1 TIM 基因家族概述
TIM 基因家族在免疫調節和免疫相關性疾病中的作用機制越來越受到研究者的關注。鼠類 Tim 家族由 8 個成員組成（Tim1 ~ 8），位于鼠類染色體11B1. 1 上；而人類 TIM 基因家族由 3 個成員組成（TIM-1、TIM-3 和 TIM-4），位于人類染色體 5q33. 2上，這一染色體區域已經多次表明與哮喘、過敏和自身免疫性疾病等連鎖[1-3].TIM 蛋白是一類具有共同基序的跨膜糖蛋白，其結構包括信號肽區、免疫球蛋白區、黏蛋白區、跨膜區和胞內尾區五部分[3].
除了 TIM-4 蛋白外，TIM-1、TIM-2 和 TIM-3 的胞內部分含有酪氨酸磷酸化的基序（motif），參與跨膜信號轉導[4].
2 TIM 基因家族免疫調節機制
TIM-1[又被命名為腎損傷分子-1（Kidney injurymolecule-1,KIM-1） 和甲型肝炎病毒細胞受體-1（Hepatitis A virus cellular receptor-1,HAVcr-1）],是哮喘和過敏癥等疾病的一個易感基因，優先表達于人和鼠的 Th2 細胞表面，過表達 TIM-1 致使 IL-4 啟動子的轉錄活性增強，促進 NFAT 和 AP-1 轉錄活化，同時作為體內一個潛在的共刺激分子調節 T 細胞的活化[1,2,4].TIM-2 優先表達于分化的 Th2 細胞，通過與其配體信號蛋白 4A（Sema4A）的相互作用，促進 T 細胞的活化和分化，并且激活 TIM-2 信號將下調 NFAT 和 AP-1 的表達，從而抑制 T 細胞活化，在 Th2 免疫應答中也起著重要的負調節作用[5,6].TIM-3 偏愛表達于 Th1 細胞表面，與其配體半乳凝素-9（galectin-9）結合，通過 TIM-3-galectin-9途徑產生抑制信號，誘導 Th1 細胞死亡，負調節 Th1免疫應答[1,2].TIM-4 在抗原提呈細胞上高表達，與其配體 TIM-1 結合，通過 TIM-1-TIM-4 途徑共刺激 T細胞增殖，參與體內免疫調節[7].因此，TIM 基因家族通過正刺激或者負刺激信號調節體內 T 細胞的活化、增殖及分化，從而調節體內免疫應答和免疫耐受。
目前研究對 TIM 蛋白的4 個成員的 IgV 區進行了系統的晶體結構分析[8].鼠類 Tim-1、Tim-2、Tim-3 與 Tim-4 的晶體結構顯示它們具有一個特征性的FG-CC',可以與磷酯酰絲氨酸（Phosphatidylserine,PS）結合[9-11].研究表明 PS 受體 TIM-4 通過介導抗原特異性的凋亡 T 細胞的清除而調控體內適應性免疫應答[12].并且，Wong 等通過 TIM-4 基因敲除鼠實驗證實 PS 受體 TIM-4 對維持小鼠的居留腹膜巨噬細胞的內環境穩定狀態是必需的[13].同樣，我們研究表明 TIM 蛋白通過其 IgV 區直接介導識別與結合凋亡細胞[14,15].TIM 蛋白可能作為 PS 的新型受體家族與作為主要的“Eat me”信號分子 PS 結合，介導凋亡細胞的吞噬清除，參與調節體內免疫耐受和維持體內內環境穩定[7,8,16].因此，TIM 基因家族在免疫應答和免疫耐受中扮演重要作用[17].
3 TIM 基因家族與疾病
3. 1 TIM 基因家族的多態性與疾病 人類的 TIM基因家族的多態性主要與哮喘、遺傳性過敏癥、過敏性鼻炎、類風濕關節炎、甲肝等疾病的易感性有關[18-22].McIntire 等研究表明在 TIM-1 殘基 157 處有一個多態性位點 157insMTTTVP,并且發現這個多態性位點的長度占這個關鍵區域的 12% ~14%,位于 HAV 病毒進入機體所必需的黏蛋白樣序列的中心位置，所以病毒侵入機體的效率會因這個變異而改變[3,22].因此，157insMTTTVP 可能由于其變異在HAVCR-1 的黏蛋白結構域位置，而改變病毒與其受體之間的相互作用，導致 HAV 病毒發生脫殼，增強病毒侵入和淋巴樣效應細胞的感染，從而調節它們的功能[3].
3. 2 TIM 基因家族與腫瘤 人腎損 傷分子-1（hKIM-1）是一種腎近曲小管損傷時表達的 I 型跨膜糖蛋白，在腎細胞癌（RCC）中也有表達[23,24].研究表明 hKIM-1 是乳頭狀、透明細胞和轉移性 RCC相對敏感和特異的標記物，可用于區別腎透明細胞癌與嫌色細胞癌；hKIM-1 還可作為卵巢透明細胞癌的診斷性標記物[23].研究表明尿液中可溶性脫落的 KIM-1 胞外域是急性腎損傷（AKI）的一個敏感而特異的生物標志。并且最新研究表明 hKIM-1 胞外域的脫落（Ectodomain shedding） 與腎透明細胞癌（clear cell renal cell carcinoma,ccRCC）侵襲、惡性程度及疾病的進展相關[25].而 KIM-1 胞外域的脫落在 AKI 中通常由體內 ERK 活化介導，并且這種脫落通過 P38 MAP 激酶的活化而加劇[26].因此，KIM-1可能是腎細胞癌等腫瘤患者中高表達，通過 ERK、P38 MAP 活化等信號通路的調控促使 KIM-1 胞外域的脫落從而預測疾病的進程。腫瘤免疫治療的一個策略是在體外刺激 T 細胞使之便于發展成為細胞毒性 T 淋巴細胞（Cytotoxic lymphocyte,CTL），采取過繼性治療方式進行抗腫瘤治療，研究發現腫瘤特異性 T 細胞體外經 IL-12 極化成 TIM-3（ + ）T-bet（+）腫瘤特異性 Th1 細胞，患有淋巴瘤的小鼠接受TIM-3（+）T-bet（+）腫瘤特異性 Th1 細胞治療，可以抑制腫瘤的生長和發育；這種特異性 Th1 細胞的出現可能與惡性細胞消除有關，可以監測抗癌治療的進程[27].最新研究表明 TIM-3 與 TIM-4 蛋白是組織細胞肉瘤、其他組織和樹突狀細胞腫瘤標志物[28].周曉曦等[29]研究表明宮頸癌細胞及血管內皮細胞均高表達 TIM-3,且 TIM-3 表達強度與宮頸癌惡性進展及轉移高度相關。TIM-1 及 TIM-3 mR-NA 在胃癌患者中的表達均高于正常對照組，TIM-1mRNA 在胃癌患者中的表達還與腫瘤的侵襲轉移密切相關，TIM-1 及 TIM-3 有可能成為胃癌基因治療的新靶點[30].最新研究結果表明在腫瘤細胞中的異位表達 TIM-3 基因可能是一個潛在的非小細胞肺癌（non-small cell lung cancers,NSCLCs）患者的獨立預后因素[31].因此，TIM 分子的檢測將為腫瘤早期預警提供新的生物標志，可能在監測腫瘤預后起重要作用；通過研究腫瘤患者體內的 TIM 基因家族異常表達機制，為腫瘤治療提供新的策略與靶點。
3. 3 TIM 基因家族與移植 研究表明 TIM-1 /KIM-1 是腎小管上皮細胞的損傷極為敏感的標記，在腎移植發生急性排斥反應時，KIM-1 作為一個極度敏感損傷標志物，并且尿液中 KIM-1 升高會提示發生移植功能障礙[32-35].研究表明在 AKI 中這種 KIM-1胞外域的脫落通常由體內 ERK 活化介導，并且通過P38 MAP 激酶的活化而加劇[26].同樣，TIM-3 可能是一個 Th1 活化和移植受體者發生排斥反應的標志物，作為一個非侵入性標志監測移植物功能是否異常[36,37].最新研究表明 TIM 基因家族成員膜型蛋白可以被去整合素-金屬蛋白酶-10 （A disintegrinand metalloprotease-10,ADAM-10） 和去整合素-金屬蛋白酶-17（ADAM-17）的作用下剪切成為溶解型蛋白，在體內可以作為負調節因子參與體內免疫應答[38,39].在移植發生急性排斥反應時這些酶活性是否增強有待進一步研究。
3. 4 TIM 基因家族與病毒性疾病 TIM-1 起初發現為甲型肝炎（HAV）的受體，研究發現 TIM-1 分子N 末端富含半胱氨酸的結構域和黏蛋白域是 TIM-1與 HAV 結合的特異識別位點；并且，通過阻斷 TIM-1 與內源配體相互作用而直接抑制 Th2 細胞分化，減少 Th2 細胞因子生成，預防哮喘的發生發展，從而部分解釋 HAV 感染與哮喘等過敏性疾病的發生呈負相關性的機制[22,40].研究表明過表達 TIM-3 與CHB 疾病的進展相關，Tim-3 可能參與 Th1 / Tc1 偏移應答，這有助于 HBV 持續性感染[41].在 HCV 感染時 TIM-3 途徑參與調節性 T 細胞（regulatory Tcells,Tregs）與起抗病毒作用的效應 T 淋巴細胞（ef-fector T cells,Teffs）間平衡的調節[42].TIM-3 通過與負性調節因子程序性死亡蛋白-1 （Programmeddeath-1,Pd-1） 、細胞因子信號傳導抑制蛋白-1（ Sup-pressor of cytokine signaling-1,SOCS-1 ） 相互作用及對 STAT-1 磷酸化的抑制和負調節 IL-12 的產生，可能在天然免疫反應性的負性調節中扮演重要作用，為 HCV 治療提供新靶點[43].在 HIV 患者體內分離的 T 細胞高表達 TIM-3,其表達水平同患者體內的病毒水平成正相關； 并且 TIM-3 負調控衰歇的CD8+T 細胞的細胞毒性，可能為 HIV 治療提供新途徑[44,45].
3. 5 TIM 基因家族與自身免疫性疾病 目前，自身免疫性疾病的發病機理仍不清楚，研究表明在很多自身免疫性疾病中存在細胞因子不平衡的情況，多發性硬化癥（MS）、類風濕關節炎（RA）、系統性紅斑狼瘡（SLE）、1 型胰島素依賴型糖尿病等自身免疫性疾病患者體內發生 Th1/Th2 漂移，Th1 及其細胞因子占優勢，致使自身免疫性疾病發生發展[46].研究發現 TIM-1 與 TIM-3 在多發性硬化癥、系統性紅斑狼瘡患者中 Th1 和 Th2 細胞表面上表達異常，這表明 TIM-1 與 TIM-3 分子與自身免疫性疾病的發生發展相關[47,48].SLE 患者中的外周血單個核細胞上的 TIM-4 表達增加，表明 TIM-4 分子可能與 SLE發病機制相關[49].研究表明類風濕關節炎患者外周血淋巴細胞（CD4+T 細胞、CD8+T 細胞、自然殺傷 T 細胞與單核細胞）表面 TIM-3 表達增加，并與類風濕關節炎患者的疾病活動性呈負相關[50].因此，TIM 基因家族成員在自身免疫性疾病表達存在異常，通過調節它們的表達，促進體內 Th1/Th2 平衡，將為自身免疫性疾病治療提供新途徑。
3. 6 TIM 基因家族與過敏性疾病 機體內 Th1 /Th2 細胞平衡與多種疾病密切相關，參與過敏性疾病、自身免疫性疾病、感染性疾病及腫瘤等的發生發展及預后?！靶l生假說”認為過敏性疾病如哮喘、過敏性鼻炎、過敏性皮炎、過敏性結膜炎等的發生與抗原特異性 Th2 優勢免疫應答相關，主要由 Th2 分泌的細胞因子促進 IgE 的產生和嗜酸性粒細胞的炎癥反應[51].研究表明在哮喘小鼠中的 TIM-1 表達增加與 Th2 相關轉錄因子 GATA-3 上調相關[52].研究資料表明 TIM-3 分子在小鼠哮喘中表達異常，可能與哮喘的炎癥及發展相關[53].研究表明 TIM-1與過敏性紫癜（Henoch scholein purpura,HSP）發生及臨床類型有關，檢測 HSP 患兒血清中 TIM-1 水平有助于判斷 HSP 患兒的嚴重程度及復發可能[54].
過敏性鼻炎患者樹突狀細胞（Dendritic cells,DCs）表面表達高水平的 TIM-4,并且，TIM-1-TIM-4 相互作用可以增強過敏性鼻炎患者 Th2 細胞細胞因子的反應，這表明 TIM-4 在過敏性鼻炎患者致病中發揮作用[55].因此，TIM 基因家族成員在過敏性疾病致病機制中起重要作用，可能可以通過調節 T 細胞亞群間的平衡而干預過敏性疾病的發生發展，以促進疾病的轉歸。
3. 7 TIM 基因家族與原因不明習慣性流產 呂紅娟等[56]采用實時熒光定量 PCR（RT-PCR）法檢測35 例原因不明習慣性流產（ URSA） 患者外周血單個核細胞 （PBMC） 中 T 細胞免疫球蛋白黏蛋白-1（TIM-1）和 T 細胞免疫球蛋白黏蛋白-3（TIM-3）mR-NA 的表達水平，并與 25 例查體健康的妊娠中期孕婦作比較。結果表明與健康孕婦相比，URSA 患者TIM-1 和 TIM-3 mRNA 的相對表達量均明顯增多（ P均 <0. 01）。提示 URSA 患者體內 Th 細胞免疫應答水平較高，TIM 分子可能通過調節 Th 細胞免疫應答參與 URSA 發生、發展。
3. 8 TIM 基因家族與臨床治療 近來研究表明通過調控 TIM 分子的表達及通過調控 T 細胞上 TIM分子與其配體的相互作用，能為治療干涉 T 細胞介導的疾病提供新的靶點[57,58].有資料表明應用 an-ti-TIM1 或者 anti-TIM3 抗體治療哮喘、系統性紅斑狼瘡、類風濕關節炎等疾病，有效控制疾病的發生發展，這將會為這些疾病的治療提供新的途徑[57-59].
文獻報道在小鼠心臟移植模型實驗中，雖然應用低親和力的抑制型 TIM-1 單抗（RMT1-10）不能誘導Tregs 產生，但它能穩定小鼠體內 Tregs 數目，從而抑制效應性 T 細胞（Teffs） 增殖，提高 Tregs/Teffs 比例，延長心臟移植物存活期[60].研究表明通過 anti-TIM-3 抗體阻斷 TIM-3-galectin-9 途徑，通過增加供體特異性同種抗體的生產，增加 Th1 和 Th17 極化，抑制適應調節性 T 細胞誘導，導致移植心臟的加速性排斥反應[61].研究表明調節 DC 細胞上的 TIM-4表達將為過敏性疾病的治療提供新途徑[55,62].
4 展望
TIM 分子在體內可能作為 PS 受體，在不同效應T 細胞上有不同的表達，與其配體結合，通過正或負共刺激信號途徑，介導 T 細胞的免疫調節和免疫耐受，通過進一步了解這種機制，可能為免疫介導性疾病調控治療提供更多靶點與途徑。
