细胞周期蛋白在恶性肿瘤中的表达及其在肿瘤治疗中的作用

韩世愈 王娇

随着“恶性肿瘤是一类细胞周期性疾病”的观点被学者们广泛认同，研究者们纷纷将研究方向着眼于“细胞周期”的研究。细胞周期人为的被分为DNA合成前期（G1）、DNA合成期（S）、DNA合成后期（G2）和分裂期（M），这一增殖周期的调控有赖于两大主要调节成分：细胞周期蛋白（cyclins）和细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶（cyclin-dependent protein kinases，CDKs）。近年来的研究表明，细胞周期蛋白在许多肿瘤中异常表达（如过表达、定位改变等），呈现出癌基因的特性与肿瘤发生发展、诊断、治疗、预后的关系密切。现就细胞周期蛋白的结构特征、生物学功能、在肿瘤细胞中的表达以及对肿瘤治疗的影响进行综述。

1 细胞周期蛋白的结构特征及作用

细胞周期蛋白目前分 Cyclin A、B、C、D、E、F、G、H、I、K十大类。在细胞周期中，时相性地合成与降解，调节其依赖的蛋白激酶活性，从而控制细胞周期进程。在细胞周期过程中，G1/S期调控点最为重要，关系到整个周期的正常运行，Cyclin D1、E、G正作用于此。

1.1 Cyclin D1

Cyclin D1是1991年Arnold等[1]首先分离得到的。Cyclin D1基因定位于11q13染色体上，含有5个外显子，cDNA全长4.2 kb，分子量36 kD，编码300个氨基酸。研究表明[2]，Cyclin D1为G1期进展的限速调节因子，过表达可缩短G1期。Cyclin D1和CDK4/CDK6形成蛋白复合物，使蛋白激酶磷酸化失活，限制细胞进入S期，促进细胞增殖。

1.2 Cyclin E

Cyclin E家族有两位成员，Cyclin E1、Cyclin E2。Cyclin E1基因定位于19q12～13，有4个外显子，3个内含子，编码396个氨基酸。其表达呈周期波动性，作用于G1/S期。研究证实[3]， Cyclin E过表达引起ARF和P53失活，而阻断ARF/P53信号通路，使细胞增殖失控，从而促使肿瘤发生发展。Cyclin E还可通过与CDK2形成复合物，同时受P27K1P1影响[4]，调控细胞周期。即P27K1P1蛋白增加，使得Cyclin E-CDK2复合物活性受抑制，细胞周期停滞于G1期。Sheu[5]在人卵巢癌细胞系中发现，Cyclin E1通过与Rsf-1的协同作用，使抑癌基因P53突变，从而促使恶性肿瘤细胞发生及转移。

1.3 Cyclin G

Cyclin G是细胞周期蛋白中的新成员，分G1、G2两个亚型。其中Cyclin G1[6]定位于细胞核中，染色体位于5q32～q34区域，有6个外显子，其cDNA长3.17 kb，在细胞周期的各个时相表达水平基本一致。Cyclin G1通过与PP2A结合使MDM2去磷酸化[7]，激活MDM2，促使P53泛素化降解，从而抑制肿瘤细胞凋亡。Cyclin G2主要定位于细胞质中，表达呈现波动性。不同于传统细胞周期蛋白，其作为细胞增殖的负性调控因子存在[8]，并在肾癌、口腔癌、卵巢癌中表达均降低，具体机制不详。

2 细胞周期蛋白在恶性肿瘤中表达以及在肿瘤治疗中的意义

2.1 细胞周期蛋白在恶性肿瘤中的异常表达及意义

大量研究表明，细胞周期蛋白的异常表达与细胞异常增殖和肿瘤的发生发展密切相关。Cyclin D1即在多种恶性肿瘤组织和细胞中异常表达。如在卵巢癌研究中证实[9]，Nucleostemin与Cyclin D1协同作用，在卵巢癌细胞中均过表达。并随病变的恶性程度加重，表达逐步升高。此种异常表达，使得Cyclin D1成为评估卵巢癌恶性程度和预后的标志物之一。Choschzick[10]在183例外阴癌患者的组织中观察到，139例患者Cyclin D1表达，其中76例呈强表达，有统计学意义。Khoo[11]在实验中也发现甲状腺癌患者Cyclin D1异常表达在转移组显著高于无转移组，这一结果可以用于评估肿瘤的淋巴转移情况。此外，在乳腺癌、肺癌、食管癌、肝癌、直肠癌、淋巴瘤和生殖泌尿系统等均发现有Cyclin D1的过度表达[12]。

与Cyclin D1类似，Cyclin B1也在多种恶性肿瘤中高表达，Welsh[13]就在卵巢癌SKOV3细胞中检测到Cyclin B1和CDK1的高表达。Cyclin B1在胃癌中的研究表明[14]，53%的胃癌患者Cyclin B1过表达，且在高龄、外生型生长、高中分化腺癌组中高表达，而在浸润性生长、低分化腺癌中表达较低，故Cyclin B1也与肿瘤的组织学类型、肿瘤的浸润、转移等行为有相关性。乳腺癌[15]中Cyclin B1表达情况的研究结果：Cyclin B1在细胞质和细胞核中均表达和仅在细胞质表达与病理分级以及核分裂程度有相关性。预后不良的患者大多Cyclin B1仅在细胞核表达。Li等[16]在β-揽香烯抗癌药物对卵巢癌A2780细胞系影响的研究中证实，β-揽香烯抑制Cyclin B1的表达，从而抑制肿瘤细胞增殖，Cyclin B1的表达与化疗药物疗效亦有相关性。

Bali等[17]通过免疫组化等实验手段对134例卵巢癌标本的检测，得出Cyclin E的过表达和p27的表达下调与卵巢癌的恶性程度正相关，且预后不良。Heeran[18]在661例上皮性卵巢肿瘤患者手术切除标本中观察到：493例卵巢恶性肿瘤患者以及168例交界性肿瘤患者中均有Cyclin E的高表达。

2.2 细胞周期蛋白与肿瘤治疗

细胞周期蛋白在许多肿瘤中呈现过表达，研究人员们认为细胞周期蛋白因其特性，可以作为抗肿瘤治疗的新靶点而存在。

首先，现阶段抗肿瘤药物的研究多着眼于细胞周期的调控上。有研究认为水飞蓟宾即可通过调控细胞周期蛋白及其蛋白激酶来抑制肿瘤细胞的增殖[19]。实验者以胃癌为研究模型，通过流式细胞技术检测出，水飞蓟宾使宫颈癌细胞阻滞于G2/M期，且水飞蓟宾在能够显著抑制胃癌细胞增殖的同时，下调癌细胞中CDK1、Cyclin B1的表达。此项研究应用于临床胃癌患者，水飞蓟宾联合紫杉醇协同作用疗效显著。Shirali[20]在人卵巢癌OVCAR-3细胞系中证实，腺苷可以通过Cyclin D1/CDK4以及Bcl-2/Bax通路来抑制肿瘤细胞的增殖、诱导细胞凋亡，从而作为治疗卵巢癌的有效药物之一。通过人卵巢癌细胞株3AO的研究[21]，紫杉醇联合LY294002作用较紫杉醇单独应用，能更好的抑制Cyclin D1的表达，抑制耐药细胞中耐药基因表达，提高癌细胞对化疗药物的敏感性，从而改善化疗效果。

目前许多肿瘤对放疗敏感，但同时放疗对不同细胞的敏感性存在差异。曾有研究发现Cyclin B1可调节γ-辐射的细胞凋亡[22]，Cyclin B1在细胞核中累积后，对γ-辐射诱导的细胞凋亡敏感。而在对辐射有抵抗的细胞则积累在细胞质中，说明Cyclin B1的核定位诱导凋亡。同时当细胞收到辐射凋亡时，可在其中检测到Cyclin B1丰度明显增加，故Cyclin B1过表达会促进细胞凋亡，相反则抑制。这在放疗治疗恶性肿瘤中有一定应用意义。

近年来，基因治疗及免疫治疗正逐步走入临床。基因治疗包括RNA干扰技术、反义寡核苷酸、药物敏感基因治疗以及新兴的胞内抗体技术。而免疫治疗则是将目的基因受体导入生物体内，增强机体免疫系统对肿瘤细胞的靶向识别，从而抑制肿瘤细胞的增殖和加速细胞凋亡。这些新型疗法大多将目标瞄准于细胞周期蛋白及细胞周期的调控上。有实验证实[23]，将携带内质网滞留型抗人Cyclin D1胞内scFv基因的质粒，转染入MCF-7细胞（人乳腺癌细胞系的一种）中，该基因在肿瘤细胞中得到有效表达并实现胞内抗体的目标定位，最后实现含该种基因的肿瘤细胞生长和增殖得到抑制，引起细胞周期阻滞，并明显诱导细胞凋亡。

3 展望

随着细胞周期蛋白家族成员的增多，人们对其的认识也越来越深入，其对恶性肿瘤发生发展演变以及临床症状、治疗、预后等都起到至关重要的作用，但是分子层面的机制，以及细胞周期蛋白有无联合其他恶性肿瘤相关蛋白共同作用，影响肿瘤的各种生物学行为等尚需深入研究，进而用于改善癌症患者的预后，发挥其应有的作用。

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