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P27kip1、Jab1、Skp2的生物学功能及其与非霍奇金淋巴瘤发生、发展关系的研究进展

2015-04-04马燕赵建美

山东医药 2015年28期
关键词:依赖性泛素底物

马燕,赵建美

(南通大学附属医院,江苏南通226001)

非霍奇金淋巴瘤(NHL)是原发于淋巴结和结外淋巴组织等处的血液系统肿瘤,约占我国全部恶性淋巴瘤的90%,具有发病地区差异性、临床表现多样性、病理类型复杂性等特点[1]。NHL的发病率位于全部恶性肿瘤的第12位,并且正以每年3%的速度增长[2~4]。但是,NHL 发病的分子机制、特异性诊断和治疗靶点等问题,至今尚未阐明。

P27kip1是于1994年Polyak等发现的一种热稳定蛋白,是能编码198个氨基酸的多肽,位于人类12号染色体12p12.-12p13.1交界处,包含2个外显子和1个内含子,负性调控细胞周期,参与细胞分化及凋亡。c-Jun激活区结合蛋白1(Jab1)是Claret等发现的一种编码38 kD的可溶性核蛋白,位于染色体8q13,在动植物中均高度保守。Jab1被认为是基因调节激活蛋白的共活化蛋白,参与细胞增殖的调控。S期激酶相关蛋白2(Skp2)是在人成纤维细胞中克隆出来的,位于人类染色体5p13,长31 962 bp,编码的蛋白质由436个氨基酸残基构成,分子质量约为45 kD,在细胞增殖调控过程中发挥重要作用。本研究对P27kip1、Jab1、Skp2的生物学特性及其与NHL发生、发展关系的研究进展综述如下。

1 P27kip1、Jab1、Skp2 的生物学功能

细胞周期依赖性蛋白激酶(CDK)是调控细胞周期的核心物质,在G1期具有催化活性,调节细胞通过G1期的速度。P27kip1是一种广谱的细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(CKIs),属于细胞周期依赖性激酶抑制剂cip/kip家族,能够与多种细胞周期蛋白-CDK(cyclin-CDK)复合物结合并抑制其活性,抑制G1/S相变,使细胞周期阻滞在G1期,抑制细胞增殖,参与细胞分化及凋亡。研究发现,P27kip1能够诱导肿瘤细胞分化,其过表达能够增加少突胶质细胞分化能力[5];PTEN 通过 p-Akt调节 P27kip1,从而调节听觉祖细胞的增殖和分化[6];P27kip1表达下降,肿瘤细胞凋亡率也下降[7];在乳腺癌中组蛋白脱乙酰酶抑制剂辛二酰双羟肟酸通过调节P21、P27kip1、Bcl-2等,导致细胞周期阻滞和凋亡[8]。

c-Jun能够与P27kip1在细胞核中相互作用,并使P27kip1蛋白转移到细胞质。Jab1是c-Jun蛋白的活化剂,能够促进 P27kip1磷酸化及降解。Jab1是P27kip1与出核因子CRM1的接合器,诱导P27kip1从核内输出并降解。因此,下调Jab1表达可增加P27kip1在G1/S期的表达,诱导 P27kip1在细胞核积聚[9]。COP9信号体导致的c-Jun直接磷酸化作用取决于c-Jun与 COP9信号体亚单位 Jab1的相互结合。COP9信号体可能优先磷酸化通过C-端相互作用形成的c-Jun二聚体,过表达的Jab1可增强AP-1依赖性的胶原蛋白酶启动子的转录活性,原因可能是Jab1诱导并激活c-Jun复合物与AP-1位点间结合。P53基因是一种抑癌基因,能以高亲和力结合天然的COP9信号体,通过其N-末端,P53与Jab1发生相互作用。COP9信号体能特异性介导人P53蛋白磷酸化,以泛素-26S蛋白酶体依赖性方式进行降解[10]。

Skp2和细胞周期依赖的基因调控密切相关,在细胞增殖调控过程中发挥重要作用。Skp2是泛素-蛋白连接酶(SCF)复合物底物识别亚基F-box家族的一员,其功能是作为SCF复合物底物识别亚基,特异性识别磷酸化的底物,并介导其泛素化降解,从而使细胞从G1期进入S期,控制细胞周期有序进行。Kokontis等[11]研究表明,前列腺癌细胞中Skp2过表达能够阻止P27积聚,并增加Cdk2活性,阻止雄激素对细胞增殖和细胞周期的抑制作用。E2F-1是细胞内重要的转录因子,对细胞的增殖、分化和凋亡都发挥关键性作用。E2F-1在G1/S期快速降解是E2F-1特异性的同Skp2相互作用的结果,破坏Skp2与E2F-1的相互作用可下调E2F-1泛素化,增加其稳定性。在肿瘤组织中E2F-1过表达抑制细胞周期相关因子如cyclin D1、Skp2、c-Myc表达。Myc作为癌蛋白转录因子,与细胞的生长、分化、增殖和肿瘤发生相关。Skp2在E2F-1转录激活和泛素化降解过程中发挥关键作用,作用机制是依赖于Myc增强c-Myc诱导的S期转变,进而活化c-Myc靶基因。Skp2是c-Myc转录辅因子,能够调节c-Myc蛋白的稳定性以及 c-Myc依赖的转录[12]。此外,c-Myc与Skp2能够协调P27降解和血管平滑肌细胞增殖[13]。

2 P27kip1与 Jab1、Skp2 的关系

P27kip1能够与多种cyclin-CDK复合物结合并抑制其活性,使Rb蛋白被cyclin-CDK有效磷酸化,抑制E2F转录因子释放及下游基因转录,从而阻断细胞周期的进程[14]。细胞内P27kip1蛋白表达受到多种机制的调节,其中最为重要的是细胞周期依赖性底物特异性的蛋白水解途径。目前,对于介导P27kip1出核转运及降解的机制还不清楚。研究发现,提高细胞内Jab1/CNS5的表达水平,可以诱导CDK特异性下调,从而使P27kip1的出核转运明显增加[15]。最近已有研究表明,Skp2在P27kip1的降解过程中发挥重要作用[16]。P27kip1本身并不具备典型的NES序列,不能有效地被出核因子CRM1识别。Jab1含有富含亮氨酸的 NSE序列,能够直接与P27kip1结合,为 P27kip1提供 NES,从而实现 P27kip1的出核转运。人为提高细胞内Jab1的表达水平后,P27kip1的出核转运明显增加,并且CRM1和26S蛋白酶体依赖性的蛋白降解加快。

P27kip1降解的限速因子为SCF型泛素链接酶复合体,包括Skp2作为特殊的底物识别位点。Skp2在惰侵袭性淋巴瘤中的表达水平明显高于惰性淋巴瘤,并且在大多数淋巴瘤亚型中Skp2和P27的表达呈负相关[17]。套细胞淋巴瘤组织Skp2蛋白过表达抑制P27Kip1的表达水平;通过小干扰RNA技术抑制Skp2 表达后,P27kip1和 P21WAF1 表达水平增加[18]。此外,在结肠癌、乳腺癌等组织中也发现Skp2具有控制P27kip1表达水平的重要作用[19]。

3 P27kip1、Jab1、Skp2 与 NHL 发生、发展的关系

研究发现,抑制 P27kip1能够促进淋巴瘤生长[20]。Zhang 等[21]研究发现,P27kip1在淋巴瘤组织中表达水平降低,且随着病理等级的增加,P27kip1降低更明显。此外,在淋巴瘤Jurkat细胞中P27kip1蛋白表达下降,并且细胞核内P27kip1显著降低[22]。低P27kip1表达与 NHL不良预后有关[23]。在淋巴瘤Jurkat细胞中Jab1过表达导致P27kip1水平下降,加快细胞周期G1/S期的进程[24];淋巴瘤细胞U937血清饥饿后P27kip1蛋白表达增加,Jab1表达降低[25];间变性大细胞性淋巴瘤(NHL的一种特殊类型)组织中Jab1表达水平增加与P27kip1表达水平下降及不良预后有关[26]。在眼附属器NHL组织中,Skp2高表达与肿瘤的发生有关[21];Skp2在NHL组织中表达水平显著高于反应增生性淋巴结,与其增殖活性及侵袭性呈正相关[27];在弥漫性大B细胞淋巴瘤组织中Skp2表达增高,且与侵袭性参数如晚期、结外转移及高增殖有关[28];Skp2在惰性淋巴瘤组织中的表达明显低于侵袭性淋巴瘤,并且 Skp2和P27kip1的表达呈负相关[29]。

总之,P27kip1、Jab1、Skp2均参与细胞周期调控,Jab1、Skp2功能异常导致P27kip1水平下降、功能缺失,可能参与NHL的发生、发展。

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