微小染色体维持蛋白在卵巢癌中的研究进展

张梦婷，高 盼(综述)，杨永秀(审校)

(1.兰州大学第一临床医学院，兰州 730000； 2.兰州大学第一医院妇产科，兰州 730000)

微小染色体维持蛋白(minichromosome maintenance proteins,MCM蛋白)是20世纪80年代Bik-Kwoon Tye在突变的酵母中发现的，随后在其他真核细胞中也发现了它的存在，MCM蛋白由MCM基因所编码，各个MCM蛋白家族成员的分子质量大小不一，多由776～1017个氨基酸残基构成，参与真核生物DNA复制前复合物的形成，启动复制过程，并在DNA的延伸过程中发挥重要作用，确保每个细胞周期中DNA的复制只发生一次[1]。近年来，许多学者将目光投向MCM蛋白与卵巢癌发生、发展的关系，揭示MCM蛋白可能成为一种新的有效的肿瘤标志物。

1 MCM蛋白

1.1MCM蛋白的结构 MCM蛋白家族由MCM基因编码，是一个关系密切序列高度保守的家族，由MCM2、MCM3、MCM4(CDC21)、MCM5(CDC46)、MCM6(Mis5)和MCM7(CDC47)六个保守亚基组成六聚体,表现复制型DNA解螺旋酶活性[2]。目前在多细胞生物中还发现了MCM8、MCM9、MCM1和MCM10，但MCM9的具体功能尚不清楚，尽管将MCM1和MCM10也纳入MCM蛋白家族，且在DNA的复制过程中也发挥重要作用，但它们与MCM2-7蛋白家族并不存在同源性[3]。MCM蛋白家族多以单倍形式、双倍形式或多倍形式的复合物存在，如MCM3/MCM5二聚体、MCM4/MCM6/MCM7三聚体、MCM2/MCM4/MCM6/MCM7四聚体和MCM2～7六聚体等。MCM蛋白家族成员有高度的同源性，它们之间类似的区域可达50%，各家族成员，包括MCM8、MCM9都拥有一个约200多个氨基酸长度的核心区域，但MCM1和MCM10不拥有这个特殊的核心区域，该区域也被称为MCM盒[3]，核心区域包括WalkerA模序、WalkerB模序及丙氨酸结构。MCM2、MCM4、MCM6、MCM7中均有一个精氨酸锌指模序，位于Walker B模序之后，约由70个碱基对组成，在蛋白质及DNA的相互作用和MCM复合物的聚集中发挥重要作用[4]。

1.2MCM蛋白的功能 在真核生物中，DNA复制程序的开始分为两个步骤：复制前复合物的构造以及它激活后作用形成一个具复制活性的复制叉。在每个步骤中，MCM蛋白作为一个核心组件都起了关键作用[5]，MCM蛋白参与DNA复制的起始及延伸过程，是与细胞增殖密切相关的蛋白家族。复制起始识别复合物与基因的结合被认为是复制起始的标志。在有丝分裂晚期至G1早期，起始识别复合物与基因的启动子结合，通过CDC6、CDT1及CDC45的作用，将MCM2～7六聚体装配到染色质上，进而结合到DNA复制的起始点，形成复制前复合物，到S期时，该复制前复合物被细胞周期蛋白依赖性激酶、CDC7/DBF4激酶(DDK)活化，并通过细胞周期蛋白依赖性激酶与DDK作用于MCM蛋白复合物，使MCM4/MCM6/MCM7复合物具有解螺旋酶活性，在复制起始点解开约600 bp长度的双股DNA链，形成双向复制叉，DNA开始复制[6]。因MCM4/MCM6/MCM7在复制叉的形成过程中起重要作用,也有学者将其称为“MCM核心”。有学者发现，MCM2和MCM3/MCM5可能通过磷酸化解除了对MCM4/MCM6/MCM7复合物解螺旋酶作用的抑制，促进DNA复制，且自身磷酸化后导致复制前复合物的构象发生不可逆地变化，并与染色质分离，呈游离状态，因此MCM2、MCM3/MCM5可能具有调节“MCM核心”的功能，故MCM蛋白家族各亚蛋白在DNA复制过程中缺一不可，分别有不同的职责[7]。DNA解链后同时引起共济失调毛细血管扩张突变基因Rad3相关蛋白、共济失调毛细血管扩张突变基因蛋白的激活，磷酸化MCM2、MCM3/MCM5以及Chk1/Chk2下调细胞周期蛋白依赖性激酶2/周期蛋白E和CDC7/DBF4激酶，通过多方面因素的调节，负反馈抑制DNA的再次合成，从而对DNA的复制进行精确调控，确保每个细胞周期中DNA复制的起始及延伸仅且发生一次[8]。此外，MCM蛋白还参与转录、染色质重建及基因稳定等过程，并发挥重要作用。

2 MCM蛋白与卵巢癌

卵巢癌是世界妇女最常见的第八大癌症，世界范围内每年有近225 000例妇女被诊断为卵巢癌，其中超过140 000例死于该病[9]，大部分妇女被发现患卵巢癌时都已经进入晚期，故5年生存率只有20%～30%[10]，对于卵巢癌的早期诊断，至今缺乏有效的方法,且治疗效果欠佳。MCM蛋白是DNA复制所必需的因子之一，而处于静止期的细胞中MCM蛋白表达极少，在G1期MCM蛋白含量开始增加，其表达量在G1/S交界期达到峰值[11]，当细胞进入分裂晚期、G0期或衰老时，MCM蛋白的水平下降，由此可见，MCM蛋白基本只表达于细胞增殖周期内。但是当处于静止期的细胞受到外界因素干扰时，可重新进入增殖周期，导致细胞中MCM蛋白的水平再次迅速升高[12]。因此,MCM蛋白是细胞增殖活性的新指标，可以作为肿瘤诊断、预后的有效标志物[13]。故近年越来越多研究者在努力寻求其与卵巢癌的相关性，希望能找出其对卵巢癌发生、发展的影响，并找到治疗卵巢癌新的靶点。

2.1MCM蛋白在卵巢癌中的表达及意义 Gakiopoulou等[14]对43例良性卵巢肿瘤和85例卵巢腺癌进行免疫组织化学分析发现，MCM2和MCM5在腺癌中的表达显著高于低恶变潜能的卵巢肿瘤，且MCM2和MCM5随着肿瘤临床期别的增加而表达增强,MCM2和MCM5表达随卵巢癌残余病灶数量的增多而升高，这两种蛋白的表达与患者的预后也有关，有望成为判断卵巢癌不良预后的指标。Ota等[15]研究证实，MCM7在342例卵巢肿瘤中高表达，并且MCM7可作为判断卵巢癌预后的指标。

孙德飞[16]采用免疫组织化学法对96例卵巢上皮性肿瘤(卵巢癌55例、交界性肿瘤29例、良性肿瘤12例)标本中的MCM2、MCM5、MCM7水平进行了测定，并对患者预后进行了随访。研究结果显示，MCM2、MCM5和MCM7在良性肿瘤、交界性肿瘤、腺癌中的表达依次增高，差异有统计学意义，有助于卵巢肿瘤良恶性的区分；MCM2、MCM5和MCM7水平的表达与卵巢癌临床分期成正比，与肿瘤分化程度成反比；对患者生存时间的统计分析发现，MCM蛋白阳性的患者较MCM蛋白阴性的患者总体生存时间短。由此得出结论，MCM蛋白是一种可靠的肿瘤增殖标志物，是辅助判断卵巢癌不良预后的指标。

有学者采用免疫组织化学EliVision两步法检测MCM4在10例正常卵巢上皮组织(对照组)、19例卵巢良性浆液性囊腺瘤、16例交界性浆液性肿瘤和43例浆液性腺癌中的表达，结果显示：MCM4在对照组、卵巢良性浆液性囊腺瘤、交界性浆液性肿瘤、浆液性腺癌的阳性表达率分别为10.00%、21.05%、43.75%、79.07%，随着卵巢肿瘤病变的升级呈增高趋势；MCM4在卵巢浆液性腺癌和交界性浆液性肿瘤中的表达与正常对照组相比(10.00%),差异有统计学意义(P<0.05)，表明MCM4为卵巢浆液性肿瘤的增殖指标，可用于卵巢良、恶性肿瘤的鉴别和诊断，并可初步评估肿瘤预后，指导临床治疗[17]。

多项研究显示，MCM蛋白在癌组织中的表达高于正常组织和良性肿瘤组织，表明MCM蛋白可能参与卵巢癌的发生、发展过程，根据MCM蛋白的表达，可为判断卵巢肿瘤良恶性提供可靠的参考依据，故也可检测腹水中脱落细胞MCM蛋白的表达，为术前全面评价肿瘤状况提供更多的信息，可作为新的卵巢肿瘤标志物。

2.2MCM蛋白与卵巢肿瘤标志物的相关性 有学者将卵巢肿瘤中MCM5表达水平及卵巢肿瘤标志物CA125水平的相关性作了统计学分析，据血清CA125水平将患者分为三组，正常组、升高组及明显升高组，结果显示，在血清CA125明显升高组的肿瘤组织中，MCM5的表达均显著高于正常组和升高组，且MCM5的表达水平与CA125水平呈正相关[18]。如此可以推断，将测定MCM蛋白水平运用于临床后，联合肿瘤标志物可以大大提高肿瘤良恶性的诊断。

2.3MCM蛋白与传统细胞增殖因子的比较 MCM蛋白作为一种新的细胞增殖标志物,较传统肿瘤标志物Ki67、增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)等具有显著优势。如在G1期没有Ki67的表达，且它的表达还受到外界因素的影响；而PCNA不仅涉及DNA的复制，而且还涉及DNA的修复，另外，PCNA的染色还受标本固定的方法和时间等影响，故Ki67、PCNA不能准确地反映细胞增殖活性。而MCM蛋白家族不受DNA修复及其他外部因素影响，相比传统的细胞增殖标志物，更能反映细胞的增殖状态。许多学者同时比较了MCM蛋白与传统肿瘤标志物PCNA、Ki67的表达情况，PCNA、Ki67的表达虽然与MCM蛋白有相关性，但它们很少在组织表层表达，且与MCM蛋白比较，在预后判断方面不及MCM蛋白，表明MCM蛋白较传统肿瘤标志物有着更强的特异性及敏感性，对肿瘤的诊断及预后判断更为准确，更具深远意义[19]。孙德飞[16]的研究结果也证明，在卵巢肿瘤中MCM蛋白是较Ki67更好的肿瘤标志物。

2.4MCM蛋白与肿瘤靶向治疗 有实验证明，将MCM2蛋白抗体注入处于G1期的细胞内，则抑制DNA的复制[20]，而DNA复制开始后利用相关方法将细胞内的MCM蛋白除去，DNA的复制也同样受到抑制[21]，说明对MCM蛋白进行干预可能为肿瘤基因靶向治疗提供新的途径。吕昌帅等[22]采用体外培养人卵巢癌A2780细胞株方法，观察四-(N-甲基-4-吡啶基)卟啉对人卵巢癌A2780细胞的光动力学杀伤作用及其对MCM2和碳酸酐酶Ⅸ信使RNA表达水平的影响，结果表明四-(N-甲基-4-吡啶基)卟啉结合光动力疗法可能通过负性调节MCM2的表达抑制肿瘤细胞的增殖和转移，诱导肿瘤细胞的凋亡，导致细胞最终死亡。MCM作为肿瘤治疗的靶点，在其他系统肿瘤中也做了许多相关实验，如Liu等[23]证明，MCM2蛋白可能为结肠癌的治疗提供作用靶点。综上所述，通过干扰MCM蛋白的表达，可能为肿瘤的综合治疗提供一种有效的方法，将会有更广泛的应用前景。

3 展 望

MCM蛋白是一种更可靠、更具优势的细胞增殖标志物，检测MCM蛋白的表达对恶性肿瘤的防癌普查、诊断、预后评价有重要的应用前景。目前，很多学者对MCM蛋白作了相关研究，但它在卵巢癌方面的研究相对较少，需更加深入的研究。相信随着深入认识MCM家族各蛋白间及其与细胞增殖所需因子间的相互关系和作用，进一步研究靶向治疗，寻找出MCM蛋白与卵巢癌的特异相关性，将有助于为卵巢癌的诊断、预后提供更多信息，并有望寻找到新的有效的治疗途径。

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