构域又称为TRF同源（TRF homology，TRFH）结构域，主要参与同源二聚体的形成；Myb结构域主要负责识别并结合到端粒DNA重复序列TTAGGG并与之结合^[3-4]。

1.2   TRF2与端粒的结构和功能

端粒作为染色体末端的核酸蛋白质复合体，其正常功能的维持取决于端粒长度和端粒保护蛋白的共同作用。TRF2是调节端粒完整性的关键因素，其主要通过2种途径来保护端粒：即抑制经典的非同源末端重组（classical non-homologous end-joining，CNHEJ）DNA修复机制和ATM依赖的DNA损伤信号转导途径。TRF2缺失会导致端粒的去保护状态，激活ATM及下游信号通路。同时，TRF2的缺失也会引起由Ku70/80和DNA连接酶4依赖的c-NHEJ调节端粒末端融合^[5]。当TRF2活性受抑时，端粒出现功能异常，导致DNA损伤灶产生，称之为端粒功能异常诱发的损伤灶（telomere dysfunction-induced focus，TIF）^[6]，同时引起DNA损伤响应的相关因子聚集，如53BP1、ATM、Mre11、RAD17和γ-H2AX等。

TRF2为端粒长度的负调控因子，Saint-leger等^[7]研究发现TRF2可能通过其N端碱性区（basic）与解离酶相关蛋白SLX4以及参与解离活动的两种不同类型的内切酶GeN1、MUS81的相互作用来调控端粒长度。近期研究表明，TRF2还可以通过其N端碱性区（basic）募集Rap1到端粒，以抑制同源末端重组修复（homology di-rected repair，HDR），从而调节端粒长度^[8]。

1.3   TRF2与DNA损伤反应和基因组稳定性

真核生物的DNA损伤检控系统是维持细胞基因组稳定的一个重要机制，能够检测细胞出现的DNA损伤反应（DNA damage response，DDR）^[9]，当DNA复制损伤或抑制shelterin复合体而导致端粒功能异常时，细胞ATM激酶信号活化，可激活端粒DNA损伤诱导的ATM信号转导通路，导致端粒发生DDR，即为ATM依赖的DDR。TRF2则通过特异地抑制依赖ATM的信号通路，包括其下游因子chk2和P53^[10-12]，从保护染色体末端免于损伤，维持基因组的稳定性。另一方面，DNA双链断裂（DSBs）的修复对维持基因组稳定也至关重要，修复途径主要包括非同源末端连接（NHEJ）和同源末端重组（HR）。TRF2则主要是通过抑制经典的非同源末端连接（C-NHEJ）发挥作用。TRF2与端粒DNA结合抑制C-NHEJ，也可以通过与ATM的相互作用抑制C-NHEJ的激活^{[5, 13]}。由C-NHEJ引起的染色体的改变，与人类肿瘤形成过程中的基因组不稳定性有关。因此，利用TRF2针对性抑制C-NHEJ可能会成为一种新的肿瘤治疗方法。

2.   TRF2在肿瘤中的作用研究

2.1   TRF2与肿瘤发生

端粒功能异常在肿瘤发生中起着复杂的作用，紊乱的端粒既可以通过诱导复制性衰老抑制肿瘤的增殖扩散，又可导致基因组的不稳定性、致瘤基因重组而促进肿瘤的发生发展^[14]。TRF2作为整个端粒结合蛋白复合体中的关键部分，其不仅直接参与T环、D环的形成，维持染色体结构的完整性；同时通过抑制经典的非同源末端连接（C-NHEJ）DNA修复机制和ATM依赖的DDR，从而使染色体避免不正确的修复，维持基因组的稳定性。因此，TRF2的表达或功能异常，都可能与肿瘤的发生发展密切相关。

TRF2的高水平表达，已经在多种人类肿瘤中被观察到，包括肝癌、胃癌、结直肠癌、皮肤癌等，且随着肿瘤的进展其表达不断增强^[15]。提示TRF2可能是肿瘤发生发展过程中的一个危险因素。而有研究发现在低级星形胶质细胞瘤（low grade astrocytomas，LGA）中，TRF2的表达明显升高，在间变型星形胶质细胞瘤（anaplastic astrocytomas，AA）与多形性星形胶质细胞瘤（glioblastoma multiforme，GBM）中TRF2的表达却呈进行性降低^[16]。与之类似，TRF2在肿瘤早期上调，随肿瘤恶性程度增加反而下调的现象也出现在非小细胞肺癌^[17]和乳腺癌^[18]中。虽然在上述肿瘤的恶性进展中TRF2下调的原因尚不完全清楚。但是，在肿瘤发生早期TRF2的表达都一致升高，提示TRF2可能在肿瘤的发生早期中扮演着重要的角色。越来越多的研究表明TRF2的异常表达不仅与肿瘤发生相关，同时与细胞衰老也存在着紧密的联系，Zhang等^[19]在恒河猴卵巢颗粒细胞中通过免疫荧光对TRF2和DNA双链断裂的标志分子γ-H2AX进行共定位检测，同时检测DNA损伤修复的标志蛋白BRCA1的表达，发现随着卵巢逐渐老化，DNA双链断裂增强而修复减弱，证实DNA损伤和修复缺失与卵巢老化有关。而Muñoz等^[20]在小鼠皮肤组织中过表达TRF2后发现其端粒缩短，DNA损伤反应增强，从而导致小鼠出现过早衰老表现和皮肤癌变的风险明显提高。因此，肿瘤和衰老的发生机制既相互对立又相互交织，而DNA损伤修复反应则是联系二者的纽带。

研究表明高水平TRF2的致瘤机制可能包括：1）通过负调控机制引起了迅速、显著的端粒缩短，导致基因组不稳定而致瘤基因重组；2）抑制了ATM依赖的DNA损伤反应，从而允许染色体畸变的积累以及异常细胞的继续生长；3）减少了有丝分裂阻滞后的细胞死亡，并推迟细胞进入危机状态，有利于细胞进入永生化；4）XPF/ ERCC1复合体通过核苷酸切除修复途径（nucleotide excision repair，NER）参与紫外线诱导的DNA损伤修复和DNA交联修复。而上调TRF2可以隔离端粒周围的XPF/ERCC1，导致端粒的异常降解以及基因组其他DNA损伤部位的错误修复^[21-22]。

2.2   TRF2与肿瘤治疗

2.2.1   TRF2与肿瘤血管生成

众所周知血管生成对癌症恶化至关重要。抑制肿瘤血管生成是被广泛接受的一个癌症治疗选择，目前有很多癌症患者受益于血管内皮生长因子（vascular endothelial growth fac-tor，VEGF）的抑制剂。研究发现TRF2在包括前列腺、胰腺、乳腺、肺以及肾脏等部位相关肿瘤的血管中，都呈高表达态势；并且TRF2能刺激内皮细胞的迁移、增殖和管样结构的形成，从而增加肿瘤血管生成^[23]。新的研究表明TRF2通过转录激活血小板源生长因子受体β（platelet-derived growth factor recep-tor β，PDGFB）促进内皮细胞血管生成，该作用独立于TRF2的端粒保护作用^[24]。因此，与经典的抗新生血管疗法相比，以TRF2作为治疗靶标，可能成为癌症治疗的一大发展与进步。

2.2.2   TRF2与肿瘤耐药

虽然放化疗在恶性肿瘤的治疗中具有重要作用，但肿瘤耐药依然是临床治疗的主要障碍之一，越来越多的研究发现TRF2可能与肿瘤耐药有关。Yang等^[25]发现在具有放射抗性的A549R和U2OSR细胞中，TRF2明显增高，降低TRF2表达可显著提高肿瘤细胞的放疗敏感性。Orun等^[26]针对永生化间充质干细胞的研究中也发现相同结果，提示TRF2可能作为肿瘤的潜在放射治疗靶点。宁寒冰等^[27]研究发现TRF2在耐长春新碱的胃癌细胞系sGC790l/VCR和耐阿霉素的胃癌细胞系SGC7901/ADR中的表达明显高于其亲本细胞，提示TRF2可能与胃癌耐药相关，而抑制TRF2的表达能明显增强耐药细胞对顺铂、阿霉素、依托泊苷的敏感性，同时发现ATM、γ-H2AX和P53在耐药细胞中的表达明显低于SGC7901，且利用shRNA抑制TRF2表达后，ATM，γ-H2AX和P53表达明显上调，提示TRF2可能通过抑制ATM及其下游靶分子的表达参与肿瘤耐药的发生^[28]。Yordan等^[29]研究也发现抑制TRF2的表达能明显增强口腔鳞癌细胞对靶向EGFR的化疗药物，如西妥昔单抗和厄洛替尼的敏感性，这可能成为癌症治疗的重要发展与进步。

2.2.3   靶向TRF2与肿瘤治疗

当用siRNA在结直肠癌和肾脏上皮肾细胞癌细胞系中沉默TRF2的表达后，肿瘤细胞的增殖和克隆形成都受到明显抑制，显著地诱导了细胞周期阻滞以及细胞凋亡^[30-31]。Bai等^[32]通过颅内肿瘤异种移植实验，将慢病毒shTRF2和空载体感染的胶质母细胞瘤干细胞分别立体定位注射到无胸腺BALB/c裸鼠的大脑皮层中，发现实验组小鼠的寿命较对照组明显延长。表明降低TRF2的表达显著提高了胶质母细胞瘤模型裸鼠的生存率。上述研究结果均表明TRF2可能成为新的抗肿瘤治疗靶标。同时，新的研究认为，与既往以抑制端粒酶来治疗肿瘤的策略相比，靶向TRF2的肿瘤治疗可能更为有效。主要原因为：首先，端粒酶抑制剂对依赖端粒延长替代机制（alternative lengthening of telomere，ALT）的肿瘤细胞无效；其次，在TRF2表达增高的肿瘤中，端粒酶抑制剂的治疗效果也并不明显^[33]；而降低TRF2的表达会引起端粒的3'悬突缩短，从而导致肿瘤细胞染色体融合，肿瘤细胞过早衰老或死亡。降低TRF2的表达可以激活磷酸化的ATM进而激活抑癌基因p53，p53不仅作为端粒损伤信号下游的效应分子，也是主要的衰老启动因子之一，其通过表达Siah1促进TRF2降解，抑制ATM的激活，故TRF2-ATM-P53-Siah1形成了一个正反馈环路，能够同时促进端粒脱帽进而诱导p53介导的细胞衰老信号转导通路，增大肿瘤细胞抑制效应^[34]。因此，靶向TRF2的肿瘤治疗具有极为广阔的应用前景。

3.   结语

TRF2主要通过对端粒末端的保护、长度的调节以及抑制DNA损伤反应，起到保护端粒结构和功能完整性以及基因组稳定性的作用。随着科学研究的深入，关于TRF2更多的新功能将被不断地发现，在肿瘤中的作用机制也将逐渐完善，必将有助于今后更深入地认识肿瘤发生发展，以及探寻肿瘤治疗的新方法、新策略。