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细胞周期调控与卵巢癌

2013-02-19魏秀梅李晓京毕继鑫丁帅芳阳综述钟秀宏审校吉林医药学院009级英语护理本科班009级临床甲班病理教研室吉林吉林303

吉林医药学院学报 2013年3期
关键词:激酶细胞周期卵巢癌

魏秀梅,白 杨,叶 龙,李晓京,毕继鑫,丁帅芳,路 阳综述,钟秀宏审校 (吉林医药学院:.009级英语护理本科班,.009级临床甲班,3.病理教研室,吉林 吉林 303)

卵巢癌是女性生殖器官的三大恶性肿瘤之一,研究表明,细胞周期蛋白依赖性激酶(Cyclin-dependent kinases,CDKs)及其调节因子的异常与卵巢癌的发生、转移、预后、诊断和治疗有着高度的相关性。现就近年来有关对卵巢癌细胞周期调控的研究进行综述。

1 细胞周期调控

完整的细胞周期包括DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)、DNA合成后期(G2期)、有丝分裂期(M期)和处于静止状态的静止期(G0期)。CDK是细胞周期调节的核心分子,与细胞周期蛋白(Cyclins)、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(Cyclin-dependent kinases inhibitors,CKIs)等共同组成细胞周期调控网络,影响细胞进程。

1.1 促进肿瘤侵袭和转移

Cyclins-CDK复合体Cyclins作为调节亚基,需与催化亚基CDK形成复合物,激活相应的CDK及加强CDK对特定底物的作用,从而在细胞周期的相应时期发挥调节作用。一种CDK可以结合一种以上的Cyclin,两种CDK可以与同一种Cyclin结合。在G1期,两个功能类似的CDK(CDK4和CDK6)依赖于与其相关的D型周期素。Cyclin D包括Cyclin D1、D2、D3,可与多种CDK(如CDK1、2、4和6)构成复合物而发挥作用,是细胞周期G1期的重要的控制元件,同时也可以作为转录调节子,以独立于CDK的形式发挥作用。在Cyclin D家庭中,Cyclin D1与肿瘤关系最明确,它是作用于G1期的重要细胞周期蛋白,可以通过促进G1/S期转换而加速细胞周期进程。G1晚期的R点之后,E型周期素(E1、E2)与CDK2相互结合并促使其对相应产物的磷酸化以进入S期。随着细胞进入S期,A型周期素(A1、A2)代替E型周期素成为CDK2的配体,从而保证进入S后期,A型周期素改变配体,它与CDK2解离并重新结合其他CDK,此复合体被称为CDC2或是CDK1。随着周期素的继续进行,进入G2期后,CDC2中的A型周期素被B型周期素(B1、B2)所替代。最终,从M期开始,B型周期素参与的CDC2复合体触发了前期、中期、后期、末期的许多事件并最终组成有丝分裂的复杂程序。

1.2 CKI

CKI可分为两类,一类为激酶抑制物(INK)家族,包括P16、P15、P18、P19,能特异性抑制Cyclin D/CDK6复合物和Cyclin D/CDK4复合物。如P16在周期蛋白结合位点相对位置与单体CDK6结合,这种变构效应阻断了与周期蛋白D的结合。而且CDK的ATP结合位点由于结合了抑制因子而被破坏。当P16与Cyclin D之间的平衡遭到破坏时,可引起P16-CDK4/CyclinD1-pRb路径的破坏,是人类恶性肿瘤发生中的重要机制之一。另一类为Cip/Kip家族(CDK interacting protein/linase inhibitory protein),包括P12、P27和P53,可广泛的抑制Cyclin/CDK复合物的活性。例如在有细胞周期蛋白A、CDK2和P27组成的三元复合物的结构中,抑制因子与周期蛋白A和CDK2均有相互作用。在CDK2的ATP结合位点P27的结合原件排列可以解释激酶活性的抑制作用。两类CKI的作用机制是一样的,不过前者是特异性的,后者是非特异性的,可以广泛地作用于任何细胞周期蛋白激酶。

2 细胞周期调控与卵巢癌

2.1 细胞周期调控与卵巢癌的发生及转移的相关研究

Welsh等[1]应用寡核苷酸芯片技术,在卵巢癌组织及卵巢癌细胞系中检测到CDK1和Cyclin B基因的高表达。由此可以推测,CDK1也在卵巢癌的发生中起着重要作用,其中过表达的CDK1可能与Cyclin B1结合形成过多的MPF,促进细胞周期跨越G2/M检验点进入M期,参与卵巢癌细胞的异常分裂,促进卵巢癌细胞的恶性增殖和转化。Pennati[2]等研究还发现,CDK抑制剂(NU6140)联合使用紫杉醇可使卵巢癌细胞停止在G(2)-M期,阻滞了细胞的增殖,并增加了细胞的凋亡速率。郑美莲等[3]应用蛋白免疫印迹技术,检测61例人卵巢癌组织,探讨卵巢癌组织Cyclin D1与P21wafi、P53蛋白表达与卵巢癌转移的相关性。研究表明,卵巢癌组织Cyclin D1和P53表达率明显高于卵巢非癌组织,P21wafi蛋白表达于卵巢组织低于卵巢非癌组织。由此得出:CyclinD1的高表达可能与致癌作用的初始阶段有关,P53蛋白的高表达使下游靶基因p21wafi+蛋白表达下调,p53基因作为抑癌基因在细胞周期调控和诱导细胞凋亡中起重要作用。Itamochi等[4]通过对22个卵巢癌细胞株和60个人卵巢癌样本进行了对卵巢透明细胞癌扩散相关性探究,发现增加P27(Thr157)的表达,减少CDK2的活性,可减少卵巢透明细胞癌的扩散。

2.2 细胞周期调控与卵巢癌的诊断和治疗的相关研究

Sawiris等[5]通过对卵巢癌基因表达的系列研究观察分析,构建一个用于研究卵巢癌的特异性cDNA序列,并将其命名为卵巢癌芯片(Ovachip),其中包括CDK6和CDK7基因。Ovachip对卵巢癌与克隆性增生的鉴别非常敏感,且在卵巢癌检测中有很高的重复率,并在不同类型的卵巢癌中有较好的一致性。Ovachip为卵巢癌的研究提供了有力的工具,从而促进其病因学研究和临床治疗的发展。Le[6]为提高紫杉醇对卵巢癌的作用,对人卵巢癌SKOv3细胞进行了实验,结果表明,用siRNAs或达沙替尼通过P27Kipl下调Bcl-2和CDKl抑制Src家族及Abl激酶,可提高紫杉醇对卵巢癌细胞的敏感性。Meng等[7]和Gao等[8]应用小干扰RNA技术和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)激酶活性抑制剂,可诱导CDK4和Cyclin D1的低表达及P27Kipl的高表达,进而引起细胞周期G1期阻滞,抑制卵巢癌细胞的增殖、浸润和转移。Masamha等[9]证实通过用SHetA2可使CyclinD 1磷酸化和泛素化,从而导致卵巢癌细胞停留在G1期,充分证明了CyclinD 1是治疗卵巢癌的一个有效性的目标。此外,Goyenenche等[10]发现,米非司酮可通过增强P21cipl和P27kipl对CDK2的抑制作用和CDK2-Cyclin E降低功能的小分子化合物及酶活性引起卵巢癌细胞的生长阻滞。目前有许多具有CDK2抑制功能的小分子化合物,在临床试验中广泛应用于各种肿瘤的治疗。

2.3 细胞周期调控与卵巢癌预后的相关研究

Sui等[11]发现,在良性、交界性和恶性卵巢肿瘤中,P27kipl阴性表达且同时CDK2和Cyclin E阳性表达的患者总体存活率较低,Farley等[12]对139例卵巢癌组织中的Cyclin E的表达进行研究,同样证明Cyclin E的表达与患者的预后相关,Cyclin E高表达者预后差。Bedrosian等[13]对卵巢癌中表达的Cyclin E蛋白也作进一步的研究,发现卵巢癌中过度表达的Cyclin E蛋白与正常上皮细胞表达的蛋白种类相似,都为低分子蛋白,并且表达这些蛋白的肿瘤往往是晚期的病例,预后差。在研究这些低分子蛋白的活性发现:其激酶活性较其他的Cyclin E蛋白增强了10倍。因此,在卵巢肿瘤中这种过度表达的低分子量形式的Cyclin E蛋白可能改变了细胞的生物学特性,为解释其与卵巢癌预后的关系提出了一种可能的机理。Buchynska等[14]研究发现,中、低分化的卵巢癌表现出P53、P16的高表达,P53、P16、Cyclin D1强阳性,病人预后差,总体生存率降低。Konecny等[15]探讨了CDK4/6抑制剂PD-0332991对人卵巢癌细胞株的影响。根据PD-0332991浓度的不同,抗增殖作用出现在所有的卵巢癌细胞株中。P16低表达的Rb细胞株对CDK4/6具有强抑制作用,CDK4/6抑制剂诱导G0/G1细胞周期阻滞,在一定浓度和时间上阻断Rb细胞磷酸化,提高了化疗作用。Kudooh等[16]对p16及p15基因与卵巢癌化疗敏感性的关系进行研究发现,铂类化疗6个月后,经第2次手术证实,不敏感组的p16及p15基因缺失率较敏感组明显升高,而且p16、p15基因缺失者的预后也较基因表达组更差。因此,P16不仅在卵巢癌的发生发展中起作用,而且影响患者对化疗药物的敏感性及预后。

目前有研究认为“肿瘤属于细胞周期病”,因此,对细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子在细胞周期中的作用和机制的深入研究,将有助于阐明卵巢癌的发生、发展机制,对卵巢癌的诊断、治疗以及预后评价都将有十分重要的意义。为了更进一步的明确各元件之间的影响机制,还需要更精确、简便、实用的方法对通路中的各元件进行检测。

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