S期激酶相关蛋白2与人类恶性肿瘤关系的研究进展

周幸综述，施鑫审校

0 引言

恶性肿瘤发生的共同特征之一是细胞周期调控机制紊乱，细胞失控性生长。参与细胞周期调控的主要因子有:周期蛋白(cyclin)，周期蛋白依赖性激酶(cyclin dependent kinase，CDK)以及CKI。CDK与cyclin-CDK复合物正性催化细胞周期过程，而CKI通过与cyclin、CDK或cyclin-CDK复合物结合抑制并阻断细胞周期进程。Skp2是新发现的泛素连接酶复合物(Skp1-Cullin-F-box，SCF)中DNA复制所必须的一种F-box蛋白，因能降解一种主要的CKI-p27kip1从而参与细胞周期的调控，与恶性肿瘤的发生发展密切相关。近年来Skp2作为一种新的癌基因，已日益成为恶性肿瘤发生发展进程的研究热点。

1 Skp2的名称由来及结构特点

1995 年，Zhang等［1］首次分离了编码p19和p45的cDNA，体外重组实验发现p19和cyclinACDK2的结合需要p45;体内微量注射抗体或反义寡核苷酸干扰p45的功能，发现细胞不能进入S期。由于p45是从未报道的cyclinA-CDK2相关蛋白，且又主要存在于恶变细胞的S期，所以被命名为S期激酶相关蛋白2，简称Skp2。Skp2基因是Demetrick等［2］通过荧光原位杂交发现的，其定位于5p13，编码的蛋白质由436个氨基酸组成，相对分子质量约45000。目前所知的Skp2含有1个F-盒区、10个富亮氨酸重复区(leucine-rich repeat，LRR)及1个C-末端尾巴结构，三者依次相互连接。约由40个氨基酸组成的F-盒区由3个α-螺旋结构构成，与Skp1调节蛋白相连。每个LRR由一个β-链和一个α-螺旋构成，LRR在蛋白泛素化过程中与底物蛋白直接相连，在底物识别中起重要作用。

2 Skp2的功能及作用机制

Skp1-Cullin-F-box蛋白复合体(简称SCF复合体)由Skp1，一个Cullin亚单位，Rocl(Hrtl或Rbx1)和诸多F-box蛋白中的一员组成。SCF复合体作为泛素连接酶，参与许多细胞周期调控因子的泛素依赖性蛋白水解作用，其中F-box蛋白起特异性识别底物的作用，从而使SCF复合体具有特异性。Skp2作为人类F-box蛋白家族中的一员，在许多细胞周期调控因子的泛素依赖性蛋白水解途径中起到特异性识别底物的作用，从而参与细胞周期的调控。目前已发现许多细胞周期调控因子，如E2F、cyclin D1、cyclin E、cyclin A、cyclin B、CDC25B、p21waf1、p27kip1、p53都是泛素蛋白酶体途径的底物［3］。而其中最受人们关注的p27kip1是近年来新发现的G1期检查点相关基因，负性调节细胞增殖，被认为是一种候选的抑癌基因，该基因启动子序列全长为3568 bp，共有16个转录因子［4］。杜莉莉等［5］研究表明:外源性p27kip1基因对乳腺癌MCF-7细胞生长和细胞周期有明显抑制作用。在有丝分裂因子的刺激下，p27羧基端的Thr-187先被CDK2磷酸化，该羧基端再与Skp2的LRR结构域结合而进入泛素化降解。在纤维母细胞中过量表达Skp2使细胞从G1期进入S期，在这些细胞中p27蛋白水平下降［6］。p27(T187A)突变的静止细胞中，p27不能被磷酸化和降解，因而抑制细胞进入S期［7］，表明Skp2通过调节p27的降解在G1-S期转变中发挥关键作用。

3 Skp2与多系统肿瘤

3.1 Skp2与呼吸系统恶性肿瘤的关系Osoegawa

等［8］应用免疫组化方法对138例非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer，NSCLC)标本检测Skp2蛋白的表达，发现其在男性、吸烟者、鳞癌及低分化癌的病例中呈过表达，多因素分析示Skp2表达是NSCLC患者生存的一个独立的预后因素。Skp2过表达与p27表达的抑制及NSCLC的侵袭性密切相关。Takanami［9］用RT-PCR和免疫组化方法研究79例NSCLC标本Skp2表达与临床病理学特征及预后的关系，发现Skp2表达与肿瘤的临床分期、淋巴结转移、血管侵袭、组织学类型等显著相关，Goto等［10］研究表明，Skp2高表达的肺腺癌与出现血行转移或是淋巴管的浸润显著相关。推测Skp2可能经由p27介导的和非介导的机制来调控p27的降解，参与肺腺癌的发生发展。

3.2 Skp2与消化系统恶性肿瘤的关系Ma等［11］用免疫组化方法检测了138例胃癌患者(无淋巴结转移)的胃癌标本、102例有淋巴结转移的胃癌标本、30例不典型增生的标本、30例肠化生标本、10例慢性浅表性胃炎标本及5例正常胃黏膜标本Skp2的表达，同时检测了138例胃癌标本中p27和第10染色体丢失的磷酸酶(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)的表达，发现Skp2表达在正常胃黏膜、肠化生、不典型增生、胃癌、胃癌伴淋巴结转移进行性升高，差异有显著性统计学意义。Skp2的表达与胃癌的分化程度、血管浸润及出现淋巴结转移明显相关，同时发现在胃癌组织中，Skp2的表达与p27和PTEN的表达呈负相关，提示Skp2的过度表达与胃癌的发生发展有关，可能是介导p27蛋白降解所致。Li等［12］用免疫组化和Western-blot方法对102例大肠癌、12例伴有淋巴结转移、11例大肠腺瘤伴腺癌、36例腺瘤及12例正常大肠黏膜进行Skp2检测时发现，从正常大肠粘膜、腺瘤到大肠癌，从轻度、中度到重度不典型增生，从腺瘤到腺瘤伴腺癌，从大肠癌到大肠癌伴淋巴结转移，Skp2的表达逐渐升高，差异有显著性统计学意义。同时在大肠癌和腺瘤中高表达的Skp2伴有cylinA、cylinB1、cylinE、CDK2(仅在大肠癌中)和Ki67表达升高。以上提示Skp2的过度表达与大肠癌的发生及出现淋巴结转移有关。

3.3 Skp2与泌尿系统恶性肿瘤的关系Langner等［13］通过免疫组化方法研究发现Skp2的免疫活性随着肾肿瘤的病理分级、临床分期上升而增加，而且Skp2的表达和侵袭性与肿瘤的形态特征有显著关联性。Skp2在转移性肿瘤中比在原发性肿瘤中有更高的表达，这一结果说明了Skp2的致瘤性。Cord等［14］研究了Skp2和P27kip1在上尿路移行上皮细胞癌中表达，结果显示Skp2随着肿瘤的临床分期和病理分级上升免疫活性增强，并且和肿瘤细胞有无侵入血管及淋巴管相关，后一点在其他类型的肿瘤中未见报道。P27kip1的表达和肿瘤的高临床分期的关系有一定的趋向性，即肿瘤的临床分期越高，P27kip1的表达越少甚至缺如，但无统计学意义。P27kip1和肿瘤的病理分级以及患者的预后无明显的相关性，表达低的患者的预后未表现出更短的生存期。对于Skp2和P27kip1，Cord等［14］报道没有发现它们之间的负相关性，而Hershko等［15］在结肠癌的研究中表明它们之间有负相关性。两者在不同的组织中表现出不同的内在联系，可能是不同的机制参与了P27kip1的降解，一是泛素依赖性途径，另一是独立于泛素依赖性途径，后者近来有相关的报道。Marija等［16］研究美国非裔前列腺癌患者后发现在162例标本中Skp2和P27kip1的表达率分别为57.4%，69.1%。囊外扩展病例Skp2的过表达非常明显，Skp2高表达患者比低表达患者的前列腺特异性抗原再次出现的时间要早2.77年，Skp2的过表达和不良预后相关。另外，Skp2和P27kip1虽在53.7%的患者中有负相关，但P27kip1的降解并不是唯一的和Skp2的过表达有关，Skp2在前列腺癌中的作用机制尚需进一步研究。Yang等［17］研究认为Skp2与P27kip1、PENT呈负相关，且两者之间有统计学意义。

3.4 Skp2与血液系统恶性肿瘤的关系Min等［18］应用Western blot分析方法检测99例初次诊断为急性髓系白血病(acute myeloblastic leukemia，AML)的患者，发现Skp2表达增高者占57.6%(57/99)，且与年龄、性别、白细胞计数以及FAB分型无明显关联性，而与不良的细胞遗传学之间差异有统计学意义(P＜0.05)。p27kip1明显定位在Skp2高表达的细胞质中，且p27kip1表达的核质比例与Skp2表达水平相关。线性回归分析显示Skp2与p27kip1之间无负相关关系(r=0.082，P=0.613)。AML中Skp2高表达，与无病生存及总生存率有关，是独立预后指标。另外，Skp2蛋白表达与PTEN磷酸化有密切相关，pPTEN-Skp2轴可能是AML有希望的治疗靶点。Seki等［19］应用免疫组化方法分析了27例新发弥漫性大B细胞淋巴瘤的患者，结果表明Skp2高表达与临床分期相关(P＜0.05)，差异有统计学意义。Latres等［20］培育了表达Skp2的转基因鼠及Skp2和N-ras的双重转基因鼠。结果与对照组及单一转基因动物比较，这2种转基因具有很强的协同作用，并使T淋巴细胞潜伏期缩短，易感性增高，从而导致鼠生存率明显下降。实验中还检测到淋巴瘤中Skp2的表达和p27kip1的表达呈负相关，与肿瘤的恶性程度直接相关。

3.5 Skp2与头颈部恶性肿瘤的关系Shintani等［21］用免疫组化方法检测75例口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma，OSCC)标本中Skp2、Jabl(Jun activation domain—binding protein 1，Jun活化区结合蛋白)和p27表达，发现p27和Skp2和Jabl表达水平间存在显著负相关，且p27的低表达与Skp2及Jabl的过表达同颈淋巴结转移显著相关，p27低表达者及Jabl高表达者预后差，作者同时用Western blot试验分析13个OSCC细胞系和8例OSCC标本，发现p27表达与Skp2表达及p27表达与Jabl表达间均存在负相关性，故作者认为Skp2、Jabl及p27表达水平的变化有可能成为OSCC的预后指标。Dong等［22］用免疫组化方法分析102例喉鳞状细胞癌标本发现Skp2表达阳性率为36.7%，并与淋巴结转移呈显著正相关关系(P=0.002)，与p27表达呈负相关性(P=0.026)，Kaplan-Meier生存分析显示Skp2过表达并p27表达减低组的5年无瘤生存率及5年生存率较其他各组都差(分别为P=0.001 7和P＜0.01)，作者认为Skp2表达与肿瘤发展密切相关，可作为喉磷状细胞癌的独立预后指标。王丽等［23］利用免疫组化方法检测39例鼻咽癌组织及24例慢性鼻咽炎组织中Skp2及p27kip1的表达，发现Skp2在鼻咽癌组织和慢性鼻咽炎组织中的阳性表达率分别为71.79%和41.67%，差异有统计学意义;而p27在鼻咽癌组织和慢性鼻咽炎组织中的阳性表达率分别为35.90%和79.17%，Skp2、P27在鼻咽癌组织中的表达呈负相关(r=－0.373，P=0.019)。研究还发现Skp2、p27的蛋白表达与鼻咽癌的临床分期、颅神经侵犯有关(P＜0.05)，与年龄、性别、分化程度、颈淋无关(P＞0.05);因而认为Skp2、P27可能与鼻咽癌的发生发展有关，联合检测Skp2、p27蛋白为判断鼻咽癌生物学行为的指标之一。

4 Skp2的临床意义

Skp2无论是在基因还是在蛋白水平都已经在多系统恶性肿瘤中检测到异常表达，表明其在恶性肿瘤的发生发展中发挥着重要的作用，对评估患者的预后也有较大的意义，而且Skp2、p27kip1在许多恶性肿瘤中的负相关表达使人们推测Skp2-p27kip1代表了一种致癌通路，因此，Skp2基因的研究对于肿瘤的诊断，治疗及判断患者的预后具有广泛的前景。但目前对Skp2的研究尚处于初级阶段，其在不同的器官、不同的病理类型中的意义可能并不相同，还有待进一步研究。

［1］Zhang H，Kobayashi R，Galaktionov K，et al.p19Skpl and p45Skp2 are essential elements of the cyclin A-CDK2 Sphase kinase［J］.Cell，1995，82(6):915-925.

［2］Demetrick DJ，Zhang H，Beach DH，et al.Chromosomal map-ping of the genes for the human CDK2/cyclinA-associatedproteins p19(SKP1AandSKP1B)and p45(SKP2)［J］.Cyto-genet Cell Genet，1996，73(1-2):104-107.

［3］Ezoe S，Matsumura I，Nakata S，et al.GATA22 Pestrogen receptor chimera regulates cytokine2 dependent growth of hematopoietic cellsthrough accumulation of p21(WAF1)and p27(Kip1)proteins［J］.Blood，2002，100(10):3512-3520.

［4］管晓翔，陈巍巍，陈龙邦，等.p27Kip1基因启动子区的生物信息学分析［J］.医学研究生学报，2010，23(10):1029-1032.

［5］杜莉莉，管晓翔，陈龙邦，等.外源性p27Kip1基因转染对人乳腺癌MCF-7细胞株细胞周期和增殖的影响［J］.医学研究生学报，2007，20(10):1010-1013.

［6］Carrano AC，Pagano M.Role of the F-box protein Skp2 in adhesion-dependent cell cycle progression［J］.J Cell Biol，2001，153(7):1381-1390.

［7］Malek NP，Sundberg H，McGrew S，et al.Amouse knock-in model exposes sequential proteolytic pathways that regulate p27Kip1 in G1 and S phase［J］.Nature，2001，413(6853):323-327.

［8］Osoegawa A，Yoshino I，Tanaka S，et al.Regulation of p27 by S-phase kinase-associated protein 2 is associated with aggressiveness in non-small-cell lung cancer［J］.J Clin Oncol，2004，22(20):4165-4173.

［9］Takanami I.The prognostic value of over expression of Skp2 mRNA in non-small cell lung cancer［J］.Oncol Rep，2005，13(4):727-731.

［10］Goto A，Niki T，Moriyama S，et al.Immunohistochemical study of Skp2 and Jab1，two key molecules in the degradation of p27 in lung adenocarcinoma［J］.Pathol Int，2004，54(9):675-681.

［11］Ma XM，Liu Y，Guo JW，et al.Relation of overexpression of Sphase kinase-associated protein2 with reduced expression of p27and PTEN in human gastric carcinoma［J］.World J Gastroen-terol，2005，11(42):6716-6721.

［12］Li JQ，Wu F，Masaki T，et al.Correlation of Skp2with carci-nogenesis，invasion，metastasis，and prognosis in colorectaltumors［J］.Int J Oncol，2004，25(1):87-95

［13］Langner C，von Wasielewski R.Biological significance of p27 and SKP2 expression in renal cell carcinoma.A systematic analysis of primary and metastatic tumour tissues using a tissue microarray technique［J］.Virchows Arch，2004，445(6):631-636.

［14］Langner C，von Wasielewski R.expression of p27 and its ubiquitin ligase subunit SKP2 In upper urinary tract transitional cell carcinoma［J］.Urology，2004，64(3):611-616.

［15］Hershko D，Bornstein G，Ben-Izhak O，et al.Inverse-relation between levels of P27kip1and of its ubiquitin ligase subunit SKP2 in colorectal carcinomas［J］.Cancer，2001，91:1745-1751.

［16］Drobnjak M，Melamed J，Taneja S，et al.Altered expression of p27 and SKP2 proteins in prostate cancer of African-American patients［J］.Clin Cancer Res，2003，9(7):2613-2619.

［17］Yang G，Ayala G，De Marzo A，et al.Elevated SKP2 protein expression in human prostate cancer:association with loss of the cyclin-dependent kinase inhibitor p27 and PTEN and with reduced recurrence-free survival［J］.Clin Cancer Res，2002，8(11):3419-3426.

［18］Min YH，Cheong JW，Lee MH，et al.Elevated S-phase kinase-associated protein 2 protein expression in acute myelogenous leukemia:its association with constitutive phosphorylation of phosphatase and tensin homologue protein and poor prognosis［J］.Clin Cancer Res，2004，10(15):5123-5130.

［19］Seki R，Okamura T，Koga H，et al.Prognostic significance of the F-box protein Skp2 expression in diffuse large B-Cell lymphoma［J］.Am J Hematol，2003，73(4):230-235.

［20］Latres E，Chiarle R，Schulman BA，et al.Role of the F-box protein Skp2 in lymphomagenesis［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2001，98(5):2515-2520.

［21］Shintani S，Li C，Mihara M，et al.Skp2 and Jabl expression are associated with inverse expression of p27(KIP1)and poor prognosis in oral squamous cell carcinomas［J］.Oncology，2003，65(4):355-362.

［22］Dong Y，Sui L，Watanabe Y，et al.S-phase kinase-associated protein 2 expression in laryngeal squamous cell carcinomas and its prognostic implications［J］.Oncology Reports，2003，10(2):321-325.

［23］王丽，路永辉.Skp2与p27kip1在鼻咽癌组织中的表达及意义［J］.山东大学耳鼻喉眼学报，2007，21(2):122-126.