别泛素化底物并将其传送至蛋白水解核心复合物进 行降解的功能 所以 有可能起到调节蛋白降解的作用 实际上 是连接信号传导和蛋白降 解的分子平台 与 家族的 泛素连接酶结合 并且与 的去 化活性相关 以此来调节此类 连接酶的活性 连接酶在细胞周期! 损伤反应 凋亡和肿瘤发生的过程中对主要癌基因和抑癌基因

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1 在肿瘤中作用及其机制的 刘艳梅 高蜀君 复旦大学附属妇产科医院 上海市女性生殖内分泌相关疾病重点实验室 上海 摘要 ( 是组成型光形态发生因子 &( 的一个亚基 是存在于动植物细胞核内高度保守的多亚基蛋白质复合物 近年来研究显示 ( 在乳腺癌 甲状腺癌 食管鳞状细胞癌等多种恶性肿瘤中过度表达 其与肿瘤的发生 发展密切相关 ( 是蛋白质水解和信号转导之间的分子平台 参与多条细胞信号转导通路的调控 并由此促进肿瘤的发生及发展 但其上游分子目前研究不多 本文现就 ( 在肿瘤的作用及其作用机制作一综述 以期为恶性肿瘤治疗策略的制定及新型药物的研发提供可靠的理论依据 关键词 ( 肿瘤 机制中图分类号 文献标识码 ) 文章编号 *+$!!%)!" #$%&! '"!! '" ",-. /%01 "#$#%!0! %* 1%0 2!3 4 5#*%.%60!"%" 70, *#60 %*%0 0 0* 8!0!0!"%" "% (!!##% 4 %!#60 3"3"0%0!! &!%!0 9(: "" %!060* #!##% 30% 3 0; " 0;!! % "0 %# 0#! 4 3 %! %* %! -% 00% 0!!#*0! "60!"% " (! 600;30!!0* % % %% #!!#"! 0! %0"* %0%* 0!3"0!##! 0 %""!!0 0 0* "0 #0%0 %* *060 30% 4 #! (! 0# % 30% "*!! %*!% %!*#% ( 330! % "0 0# % 4 # 3 0 0!% %!*#% 3"! %* "#! 30! #0%0!! %* # *060 30% 2060" !#*0! %! #3!0 0# 0! "! 0 060! "0 0 %* 0 0* 0"%! 4 ( % #!"" # * #0 % *060 30% 4 %0 "030#!00! 4 %% #! () *(#0"%! ( %!#60 3"3"0%0!! &!%!0 是存在于所有真核生物细胞核内高度保守的多 亚基蛋白质复合物 由 个亚基 (( 和最新发现的第 & 个亚基 () 组成 最初 耶鲁大学的研究人员在研究植物拟南芥光形态的发生机理时 发现该植物存在一系列突变株 而且发现这些突 收稿日期 修回日期 基金项目 上海市科委自然科学基金 通讯作者 高蜀君!"#$#%&&' 变株中相应基因位点的缺失会导致在暗生长中的植物呈现出一种类似于光下生长状态的现象 这就是组成型光形态发生现象 %!#60 3" 3"0%0!! 后来 越来越多的研究发现 组成型光形态发生因子 & 信号复合体 ( 也存在于哺乳动物和无脊椎动物中 是一种存在于所有真核细胞中的结构高度保守的多亚基蛋白复合体 与 现象密切相关 ( 与 蛋白酶体的 & 盖子 复合物具有同源性 & 盖子 被认为具有识!"#!

2 别泛素化底物并将其传送至蛋白水解核心复合物进 行降解的功能 所以 有可能起到调节蛋白降解的作用 实际上 是连接信号传导和蛋白降 解的分子平台 与 家族的 泛素连接酶结合 并且与 的去 化活性相关 以此来调节此类 连接酶的活性 连接酶在细胞周期! 损伤反应 凋亡和肿瘤发生的过程中对主要癌基因和抑癌基因的表达蛋白起到很重要的降解作用 另有研究发现 " 可以与 #$ 家族的 泛素连接酶 "!% 相互作用 调节其泛素化 & 降解过程 由于许多原癌基因和抑癌基因的产物如 %%'% 都是通过泛素蛋白酶体途径降解 而 调控泛素蛋白酶体的降解 因此 可能在肿瘤的发生发展中发挥重要作用 作为 的一个亚基 尽管在哺乳动物细胞内反义介导的 " 基因敲除阐明了其对于细胞生长的必要性 但其体内生物学功能尚不清楚 人来源的 " 基因定位于 ()* + 在许多恶性肿瘤, & 如乳腺癌 宫颈癌 结肠癌 甲状腺癌等都发现了 " 的过度表达 表明 " 在肿瘤的发生发展中发挥重要作用 本文现就 " 在肿瘤的作用及其作用机制作一综述 以期为恶性肿瘤治疗策略的制定及新型药物的研发提供可靠的理论依据 " 结构及其在 复合物中的作用 由两个对称的模块 --- 和 -'-"- 和!% 组成 且通过 和 " 的相互作用相联系 ' 和 " 是含有.% 域./*/ 和 %0/ 末端片段 的亚基 研究发现 有两种类型的.% 域 一种是类似 ' 的 1! %-. 基团 具有金属酶活性 另一种与没有 1!.. 基团的 " 类似 没有相关的金属异肽酶活性 介导的去 化过程依赖 ' 然而单独的 ' 没有金属酶活性 除非与 的其他亚基相结合 虽然 " 的.% 域没有异肽酶活性 但以往的电镜研究表明 ' 从 % 单元集群平台扩展 ' 和 " 的.% 域相互连接 而且 " 的 端 " 与 相互联系 说明 " 作为 复合物组装的核心支架 尤其在将 ' 与其他亚基连接的过程中发挥 重要作用 从而维持 复合物的完整性 以往研究发现 完全敲除 " 基因可导致 不稳定和各种 组分的衰变 以及 家族 2 ' 2 和 2 的完全丧失 上述研究均表明 " 对于 复合物的组装是不可或缺的 " 在维持 复合物的完整性方面起到了至关重要的作用 由于 " 全长蛋白质的结构很难获得 目前 " 研究主要聚焦于 " 的.% 域结构.0 等用 "! 分辨率获得了 ".% 域 3&4&00 的晶体结构 发现每个 " 单体由 & 条 链和 个 螺旋体构成 在其晶体结构中存在两种形式的二聚体 第一种由不对称单元中的两个分子形成 称为!5 型二聚体 ()*! 第二种是由邻近的 个 " 单体之间的域交换形成 称为!5 型二聚体 即在两个相邻的 " 单体之间 一个 " 单体的.% 域的 & 链与另一个 " 单体.% 域的 & 链相交换形成一个典型的.% 折叠 ()* 5 " 在恶性肿瘤中过表达及促进肿瘤发生发展的机制 从 6 和基因表达数据库所获得的人类癌症病人转录数据集揭示许多类型的恶性肿瘤 如胶质母细胞瘤 乳腺癌 多发性骨髓瘤 白血病 存在 " 的过度表达 780 等利用整合基因组微阵列分析系统 9.! 评估 " 基因的缺失或扩增 结果发现 大量样本 乳腺癌细胞系和其他类型癌症细胞系 都有 " 基因区域的扩增 然后利用定量 %: 技术证实了乳腺癌样本存在 " 基因 -* &;; &;;" &;;' &;;&" &;;' &;;'! " "#" " $ %&' ",!"#!

3 (# (# % % % % (# )89) 降解 ) :$ 等研究发现 人乳腺癌组织中!" 与 (*( 的表达呈正相关!" 与 (*( 直接作用 其作用位点为 (*( 的 8/,/ 氨基酸 而 (*( 自我泛素化位点为赖氨酸,"/ 位于 (*( 与!" 相互作用的区域内!" 通过抑制 (*( 的自身泛 (# 素化 增强 (*( 的 稳定性 从而导致 +,!"# $ %&#' 的降解 然而在 (*( 缺失的小鼠 扩增 而且!" 基因复制数量和肿瘤大小之间存在正相关 通过比较恶性滤泡甲状腺癌 良性甲状腺病变 滤泡状腺瘤 腺瘤样结节 结节甲状腺肿 和正常甲状腺组织中!" 的表达差异 发现恶性组织比良性病变和正常组织表达更多的!" 以上这些结果表明!" 在肿瘤中过度表达且不限定于某些特定类型的癌症病例 但!" 具体通过何种机制促进肿瘤的发生和发展 目前仍不明确 仍需更多研究阐明!" 的致癌机理 以往研究发现 人类!" 与 型人类免疫缺陷病毒蛋白相互作用蛋白 #$% &' %$% '% & 相互作用 & 拮抗!" 的表达 从而导致 ) 细胞增殖受到抑制 细胞周期阻滞于 ( 期 近年来 有关!" 在肿瘤中的作用机制主要集中在信号转导方面 研究发现!" 参与多种信号通路的调节 如!"(*(+, 轴!"-"-"+, 轴!".))/,,0 轴!".) '1')!" 不能诱导 +, 的降解 表明!" 介导的 +, 降解是依赖 (*( 的 进一步研究发现 -0 轴通过!" 增强 (*( 的稳定性 从而导致 +, 的降解 -0 轴在 '+, 的降解中发挥重要作用 0 是一种丝 苏氨酸激酶 为人体重要的肿瘤调节因子 - 在许多恶性肿瘤如乳腺癌 卵巢癌 肺癌 胃癌等过度表达 在 - 过度表达的癌症细胞中,0 信号通路被激活 0 与 (*( 结合并在!)"" 和!)" 将其磷酸化 磷酸化的 (*( 增强了 +, 的泛素化和降解 另有研究发现 -0 轴与!" 的调节有关 0 是!" 的正向调节蛋白 0 与!" 相结合 并使!" 在!"; 磷酸化 减少了泛素介导的!" 蛋白质降解 0 对!" 的正向调节作用导致 +, 的降, 解 细胞转化和 * 损伤 以上这些结果表明 -0 轴通过!" 正向调节 (*( 的稳定性促进 +, 的降解 从而促进肿瘤的发生 轴 -0!"+ 轴!"- 轴!" #%2345(6 轴!"7%$%% 轴和!"!"-"-"+, 轴目前已经明确高危型人乳头瘤病毒 & -2 轴 并由此促进肿瘤的发生和发展 持续感染与宫颈癌的发生密切相关 (*(+, 通 -0!"(*(+, 轴在许多类型的恶性肿瘤如胃癌 前列腺癌 乳腺 路因病毒蛋白 -" 的参与而特异性转换为 -"-" / '+, 通路 -" 属于 - 家族的 -, 泛素连接 癌等均发现 (*( 的过度表达 (*( 的过度表达将导致 +, 的降解 (*( 也可以通过自我泛素化 酶 被病毒蛋白 -" 结合后发挥降解 +, 的作用 研究发现 在 & 感染的细胞中!" 可以正向!"#! ",

4 调节 蛋白的表达 在病毒阴性的细胞中则无 此作用 有研究显示 和 在宫颈癌组织中有过表达和突变的现象 可以上调 蛋白的表达 抑制 的表达可以使 表达下降 细胞增殖能力降低 细胞周期停滞于 期 动物实验显示 敲除 可以显著抑制肿瘤生长 且肿瘤中 蛋白表达水平下降 蛋白表达水平增加 以上结果说明 可以通过上调 蛋白的表达 促进 的降解 从而促进宫颈癌的发生发展 进一步研究发现 可以通过去 结构域与 相结合 通过抑制其泛素化稳定其蛋白表达 发挥持续降解 的作用 抑制 的表达 可以使 下游的靶基因表达增加 细胞增殖受到抑制 凋亡增加 裸鼠移植瘤生长受到! 抑制 "#$% 轴组成型光形态建成 &'%%%()*+,-%./,-0) &"&1 蛋白是一种 泛素连接酶 参与各种蛋白底物的泛素化触发蛋白酶的降解 "& 通过泛素蛋白酶体途径 独立于 或 /- 与 相互作用 增加 的周转率 负性调节 "& 作为 的 泛素连接酶在体内外抑制 依赖的转录 细胞凋亡 &# 蛋白为, 的下游 靶点 损伤时 诱导 &# 表达上调 同时 &# 对 的表达有正反馈作用 &# 也是蛋白激酶 % 的负性调控因子 &# 作为一种肿瘤抑制因子 在许多恶性肿瘤中表达下! 降或缺失 有研究发现 作用于 "& 通过减少 "& 的自我泛素化和降低其周转率来稳定 "& 的表达 增强 "& 介导的 &# 泛素化 &# 水平下调 激活 $% 促进 $% 介导的细胞存活 同时 &# 水平下调可阻断其对 的 正反馈作用 另有研究发现 在 &# 基因敲除的细胞 损伤后 "& 表达不下调 表明 &# 是 "& 对 损伤反应的一种关键性调节因子 研究还发现 &# 可以增强 "& 的自我泛素化 防止 "& 介导的 泛素化 降解和转 录抑制 "&,'$,& 轴近年来 关于 下游靶基因在细胞周期进展中的研究也越来越多 如上所述 " 蛋白是一 种 泛素连接酶 参与各种蛋白底物的泛素化触发蛋白酶的降解,'$, 是一种参与细胞周期调控的关键 $ 抑制剂 但其上游调节因子研究不多 目前已有较多研究阐明了 的,'$, 的关系 研究发现 " 作为一种 泛素连接酶作用于, 的 基团促进泛素介导的, 的降解 从而促进肿瘤细胞的生长 "& 轴的降调 & 与肿瘤的发生密切相关 进一步研究发现 异位表达的 可降低, 的表达 敲除 基因可增强, 的稳定性 "& 为, 的负性调控因子 而 为 "& 的上游分子 通过 "& 增强,$, 的泛素化 降低,'$, 的稳定表达 促 进肿瘤的生长和转移 上述研究表明 ", '$, 轴可作为肿瘤治疗的一个潜在靶点 通过降调 的表达抑制,'$, 的降解 可能有助于抑制细胞周期的进展 23%$, 轴 # 研究发现 4',, 是 新的作用靶点,, 是,,5,$,& 4 家族的成员 与,$,& 有相同的序列,, 过度表达将导致细 胞周期停滞在 & 期 在许多恶性肿瘤如胃癌 胰 腺癌等都发现 表达下降 众所周知 通过 #, '6 连接酶 降解 -) 等研究发现 与, 相互作用 促进, 介导的 泛素化 降低稳定状态的 水平 过度表达的 拮抗 介导的细胞增殖抑制 细胞周期 & 期停滞 细胞转化抑制 因此 和 的连接 有望作为癌症治疗的一个重要靶点 另有研究发现 23% 轴为 的一个重要的负性调控因子 在 23 过表达的乳腺癌细胞 的修复可抑制乳腺癌细胞的生长 而 的过表达促进 的降解 因此 通过针对 的靶向治疗以阻止 的降解 将对许多恶性肿瘤的预防和治疗奠定非常重要的基础 7 轴 7 作为重要的抑癌基因 它的突变或缺失! # 将引发许多肿瘤的发生 陈波等在研究 对人乳腺癌细胞增殖的影响时 将 -3 转染人乳腺癌细胞 6 结果发现 在 表达降低的同时 7 表达增加 乳腺癌细胞 # 在转染 7 磷酸酶基因 后 其增殖受到抑 #!"#!

5 制 而转染 后 能够逆转 的增殖抑制作用 促进细胞生长 以上结果说明 和 之间有相互作用 可能作为 的降解蛋白下调 的表达 从而加速肿瘤细胞的增殖与生长 但 具体通过何种机制降调 的表达从而促进肿瘤的生长 仍未阐明 目前关于 对 调节机制的研究有限 为更好地理解 与 之间的作用机制 仍需进一步研究!"#$% 轴超过 & 的恶性肿瘤细胞存在 #' 基因的过 度表达 #$% 通过促进细胞增殖和阻止细胞分化 诱导肿瘤的发生 过度表达的 #$% 可破坏对 损伤检查点的控制 导致基因组不稳定和肿瘤的进 展 关于 #$% 蛋白水平的调节机制 已有研究发 现 泛素连接酶!" 可促进 #$% 的降解 ( ) 等研究发现 可以增强 的 (** 化活性 促进!" 的自我泛素化和降解 从而稳定 #$% 的表达 促进肿瘤的发生 因此通过针对 的靶向治疗降低 #$% 的表达 有望为肿瘤的治疗提供新的思路 +,-%.,( 轴 +,-%.,( 信号通路与肿瘤的发生 发展密切相关 因为该信号通路下游含有许多参与细胞增 殖分化和凋亡的基因 有研究发现 在结肠癌中 过表达 与 连环蛋白的表达呈正相关 通过阻断泛素蛋白酶体途径稳定 连环蛋白的表达 从而促进结肠癌的发展 当 的表达受到抑制时 肿瘤生长减慢 另有研究发现 在甲状腺癌中 也通过 +,- 连环蛋白通路诱导 上皮间质转化 从而促进肿瘤的进展 上述研究表明 +,-%.,( 可能为 的另一个下游靶点 /01 轴最近研究发现 1 为 新的作用靶点 /01 轴可作为潜在的肿瘤治疗靶点 1 是一种在多种恶性肿瘤中过度表达的跨膜糖蛋白 磷酸化的 1 激活一系列下游信号通路如 #0-, 和 % 从而促进肿瘤的生长和转移 /%& 相互作用蛋白的 末端 /0 可作为一种 泛素连接酶调节许多肿瘤相关蛋白的降解 /0 可通过降调 1 通路作为一种肿瘤抑制因 子 抑制肿瘤生长的转移 最新研究发现 在胶质 母细胞瘤 与 /0 相互作用 增强 /0 的自我泛素化导致 /0 不稳定 降调 /0 的表达 从而正向调节 1 的稳定性 增加 1 的稳定表 达 从而促进肿瘤细胞的增殖和转移 上述研究表明 /01 轴可能作为肿瘤的一个潜在治疗靶点 但目前有关 /01 轴的研究较少 关于 调节 /01 轴的具体机制 需进行更深入的研究 展望 作为 的一个亚基 在 复合物的组装中发挥了至关重要的作用 在许多恶性肿瘤中均有 的过表达 通过参与调控多种信号传导途径发挥致癌活性 与恶性肿瘤的发生 发展密切相关 目前关于 下游靶基因的研究主要聚焦于与细胞凋亡及细胞周期相关的基因 如 )2 3242)2#$% 等 是否影响与肿瘤细胞迁移 侵袭密切相关的基因如 ## 等不得而知 是否与肿瘤的新生血管生成有关仍不明确 关于 是否与肿瘤细胞耐药性的产生有关尚缺乏这方面的研究 目前关于 上游分子的研究有限 已有研究仅发现 /, 为 的上游调控因子 是否还有其他上游基因调控 的表达从而促进肿瘤的发生 发展尚不明确 总之 通过调控多种信号传导途径发挥致癌活性 针对 的抑制剂有望作为有力的抗癌靶向药物 但是关于 在肿瘤发生 发展中的具体机制仍有待进一步研究 是否与肿瘤的新生血管生成有关 是否与肿瘤细胞的耐药性有关 是否受其他上游基因的调控 5 需要进行更深入的研究以明确其致癌机制 从而为肿瘤的预防及治疗提供可靠的实验依据 参考文献 67.89:,; +(,(* #(,. ( %982(!. 9:( 8,, %(. (.,9 :9:(*, %9, , *(:(928(,. ",% 67 ( 34) 67 9;( ;(<(: #1=(. 1(,.!"#! )

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王超 宋昱 郭奇桑 等 宫颈癌中 "70 对 96$ 的调节作用及其临床意义 中国临床医学 >*3+4.% 8?5 < &'! *+818 A A 2++ & 7 " ' >>3+4*.+2 B &?/ BB@ ' 106 & 2++ & E =6E 6E " >>34+>%.+>* "??<''A "7 "? ' "#$% & ' '5 "#$! 9+ '& >!"#!

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