TOX

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TOX
文件:Protein TOX PDB 2COK.png
TOX蛋白的HMG-box结构域(PDB 2COK)
基础信息
别名 TOX1, KIAA0808
基因符号 TOX
遗传学位置
染色体 8 q12.1
数据库标识符
Entrez 9760
HGNC 1198
OMIM 606863
UniProt O94900

TOX(全称:Thymocyte Selection-Associated High Mobility Group Box,胸腺细胞选择相关高迁移率族盒蛋白)是一个由人类基因 TOX 编码的转录因子。

TOX 属于高迁移率族(HMG)盒蛋白超家族。虽然它在免疫系统的早期发育(如CD4+ T细胞和先天淋巴细胞的发育)中起重要作用,但近年来它引起科学界和药物研发界的高度关注,是因为它被证实是**T细胞耗竭**(T Cell Exhaustion)的主调控因子(Master Regulator)[1]

在慢性感染和癌症微环境中,TOX 的持续高表达会导致 T细胞进入一种“功能失调”但在表观遗传上更加稳定的状态,从而无法有效杀伤肿瘤细胞。


结构与功能

TOX 蛋白含有一个保守的 **HMG-box** DNA结合结构域,这使其能够结合 DNA 并改变染色质结构,从而调控基因表达。

  • 早期发育:在胸腺中,TOX 调控 T 细胞从双阳性(CD4+CD8+)向单阳性(CD4+或CD8+)的分化。
  • 器官发生:TOX 也参与淋巴结等次级淋巴器官的形成。

在肿瘤免疫中的角色

T细胞耗竭的主控开关

2019年,发表在《Nature》上的多项研究背靠背证实,TOX 是驱动 CD8+ T细胞耗竭的核心因子:

  1. 诱导耗竭:在PD-1、TIM-3等免疫检查点受体被长期激活的信号刺激下,NFAT 诱导 TOX 表达。
  2. 表观遗传重塑:TOX 结合染色质,改变细胞的表观遗传景观(Epigenetic landscape),使 T 细胞永久性地处于耗竭状态,而不是短暂的失活。
  3. 生存权衡:虽然 TOX 导致 T 细胞丧失杀伤功能,但它也防止了 T 细胞因过度激活而死亡(AICD),使这些细胞能在肿瘤微环境中长期存活。

临床意义

  • 免疫治疗耐药:肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)中 TOX 的高表达通常与患者对 PD-1/PD-L1 抑制剂治疗的反应不佳相关。
  • 预后标志物:在黑色素瘤非小细胞肺癌等多种癌症中,TOX 高表达往往提示预后不良。

药物开发潜力

由于 TOX 是导致 T 细胞功能丧失的根本原因,它被视为下一代癌症免疫治疗的潜在靶点。

  • 策略:通过抑制 TOX 或阻断其下游通路,有望“逆转”T细胞耗竭,使其恢复对肿瘤的杀伤力。
  • 挑战:作为核内的转录因子,TOX 缺乏典型的小分子药物结合口袋,属于“难成药”(Undruggable)靶点,目前的研究方向多集中在 PROTAC 技术或基因编辑疗法(如 CRISPR)。

参见

参考文献

  1. Khan O, et al. TOX transcriptionally and epigenetically programs CD8+ T cell exhaustion. Nature. 2019; 571(7764): 211-218.
  2. Alfei F, et al. TOX reinforces the phenotype and longevity of exhausted T cells in chronic viral infection. Nature. 2019; 571(7764): 265-269.
  3. Scott AC, et al. TOX is a critical regulator of tumour-specific T cell differentiation. Nature. 2019; 571(7764): 270-274.
  4. Seo H, et al. TOX and TOX2 transcription factors cooperate with NR4A transcription factors to impose CD8+ T cell exhaustion. PNAS. 2019; 116(25): 12410-12415.