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第二节 细胞周期调控与肿瘤 Section 2 Cell Cycle Regulation and Tumors
一、概述
细胞周期是一个高度有序的运转过程,细胞必须在完成上一个时期内的事件后,才有可能进入下一个时期。这一过程中的任何缺陷将导致染色体发生变异,染色体可能丢失、重排或者不均等地分配到子代细胞中去,这样细胞或者死亡,或者增殖失控,发生癌变。由此可见,细胞周期与人类的生存与健康息息相关。然而,尽管人们早在40年前就已经认识了细胞周期,但是直到最近20年,随着分子生物学等技术的兴起,科学家们才逐渐阐明细胞周期调控的分子机制。2001年诺贝尔生理学或医学奖得主们对此做出了重大贡献,利用不同的实验材料从不同角度分离、鉴定真核生物细胞周期调控的关键分子,包括细胞周期素/蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinases,CDKs)、细胞周期素/蛋白(cyclin)和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(cyclin-dependent kinase inhibitor,CKI)并将限制点(check point)概念引入到细胞周期。
细胞正常的分裂、增殖、分化与衰老维持着机体自身的稳定,细胞周期的异常会导致这一系列过程的紊乱。许多生长因子、细胞因子、激素及癌基因产物对DNA代谢的调节都是通过影响细胞周期实现的,许多基因表达又受到细胞周期制约。调控细胞周期的核心因子就是CDKs,它与不同的细胞周期蛋白形成多种复合物,作用于细胞周期的不同时相,决定细胞周期的进程。以CDKs为调控网络的核心,cyclins对其进行正性调控,CKIs对CDKs进行负性调节。当细胞受到生长信号刺激时,cyclins表达上调,激活相应CDK,导致pRb磷酸化,释放出重要的核转录因子E2F,引起一系列与S期行进有关的靶分子表达,促使细胞完成DNA复制。此外,多种CKIs包括p21、p27、p16、p15等可通过抑制相应CDKs活性,发挥抑制细胞周期行进的功能。因此,CDKs/cyclins/CKIs形成的调控网络可以精细地调节细胞周期运行。此外,细胞通过两个限制点(G 1/S期限制点和G 2/M期限制点)保证细胞的忠实复制。当细胞受损时,通过控制限制点,分别导致细胞G 1期延迟和(或)G 2期延迟,使细胞有时间完成复制前和有丝分裂前的修复,以保证细胞高质量地存活;当损伤超过细胞的修复能力时,则促使细胞进入凋亡。因此,细胞周期在细胞增殖、凋亡中的调控作用在维护基因组稳定性中具有重要意义。
肿瘤是一类以细胞生长和增殖失控为主要特征的疾病,细胞在增殖、分化和凋亡方面的异常都参与了肿瘤的发生和发展,其中细胞周期紊乱是肿瘤最主要的发生机制。在细胞周期的整个调控网络中,各类分子的异常如cyclin、CDKs异常表达、CDK抑制蛋白缺失以及限制点异常等都将使细胞周期紊乱,细胞增殖失控,都有可能引起肿瘤发生。这些重要发现对细胞发育的研究有重大影响,尤其对治疗癌症新途径具有极其深远的意义。
二、细胞周期素
细胞周期素/蛋白(cyclin)是一类随着细胞周期的不同时相而发生变化的蛋白质。目前,已经确定cyclin家族包括11种成员。在高等真核细胞中,细胞周期蛋白主要有五种:cyclin A、cyclin B、cyclin C、cyclin D、cyclin E,这五种细胞周期蛋白都含有100~150个氨基酸保守区,称为细胞周期蛋白盒(cyclin box),能与CDK结合,根据cyclin调控细胞周期时相的不同,又可分为G 1期和M期两类。其中,cyclin D和cyclin E主要调控G 1/S期转换,cyclin A主要负责S期行进,而cyclin B主要与M期完成相关。对应于这些cyclins,分别有不同的CDKs与之形成复合物,如cyclinD/CDK4、cyclinE/CDK2等。
(一)G 1期细胞周期蛋白
G 1期细胞周期蛋白包括cyclin C、cyclin D、cyclin E三种,是指在G 1期和G 1/S交界处发挥作用、启动细胞周期并能促进DNA合成的细胞周期蛋白。
1.细胞周期蛋白D
细胞周期蛋白D(cyclin D)包括三个亚型:cyclin D1、D2和D3,这三个亚型各有其组织特异性,但每种组织至少表达一种cyclin D亚型。目前,对cyclin D1研究最为深入,编码人类 cyclin D1基因 CCND1位于11q13染色体,全长约15kb,含有5个外显子,编码293个氨基酸的蛋白,分子量约为34kD。cyclin D1的 t 1/2很短,不足30分钟。cyclin D1基因的单个核苷酸多态性与肿瘤的遗传易感性相关。由于cyclin D1第4外显子最后一个碱基存在G/A多态性,从而可形成转录本a和转录本b两种不同的产物,前者对应的蛋白质促进细胞进入G 1期,而后者对应的蛋白质主要促使细胞进入G 0期。新近研究表明,cyclin D1基因为GG型或AG型(以编码转录本a为主)的个体具有较高的鼻咽癌遗传易感性。而cyclin D1的AA型基因型(主要产生转录本b)与遗传性非息肉性结直肠癌的发病年龄提早相关。提示细胞周期蛋白cyclin D1的基因多态性有可能通过影响细胞周期行进,进而参与肿瘤发生、发展。
cyclin D1在G 1期开始增高,在S期达到高峰,在G 2期逐渐降解。作为促使细胞通过G 1/S期限制点的细胞周期蛋白,cyclin D1表达失常与多种肿瘤癌变相关,包括头颈部肿瘤、胃癌等。在结肠良性腺瘤阶段即有cyclin D1过表达,并维持于结肠癌阶段,因此,cyclin D1过表达是结肠癌变的早期事件。在转基因动物中证明,cyclin D1变异参与间变等癌变早期病理变化过程。组织微阵列技术证明:在鼻咽癌旁异型鳞状化生阶段,cyclin D1呈强表达。在鼻咽癌细胞中,cyclin D1过表达可促使细胞无序地越过G 1/S限制点,提示EB病毒编码产物可造成G 1/S期限制点的功能失活。
编码cyclin D2和cyclin D3的基因分别为 CCND2和 CCND3,它们在一些肿瘤中也被发现有扩增现象,但不及cyclin D1分布广泛。
cyclin D致癌作用主要表现在协同CDK对Rb蛋白磷酸化。Cyclin D通过其N端的LXCXE序列与Rb蛋白结合,磷酸化的Rb蛋白失去其抑制活性。目前仍缺乏足够的证据说明单是cyclin D表达异常即可使细胞发生转化,它可协同其他原癌基因转化正常细胞。cyclin D可与ras一起转化幼鼠肾细胞和大鼠胚胎成纤维细胞,与Myc诱导转基因小鼠B细胞淋巴瘤发生。过度表达cyclin D1也许不是建立转化基因型所必需,但对其维持起到重要作用。cyclin D还能抑制细胞正常分化。在粒细胞集落刺激因子存在的情况下,cyclin D2和cyclin D3能够抑制肌样细胞的分化,使之持续增殖。另外,cyclin D1还可以抑制myoD对肌样细胞促分化作用。其他两种G 1/S期细胞周期蛋白的作用机制尚不清楚。
2.细胞周期蛋白E
细胞周期蛋白E(cyclin E)是调控细胞G 1/S期转换的关键因素,与cyclin D很相似,但与CDK2结合,作用时相稍晚于cyclin D,其作用在cyclin D 1之后的G 1晚期,对于DNA复制的启动非常重要。由于在多种肿瘤中有异常表达,现已确定为原癌基因,研究发现cyclin E异常表达与一些肿瘤的预后有关。细胞周期蛋白E和P53蛋白在原发星形细胞瘤和复发星形细胞瘤中均有表达,且复发星形细胞瘤cyclin E蛋白表达显著高于原发星形细胞瘤,同时发现星形细胞瘤复发后病理级别增高往往伴有cyclin E蛋白表达的明显增高,说明cyclin E蛋白表达与星形细胞瘤的恶性进程关系密切,cyclin E蛋白表达改变可能为复发机制之一,并可能与肿瘤复发间隔时间有关。同一患者两次手术肿瘤组织cyclin E蛋白表达面积的改变与肿瘤复发间隔时间成负相关,即cyclinE蛋白表达增加越大,肿瘤复发间隔时间越短。其机制可能为cyclinE蛋白的过表达使得肿瘤细胞快速通过G 1期,加速细胞增殖分裂,从而加速肿瘤的生长趋势。
3.细胞周期蛋白C
细胞周期蛋白C(cyclin C)是与其他细胞周期蛋白相差较远的一种,目前研究较少。
(二)M期细胞周期蛋白
M期细胞周期蛋白是指在G 2/M交接处发挥作用,诱导细胞分裂的细胞周期蛋白,包括cyclin A和cyclin B两种。这类细胞周期蛋白在其N端含有一个毁灭盒(destruction box),M期通过泛素降解。
cyclin A在S期的表达稍早于cyclin B,与cyclin B不一样,只与cdc2结合,cyclin A还与CDK2结合成复合物形式,在S期和G 2期积累,提示cyclin A在S期和G 2期都发挥一定的作用,但究竟是作用于S期的启动还是S期的维持目前还不太清楚。
cyclin B与cdc2结合在S期和G 2期以无活性状态积累,cdc2激酶的15-酪氨酸和14-苏氨酸在磷酸酶的作用下脱磷酸,迅速激活,细胞进入M期进行有丝分裂,当有丝分裂进入后期,一系列泛素依赖性的蛋白降解过程使细胞得以退出M期。因此,cyclin B-cdc2复合物不仅决定着细胞是否进入M期,也决定着能否退出M期。目前,已有大量证据显示M期细胞周期蛋白与肿瘤的关系也是非常密切的。在人类肝细胞性肝癌中,cyclin A基因存在乙型肝炎病毒片段的整合位点。cyclin A还被发现与腺病毒转化蛋白EIA关系密切。在S期,cyclin A与转录因子E2F结合成复合物,这种复合物转录活性低于游离的E2F,E1A可以阻断这种结合,释放E2F,从而引起一些与转化有关的基因大量转录。在正常细胞中,受到辐射损伤的DNA进入有丝分裂,但在许多肿瘤细胞系中,尽管DNA受到损伤,cyclin B-cdc 2仍然激活,使许多携带损伤DNA的细胞大量增殖,提示cyclinB-cdc 2磷酸化调节机制的缺陷与细胞转化有一定的关系。
三、细胞周期蛋白依赖性激酶
细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)是一类依赖cyclin的蛋白激酶,在细胞周期调控网络中处于中心地位。目前已发现7个成员,即CDK1~CDK7,彼此在DNA序列的同源性超过40%,其蛋白产物相对分子质量为30~40kD,有一个催化核心,均属丝氨酸和苏氨酸激酶。CDKs在整个细胞周期中的含量平稳,但在细胞周期不同时相中不同cyclins集聚与相应CDKs结合并被激活。CDK激活的底物主要有PRB、E2F、P107、P103等,具有促进细胞周期时相转变、启动DNA合成、运行细胞分裂、推进细胞周期运行的重要功能。一种CDK可以结合一种以上的cyclin,如CDK2可以与cyclin D、cyclin E和cyclin A结合;两种CDK可以与同一cyclin结合,如CDK1和CDK2均可以结合cyclin A。有的CDK分子并不参与细胞周期调控,而具有调节细胞分化和细胞凋亡的功能。CDK2~CDK5参与G 1向S期转换,其中CDK4和CDK2在肿瘤发生中的作用研究较多。CDK4是在G 1期运行的重要分子,在一些肿瘤细胞株中有CDK4基因的扩增、突变或高表达,如胃癌、乳腺癌、淋巴癌、头颈鳞癌等,当肿瘤细胞被诱导分化时,CDK4表达下调,其活性及稳定性也随之降低。CDK2可分别与cyclin E、cyclin A和cyclin D结合,分别在G 1/S期、S期和G 2期发挥作用。CDK2是启动DNA复制的关键激酶,也是G 2期运行的必要条件,这取决于与CDK2结合的cyclin的种类。研究表明细胞由G 1期进入S期需要cyclin E及CDK2的共同参与,当细胞进入S期后,cyclin E降解,CDK2转而与cyclin A结合推进细胞由S期越过限制点进入G 2期。
通常CDK活化是通过与cyclin结合,但也有例外,如CDK3不与任何cyclin结合,CDK5可以与没有cyclin结构的一种CDK调节亚基p35结合而被激活。CDK5在细胞分化和介导神经胶质瘤的细胞凋亡中具有一定作用。在肺癌中,CDK5表达阳性率为37.36%,与cyclin E表达呈正相关,正常支气管黏膜和肺组织中无表达或表达很弱,表明CDK5参与肺癌的发生发展。一些CDK-cyclin复合物的生物学功能有待进一步阐明。
四、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂
细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(cyclin-dependent kinase inhibitor,CKI)是CDK抑制剂,可阻止细胞通过限制点,具有抑癌基因的活性。与抑癌基因 p53不同,CKI作用方式是直接与CDK或cyclin-CDK复合物结合,调节细胞周期进程。目前已发现7种CKIs,分为INK4 和CIP/KIP两大家族。INK4(inhibitor of CDK4)家族,又称p16家族,包括p15、p16、p18、p19,它们同CDK4和CDK6结合,能够特异性抑制CDK4-cyclinD、CDK6-cyclinD1活性。CIP/KIP家族,又称p21家族,包括p21、p27、p57等,能广泛抑制cyclin-CDK作用。
1. p16
p16基因是1994年Kamb首次报道的抑癌基因家族成员之一,又称多肿瘤抑制基因(multitumor suppressor gene,MTS-1),是研究的热点,因其编码一种已知的细胞周期素依赖性激酶(CDKs)的抑制蛋白p16而得此名。该基因定位于9p21,编码一个含148个氨基酸,相对分子质量16kD的蛋白,N末端有一个与cyclinD1周期蛋白同源盒区域和4个回钩状重叠形成的空间结构,是重要的结构域,主要抑制CDK4。人类恶性肿瘤,如淋巴细胞白血病、神经胶质瘤有9号染色体短臂缺失,在其他肿瘤中有基因的突变失活,75%的肿瘤细胞系有 p16基因纯合性缺失和突变,与细胞癌变关系十分密切,在肺癌、肝癌、胰腺癌、卵巢癌、乳腺癌中有较高频率的 p16基因表达异常。CyclinD1过表达和 p16缺失在肿瘤中普遍共同存在,这种异常使肿瘤细胞获得更大的生长优势,引发一系列的瀑布效应,影响细胞周期调控,已证明 p16在抑癌方面的重要性甚至超过 p53和Rb基因, p16基因突变和缺失是肿瘤细胞最常见的细胞周期调节异常。
2. p21
p21是最先发现的CKI基因,定位于6p21•2,其作用主要是调控CDKs活性, p21的C端还有增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)结合域,与PCNA结合后使之不能与DNA聚合酶形成复合物,阻止DNA全酶复合物在DNA单链上滑动,抑制DNA复制。 p21参与由 p53介导的细胞DNA损伤反应,当细胞损伤时, p53启动 p21的表达, p21抑制cyclinE-CDK2活性,使RB低磷酸化,细胞不能进入S期,停滞于G 1期,使细胞生长停止。 p21几乎能抑制所有的cyclin-CDK复合体,如cyclinE-CDK2、cyclinD-CDK4、cyclinA-CDK2等,推测 p21在细胞周期的多个环节发挥作用,被认为是潜在的抑癌基因。在乳腺癌中 p21失表达与淋巴结转移、术后生存期短有关。大多数肿瘤中未发现 p21突变,但存在多态性改变,使表达减弱。
3. p57
p57基因定位于11p11.5,基因全长2.2kb,编码316个氨基酸的多肽, p57在基因的转录起始点的变化较多,p57与p21、p27蛋白同源性在40%以上,在28~87位氨基酸范围内有两个ser磷酸化位点,介导CDK的抑制,153~169位间有一由17个氨基酸序列组成的核定位区域。 p57主要抑制cyclin E-CDK2、cyclin A-CDK2、cyclin D-CDK2,阻止细胞通过G 1/S转变, p57敲除小鼠常出现畸形、细胞异常增生和肿瘤发生, p57参与细胞增殖和细胞分化。 p57是一个候选抑癌基因,人类消化道、肺癌肿瘤中存在 p57基因组印记缺失、突变失活及转录因子突变导致表达下调,是一个广谱CKI,对细胞周期有负调控作用。其杂合性缺失与乳腺癌等肿瘤发生有关,在结肠癌、肝癌和卵巢癌中有高表达。由于 p57研究起步较晚,还缺乏更多的实验证据,其分子生物学行为和在肿瘤防治中的意义仍在探索中。
多种CKIs是细胞周期调控的驱动机制中直接的“刹车”装置,可通过抑制相应的CDK或cyclin-CDK复合物的活性,阻止细胞周期进程。CDKs/cyclins/CKIs形成复杂的调控网络系统,可以精细地调节细胞周期的运行。
五、CDKs/cyclins调控网络异常与肿瘤发生
细胞周期的精确调控最终都是通过一系列内部调控分子来实现的,这些调控分子中起核心作用的是cyclin/CDK蛋白复合体。该复合体由cyclin和CDK这两个亚单位组成,其中cyclin是调节亚单位,其含量在细胞周期中发生周期性的变化。CDK是催化亚单位,CDK分子本身并不具有激酶活性,它必须与cyclin结合后才能表现出蛋白激酶的活性,使多种蛋白底物磷酸化,从而驱动着细胞沿着细胞周期运转。在细胞周期的整个过程中,CDK分子的含量相对稳定,但由于cyclin的调控作用,其活性有所变化。cyclin/CDK蛋白复合体的作用具有阶段特异性,在细胞周期的不同阶段,起作用的cyclin/CDK分子亦不同。cyclin/CDK复合体好似细胞周期中的“发动机”,它驱动着细胞有条不紊地沿着细胞周期从一个时期进入另一个时期,但与此同时它的活性还受多种因子的正负调控,以决定细胞是沿着细胞周期加速前进还是暂时停顿下来。其中磷酸化是较为重要的调节机制,像wee1等蛋白激酶可使cyclin/CDK磷酸化而失活,而CDC25等可使cyclin/CDK去磷酸化而活化。此外还有一些CDK抑制蛋白,如p15、p16、p21、p27等,它们分别与不同的cy-clin/CDK结合,抑制cyclin/CDK的活性。
(一)cyclinD1/CDK-4/6与p16
cyclinD1是目前被认为与人类肿瘤发生关系最密切的周期蛋白。cyclinD1与CDK-4/6形成cyclinD1/CDK-4/6复合物,使肿瘤抑制因子pRb蛋白磷酸化而失活。磷酸化pRb蛋白可释放转录因子E2Fs从而激活一系列反应使细胞进入S期进行分裂增殖。另一方面,细胞G 1/S期的转变受肿瘤抑制因子p16蛋白的调节,后者可打乱cyclinD1/CDK-4/6复合物。p16 和cyclin D1竞争性地与cdk4结合,抑制cdk4的活性,从而抑制细胞增殖。当 p16基因突变或缺失后,细胞周期负反馈调控失效,导致细胞无限增殖、恶性变,终致肿瘤发生发展。
cyclin D1表达水平的增高在许多恶性肿瘤包括肺癌、乳腺癌和头颈部癌症等都有报道。30%to 83%的头颈部鳞状细胞癌与cyclin D1的过表达有关。 p16基因的缺失、突变或甲基化与头颈部许多恶性肿瘤的发生发展有关。pRb/cyclinD1/p16途径在鼻咽癌的发生中起重要作用。一些鼻咽癌的报道中未经过治疗的原发瘤中cyclinD1的过表达率为30%~66%, p16的缺失率为40%~70%。
(二)cyclinE/CDK-2与 p53
cyclinE与 p53表达呈显著相关性,cyclinE与cdk2形成复合物cyclinE/CDK-2增加后者的活性, p53通过p21降低cdk2的活性,阻止细胞进入S期,突变型p53蛋白则丧失这种功能,在细胞周期中,这两种调节机制的异常可增加癌细胞的增殖活性和肿瘤的恶性度。本文的研究发现,星形细胞瘤复发过程中cyclinE过表达与 p53异常表达有显著相关性,因而笔者认为cyclinE与 p53联合表达可成为一种新型的、有潜在意义的预后因子。
(三) Rb基因与肿瘤发生
Rb是一种肿瘤抑制基因,它通常与转录因子E2Fs结合在一起,抑制细胞周期的进程。细胞受到生长信号的刺激后,G 1-cdk的蛋白激酶活性增加,它可以磷酸化Rh,使E2Fs从Rb上释放出来,促进与G 1/S转换有关的基因转录。在很多肿瘤细胞中Rb都有异常,人类视网膜母细胞瘤、肺癌和急性淋巴母细胞性白血病中更是如此。Rb的异常通常表现为基因缺失或者错义突变,这样使得细胞内的Rb分子完全缺失或者没有活性。此外,一些肿瘤病毒编码的蛋白,如人类乳头状瘤病毒编码的E7蛋白、腺病毒编码的EIA蛋白以及SV40的大T抗原能够竞争性地与Rb结合,使其释放出E2F,E2F分子进入核内,发挥其转录激活作用,促进细胞周期活跃运行,最终引起细胞恶变。
Rb的磷酸化是其促进肿瘤发生发展的前提条件。如前所述,cyclinD1/cdk4或cyclinD1/ cdk6能够诱导Rb的磷酸化,而cdks的抑制蛋白p16能够特异性地抑制cyclinD1/cdk4或cyclinD1/cdk6的激酶活性,从而阻止Rb的磷酸化反应。由此可见,p16、cyclinD1/cdk4或cyclinD1/cdk6和Rb在功能上环环相扣,其中任何一个分子的紊乱都会导致相同的后果。据报道,几乎90%的人类肿瘤细胞中都能发现Rb途径中相关分子的变异。
(四) p53与肿瘤发生
在约60%的人类肿瘤中,均发现有p53的突变。 p53是最常见的肿瘤抑制基因,正常情况下,细胞中p53的含量很低;在DNA损伤或其他应激条件下,细胞中 p53的含量增加。 p53可以激活 p21等基因的转录, p21能与G 1/S-Cdk和S-cdk复合物结合并抑制其活性,使细胞停滞在G 1期,在DNA进行复制前赢得充足的时间对受损的DNA进行修复。当DNA大范围损伤时, p53则诱导细胞走向凋亡。在人类肿瘤细胞中, p53最容易发生突变。最常见的突变形式是点突变和错义突变,这些突变使得p53的分子构象发生变化,从而使其失去活性,这样DNA受损的细胞便可通过限制点,进入S期,继续进行细胞周期运转,使染色体的复制与分离发生异常,导致肿瘤抑制基因丢失、原癌基因活化以及染色体的数目和整倍性发生改变;此外, p53缺失或突变还能使细胞不再发生凋亡,这样细胞就有可能很快发生恶变。由此看来,在肿瘤的发生发展过程中 p53是至关重要的一个基因。
六、病毒编码产物干预细胞周期
病毒编码的瘤蛋白(如腺病毒编码的103E1A、HPV E7、SV40大T抗原)可与pRb结合,释放出核转录因子E2F,促进细胞周期行进;另一方面,腺病毒编码的E1B蛋白、HPV E6、SV40大T抗原还可与p53蛋白结合,使其失去对p21等CKIs分子的调节作用,继而丧失对CDKs的负性调控,从而使细胞周期的行进变得异常活跃。
EB病毒编码的瘤蛋白LMP1通过激活NF-κB、AP-1两条重要的信号转导途径,上调cyclin D1的表达,致使pRB的磷酸化程度增加,细胞加速越过G 1/S期限制点。另一方面,LMP1还可上调p53蛋白的表达及其反式激活能力,导致G 2/M期行进重要的正性调节因子cdc2/cyclinB复合物的激酶活性下降,使细胞阻滞于G 2/M期,从而有可能提高细胞对放疗的耐受性。
DNA病毒如人类疱疹病毒8(human herpesvirus 8,HHV8)、HVS(herpesvirus saimiri)以及RNA病毒包括WEHV1(Wall-eye Epedermal Hyperplasia virus 1)和WEHV2(Walleye Epedermal Hyperplasia virus 2)等可编码细胞cyclin的同源物,通过干预pRB和组蛋白的磷酸化和抵抗CKIs的抑制作用,从而发挥致瘤效应。病毒可以编码cyclin的这一发现,提示了病毒导致细胞周期异常的又一种机制,这为研究病毒与宿主之间的关系,特别是病毒致瘤机制提供了新的思路。EB病毒的另一编码产物EBNA2能以多种方式调节细胞周期,其通过诱导LMP1、 c- myc基因的表达或通过增强cyclin D2的转录,促使细胞进入S期。
七、细胞周期网络对永生化过程的调控
细胞永生化是体外细胞转化的关键一步。对细胞永生化分子机制的研究进展表明,灭活p53/pRB途径是细胞永生化过程中重要的分子事件之一。抑制细胞永生化可能存在两条途径:①依赖p53途径。当细胞倍增到一定时间,出现的生长停止信号传递给p53蛋白,p53蛋白升高并启动 p21转录,抑制多种CDK/cyclin复合物,pRb无法磷酸化,细胞周期停止。此外还发现 p19(或 p14)可促使MDM2释放 p53,并通过依赖或不依赖p53途径也促使细胞增殖停止。②不依赖p53蛋白途径。停止生长信号通过细胞内某种分子传递给 p16,p16蛋白上调并与pRb相互作用,抑制E2F转录因子释放而导致细胞周期停止。在研究人鼻咽上皮细胞永生化的过程中,发现EB病毒能有效地阻断p16/pRb途径,使原代培养细胞呈现永生化早期阶段的一系列表型。
八、抗凋亡分子对细胞周期的调节
研究进展表明,新克隆的凋亡抑制分子survivin周期性在G 2/M期表达,通过与细胞有丝分裂的纺锤丝结合而抑制caspase3活性,调节细胞凋亡。Survivin还可竞争性与CDK4/p16结合,促进其核移位,介导pRb磷酸化,促进S期行进。这些研究进展提供了抗凋亡分子参与细胞周期调控机制直接的分子证据。