激光激酶在有丝分裂和肿瘤形成中的重要功能
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细胞分裂过程中的蛋白质定位和功能细胞分裂是细胞周期中的一个重要阶段,其中一些蛋白质起着重要的定位和功能作用。
本文将详细探讨细胞分裂过程中蛋白质的定位和功能。
1. 细胞分裂的基本过程在细胞周期中,细胞分裂是一个复杂的过程,包括有丝分裂和无丝分裂两种类型。
这两种类型的细胞分裂过程中都需要一系列的蛋白质定位和功能参与。
有丝分裂是指在细胞核分裂前,染色体依次膨胀进入形成棒状结构的有丝分裂纺锤体,在纺锤体的作用下,染色体最终分裂为两个基本相同的染色体,并依次进入两个新的细胞核。
这个过程中需要大量的蛋白质定位和功能,包括纺锤体形成蛋白、微管蛋白、动力蛋白等。
无丝分裂是指在细胞核分裂前,染色体不改变形态,直接分裂为两个基本相同的染色体,同时也产生两个新的细胞核。
这个过程中需要的蛋白质也非常复杂,主要包括肿瘤抑制蛋白、CDK激酶等。
2. 细胞分裂过程中的蛋白质定位和功能在有丝分裂过程中,纺锤体形成蛋白是主要的定位蛋白之一。
纺锤体形成蛋白负责向动力蛋白传达信号,促进微管转运。
动力蛋白则起到重要的拖拉作用,在纺锤体的作用下,将染色体向细胞负极和正极运动。
同样,无丝分裂过程中的肿瘤抑制蛋白是该过程中的一个定位蛋白。
它能够阻止细胞转化为癌细胞,同时也能够控制细胞的分裂周期。
CDK激酶则在有丝分裂和无丝分裂过程中都扮演着重要角色,CDK激酶能够调节细胞周期,促进有丝分裂和无丝分裂的发生。
除此之外,在细胞分裂过程中还有许多其他蛋白质定位和功能参与,比如负责分裂酶的聚合和解聚,负责排列染色体的减数分裂蛋白等。
3. 蛋白质定位和功能的研究现状针对细胞分裂过程中蛋白质定位和功能的研究,已经有很多进展。
目前人类已经发现了众多参与细胞分裂过程的蛋白质,并且对它们的定位和功能有了不少认识。
这些研究成果不仅对于癌症等疾病的治疗有很大的应用价值,也对整个细胞分裂过程的研究具有重要意义。
另外,蛋白质定位和功能的研究还有还很多挑战。
由于分子机制极其复杂,很多细节还需要进一步的研究套餐揭示。
述评PREX1基因与肿瘤发病机制关系的研究进展陈婷 周宇通信作者简介:周宇,医学博士,教授,主任医师,博士研究生导师,博士后合作导师。
现任广东医科大学、消化系统疾病研究室主任。
任广东省医师协会消化医师分会副主任委员、广东省医师协会消化内镜医师分会常委、广东省医学会消化病学会常委、广东省医学会消化内镜学会委员、湛江市医学会消化内镜分会主任委员、湛江市医学会消化内科分会副主任委员。
从事消化系统疾病临床诊治30余年,擅长消化系统常见病、危重病和疑难病的诊治。
近年来开展诸如内镜下黏膜切除术、内镜下黏膜剥离术、经口内镜肌切开术、内镜黏膜下隧道肿物剥除术、内镜下全层切除术、内镜下放射状切开术、超声内镜介导下胆胰疾病的治疗等一系列内镜治疗技术。
近年来主要从事非编码RNA (微RNA 与长链非编码 RNA )与炎症性肠病和大肠癌关系的研究工作。
主持国家、省级科研课题共8项、厅(市)级课题5项,其中国家自然科学基金面上项目2项;在各类学术期刊上发表学术论文50多篇,其中SCI 收录20余篇。
【摘要】 磷 脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸依赖性Rac 交换因子1(PREX1)是一种编码基因,其在多种肿瘤中异常表达。
PREX1基因编码蛋白作为一种小GTP 结合蛋白Rac1的鸟嘌呤核苷酸交换因子(RacGEF )能够通过激活Rac1,形成PREX1/Rac 通路,与多种经典信号通路发生串扰,参与调节肿瘤过程的多种受体反应,影响肿瘤微环境的上皮-间充质转化过程,在肿瘤的增殖、转移和预后方面发挥作用。
【关键词】 磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸依赖性Rac 交换因子1基因;信号通路;上皮-间充质转化; 肿瘤;发病机制Research progress in the relationship between PREX1 gene and tumor pathogenesis Chen Ting , Zhou Yu. Department of Gastroenterology , Affiliated Hospital of Guangdong Medical University , Zhanjiang 524000, China Corresponding author , Zhou Yu , E -mail:****************【Abstract 】 Phosphatidylinositol -3, 4, 5-triphosphate -dependent Rac exchange factor 1 (PREX1) is a coding gene thatis abnormally expressed in a variety of tumors. As a guanine nucleotide exchange factor (RacGEF ) of small GTP binding protein Rac1, PREX1 gene -encoded protein can form PREX1/Rac pathway through activating Rac1, crosstalk with a variety of classicalsignaling pathways , participate in the regulation of various receptor reactions in the tumor process , affect the epithelial -mesenchymaltransformation process of the tumor microenvironment and play a role in tumor proliferation ,metastasis and prognosis.【Key words 】 Phosphatidylinositol -3, 4, 5-triphosphate -dependent Rac exchange factor 1 gene ; Signaling pathway ;Epithelial -mesenchymal transformation ; Tumor ; Pathogenesis磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸依赖性Rac 交换因子1(PREX1)基因是一种编码基因,其编码的蛋白是一种能够促进肿瘤细胞转移的Rac GTP 酶的鸟嘌呤核苷酸交换因子(RacGEF )。
极光激酶A在肿瘤形成中的机制研究进展翁泽安【摘要】Aurora-A(极光激酶A)是一种高度进化保守蛋白激酶,在肿瘤细胞形成过程中发挥重要的调控作用.人体多种实体肿瘤均发现Aurora-A的过表达,高表达的Aurora-A通过多种分子机制参与肿瘤的生存、增殖,而且Auro-ra-A的表达水平与肿瘤患者的药物抵抗和不良预后呈正相关.本文介绍了Aurora-A的结构和亚细胞定位、活化和降解的具体途径,本文着重阐述Aurora-A促进肿瘤形成的分子机制,从而为肿瘤的药物治疗提供新的治疗靶点.【期刊名称】《湖北民族学院学报(医学版)》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】5页(P65-68,71)【关键词】Aurora-A;蛋白激酶;肿瘤形成【作者】翁泽安【作者单位】三峡大学人民医院宜昌市第一人民医院湖北宜昌443000【正文语种】中文【中图分类】R737.33极光激酶A(Aurora-A)是高度进化保守的丝/ 苏氨酸蛋白激酶家族中的一员,在细胞有丝分裂和肿瘤形成过程中发挥重要的调控作用。
Aurora激酶是在研究果蝇过程中首次被发现[1],目前研究证实,在哺乳动物的细胞中,至少存在Aurora-A、Aurora-B、Aurora-C三种Aurora激酶[2]。
前期研究证实,Aurora-A在细胞有丝分裂过程中发挥关键的作用。
Aurora-A主要调控中心体和微管的功能,主要涉及中心体的复制和分离,纺锤体的组装,染色质的凝聚,G2-M期的转换以及细胞质的分裂[3]。
下调Aurora-A的表达可导致纺锤体组装和染色体分离的障碍,最终导致基因的不稳定和肿瘤形成[4]。
在机体多种肿瘤中均发现Aurora-A的过表达,如乳腺癌,胃癌,卵巢癌,食管癌,结肠直肠癌等,这暗示Aurora-A可能在肿瘤形成中发挥重要作用。
Aurora-A的过表达可能和肿瘤患者的不良预后有关,因此有可能成为新的治疗靶点[5]。
本文从Aurora-A的结构和亚细胞定位,Aurora-A活化和降解的调节等方面就Aurora-A在肿瘤细胞的表达和促进肿瘤形成的途径进行综述。
细胞分裂和肿瘤研究肿瘤发生的细胞基础细胞,作为生命的基本单位,进行着各种各样的功能活动。
细胞的分裂是细胞生命周期中的一个重要环节,也是肿瘤发生的基础。
本文将围绕着细胞分裂和肿瘤研究展开,探讨肿瘤发生的细胞基础。
一、细胞分裂的基本过程和调控机制细胞分裂是生物体细胞的增殖方式,确保了细胞的数量和遗传物质的传递。
细胞分裂包括有丝分裂和无丝分裂两种方式。
1. 有丝分裂有丝分裂是较为常见的细胞分裂方式,包括有准备期、纺锤体形成期、中期、间期和末期五个阶段。
其中,纺锤体的形成对于细胞的分离和染色体的正常分配起到了关键作用。
细胞分裂在这个过程中不断进行着染色体的复制、分离和迁移。
2. 无丝分裂无丝分裂主要发生在原核生物,其过程相对简单,没有纺锤体的形成。
细胞核直接分裂成两个,没有染色体在纺锤体间进行迁移。
细胞分裂的调控机制由多种细胞周期蛋白激酶复合物和关键蛋白激活因子参与。
细胞周期蛋白激酶复合物的不同组合与细胞周期中的不同阶段相关联,例如CDK1/CCNB复合物在细胞分裂的M期起到关键作用。
二、肿瘤的发生与细胞分裂异常肿瘤是指细胞的无序增殖和分裂,从而形成的体内异常肉瘤组织。
肿瘤的发生与细胞分裂异常密切相关,下面从细胞分裂异常、细胞凋亡抑制和肿瘤抑制基因失活等方面进行探讨。
1. 细胞分裂异常细胞分裂异常是肿瘤发生的重要原因之一。
细胞分裂异常可能包括染色体异常、纺锤体不稳定、有丝分裂激活失控等。
这些异常会导致染色体的不正常分配和组装,最终导致肿瘤的发生。
2. 细胞凋亡抑制细胞凋亡是正常细胞生命周期中的重要调节方式,对于维持组织和器官的正常功能具有重要作用。
而肿瘤组织中常常存在细胞凋亡的抑制现象,这导致了异常细胞的过度积累,从而促进了肿瘤的形成。
3. 肿瘤抑制基因失活肿瘤抑制基因参与了细胞生长和分裂的抑制,起到了重要控制肿瘤发生的作用。
然而,当肿瘤抑制基因发生突变或被非活化时,细胞分裂将不受到抑制,从而导致肿瘤的形成。
㊃综述㊃D O I:10.3969/j.i s s n.1672-9455.2024.03.028C D C A8在肿瘤发生发展及耐药中的研究进展*顾汇权,张涵强,王芳玉,姚龙宇,周小天综述,刘嫱ә审校海南医学院药理教研室,海南海口571199摘要:细胞分裂周期相关基因(C D C A)8是C D C A家族中的一个成员,早期在胚胎干细胞中被发现,用于调控有丝分裂期间着丝粒的定位及纺锤体的稳定性㊂近年越来越多的研究发现C D C A8在肺癌㊁肝癌㊁黑色素瘤和胰腺癌等多种肿瘤组织中呈高表达,并与肿瘤的分级㊁不良预后密切相关㊂干扰C D C A8的表达会显著抑制肿瘤的生长以及转移,诱导细胞周期的阻滞及细胞凋亡,同时提高肿瘤细胞对顺铂和他莫昔芬的灵敏度,而对正常细胞影响较小㊂故认为C D C A8是治疗恶性肿瘤的一个潜在干预靶点㊂本文从预后情况㊁作用机制以及耐药关系出发,对C D C A8在肿瘤中的功能和作用的机制通路进行讨论,旨在为临床上肿瘤生物标志物的筛选及靶向药物研发提供新思路㊂关键词:细胞分裂周期相关基因8;肿瘤;治疗靶点;耐药中图法分类号:R730.2文献标志码:A文章编号:1672-9455(2024)03-0405-05R e s e a r c h p r o g r e s s o f C D C A8i n t u m o r d e v e l o p m e n t a n d d r u g r e s i s t a n c e*G U H u i q u a n,Z HA N G H a n q i a n g,WA N G F a n g y u,Y A O L o n g y u,Z H O U X i a o t i a n,L I U Q i a n gәD e p a r t m e n t o f P h a r m a c o l o g y,H a i n a n M e d i c a l U n i v e r s i t y,H a i k o u,H a i n a n571199,C h i n aA b s t r a c t:C e l l d i v i s i o n c y c l e-a s s o c i a t e d g e n e(C D C A)8i s a m e m b e r o f t h e C D C A f a m i l y,w h i c h i s d i s-c o v e r e d e a r l y i n e m b r y o n i c s t e m c e l l s a n d u s e d t o r e g u l a t e t h e l o c a l i z a t i o n o f t h e m i t o t i c g r a n u l e a n d t h e s t a-b i l i t y o f t h e s p i n d l e d u r i n g m i t o s i s.I n r e c e n t y e a r s,m o r e a n d m o r e s t u d i e s h a v e f o u n d t h a t C D C A8i s h i g h l y e x p r e s s e d i n a v a r i e t y o f t u m o r t i s s u e s,i n c l u d i n g l u n g c a n c e r,h e p a t o c e l l u l a r c a r c i n o m a,m e l a n o m a a n d p a n c r e-a t i c c a n c e r,a n d i t i s c l o s e l y a s s o c i a t e d w i t h t u m o r g r a d e a n d p o o r p r o g n o s i s.I n t e r f e r i n g w i t h C D C A8e x p r e s-s i o n c a n s i g n i f i c a n t l y i n h i b i t t u m o r g r o w t h a n d m e t a s t a s i s,i n d u c e c e l l c y c l e a r r e s t a n d a p o p t o s i s,a n d i n c r e a s e t h e s e n s i t i v i t y o f t u m o r c e l l s t o c i s p l a t i n a n d t a m o x i f e n,w i t h l i t t l e e f f e c t o n n o r m a l c e l l s.T h e r e f o r e,i t i s c o n-s i d e r e d t h a t C D C A8i s a p o t e n t i a l i n t e r v e n t i o n t a r g e t f o r t h e t r e a t m e n t o f m a l i g n a n t t u m o r s.I n t h i s p a p e r,t h e f u n c t i o n o f C D C A8i n t u m o r s a n d t h e m e c h a n i s t i c p a t h w a y o f i t s a c t i o n a r e d i s c u s s e d i n t e r m s o f p r o g n o s i s, m e c h a n i s m o f a c t i o n,a n d d r u g r e s i s t a n c e r e l a t i o n s h i p,a i m i n g t o p r o v i d e n e w i d e a s f o r t h e s c r e e n i n g o f t u m o r b i o m a r k e r s i n t h e c l i n i c a s w e l l a s t h e d e v e l o p m e n t o f t a r g e t e d d r u g s.K e y w o r d s:c e l l d i v i s i o n c y c l e a s s o c i a t e d8;t u m o r;t r e a t m e n t t a r g e t s;d r u g r e s i s t a n c e细胞周期相关蛋白的异常引起的细胞增殖不受控制,使肿瘤细胞具有更强的侵袭㊁转移及耐药能力,因此,细胞周期进程失调被认为是癌症的一个共同特征[1-2]㊂近年来,越来越多的细胞周期相关蛋白成为恶性肿瘤早期诊断的生物标志物和治疗的潜在靶点㊂细胞分裂周期相关基因(C D C A)和蛋白家族共有8名成员组成,即C D C A1~8㊂C D C A家族成员的异常表达与多种肿瘤的发生和发展密切相关,例如C D C A2作为一种核蛋白,负责调控蛋白磷酸酶1在染色质中的靶向定位,过表达可通过加速细胞周期进程,促进肿瘤细胞增殖[3];C D C A7是一种D N A结合蛋白,异常表达时可激活转录相关因子,促进肿瘤的迁移及血管的生成[4]㊂C D C A8也称为B o r e a l i n/D a s r a B,位于人染色体1p34.2,含11个外显子和10个内显子,c D-N A总长2139b p,编码280个氨基酸[5]㊂既往研究发现C D C A8在胚胎干细胞和多种癌细胞中的转录活性显著增加,且相较于C D C A其他成员,C D C A8在肿瘤和正常组织中的表达差异更显著[6-7]㊂上调的C D-C A8是促进癌症恶性进展的关键,在癌症发生及恶性病变中发挥着重要作用㊂本文对C D C A8在肿瘤中的功能及可能的作用机制进行综述,以期为靶向C D-C A8的治疗提供新思路㊂1 C D C A8的结构和功能C D C A8与有丝分裂激酶B(A u r o r a B)㊁内部着丝㊃504㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第3期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.3*基金项目:国家自然科学基金资助项目(82060851);海南医学院创新实验项目(H Y Y S2021A35)㊂ә通信作者,E-m a i l:470048098@ q q.c o m㊂网络首发h t t p s://l i n k.c n k i.n e t/u r l i d/50.1167.R.20240105.0830.002(2024-01-05)粒蛋白(I N C E N P)㊁生存素(S u r v i v i n)共同组成染色体载客复合体(C P C)的重要部分[8]㊂在结构上,B o r e-a l i n直接与S u r v i v i n和I N C E N P结合,在体外展现出类似三重螺旋结构[9]㊂B o r e a l i n可通过N末端141个残基与S u r v i v i n的相互作用定位到中央纺锤体和中间体㊂B o r e a l i n虽然不与A u r o r a B直接连接,但可以通过前58个氨基酸与I N C E N P结合,并通过I N-C E N P的C端区域与A u r o r a B连接使其激活,用于着丝粒的靶向定位[10]㊂根据其结构特征,B o r e a l i n在动物和真菌中处于保守状态[9]㊂并且有研究发现B o r e a l i n可受多个位点的磷酸化调控,例如,单极纺锤体蛋白激酶1 (M P S1)在T h r230上的磷酸化,提高了A u r o r a B酶的活性[11]㊂细胞周期蛋白依赖性激酶1(C D K1)的磷酸化,促进C P C靶向着丝粒定位[12]㊂在有丝分裂间期,B o r e a l i n见于异染色质上;而前中期转移进入着丝粒内高度聚集;在中后期,B o r e a l i n离开着丝粒内,转移到中心纺锤体微管,随后定位于细胞皮层;最终,在末期和细胞质分裂期,B o r e a l i n定位于皮层中部[13]㊂B o r e a l i n缺失将减慢有丝分裂进程,导致着丝粒-纺锤体失连和异位纺锤极形成,还导致细胞增殖缺陷㊁p53积累和小鼠早期胚胎死亡[14-15]㊂一般来说,在人类有丝分裂细胞中,B o r e a l i n纠正着丝粒-纺锤体失连,稳定双极纺锤体,同时其二聚体结构域调控着丝粒的动态交换,以实现最佳的C P C功能[16]㊂除此之外,B o-r e a l i n还在有丝分裂过程中参与了染色体排列的调节㊁纺锤体信号传导和胞质分裂及细胞动态定位等功能[16-17]㊂2 C D C A8与肿瘤发生和发展之间的关系C D C A8是有丝分裂中的关键调控基因,作为一种细胞周期调节剂,C D C A8的表达受致癌相关转录因子的调控㊂D A I等[18]发现,核因子Y A(N F-Y A)可在肝癌细胞中激活C D C A8依赖的启动子区,促进C D C A8的转录及核内聚集㊂同源物N F-Y B会介导N F-Y C核靶向作用,形成二聚体[19],进一步增加N F-Y亚基与C D C A8启动子区结合的活性,促进肝癌的恶性进展㊂X I A N G等[20]和C H E N等[21]研究表明,在肺腺癌细胞中,C D C A8可以通过正反馈的形式作用于p53,p53的缺失会进一步诱导有丝分裂缺陷,诱导肿瘤恶性进展㊂除此之外,信号通路的激活也是C D C A8的调控模式之一㊂有研究证实,在黑色素瘤中,C D C A8的过表达可激活R O C K通路,降低c a s p a s e-3水平,诱导肌球蛋白M L C磷酸化,促进肿瘤的淋巴结转移及转移灶的形成[22-24]㊂综上所述, C D C A8可通过调控转录因子㊁凋亡蛋白及激活信号通路等方式促进肿瘤细胞的发展及转移㊂2.1 C D C A8与肺癌基于癌症基因组图谱(T C-G A)和基因表达综合数据库(G E O)筛选发现,在肺癌患者中包括C D C A8在内的9个关键基因表达水平明显上调,并且其表达水平与肿瘤大小㊁病理分级㊁T NM分期呈正相关,C D C A8水平越高,肺癌患者生存率越低[25]㊂H A Y AMA等[26]利用小R N A敲低L C319和S B C-5细胞中C D C A8的表达,发现可以显著抑制细胞的增殖和集落形成,并诱导细胞周期G1期的滞留,提示C D C A8可通过调控细胞周期,影响肺癌的发展和转化㊂更多的研究结果也证明了这个观点,肺癌细胞中C D C A8水平的降低会上调p53的水平,抑制周期检查点蛋白C D C2和C y c l i n B1的水平,干扰拓扑异构酶Ⅱ的水平,阻止细胞进入有丝分裂阶段并加强细胞周期的停滞,从而引起肺癌细胞的凋亡[27-29]㊂除此之外,HU等[30]通过分析肺腺癌患者的m i R N A表达谱,发现m i R N A-133b对C D C A8存在靶向负相关作用,m i R N A-133b可以与C D C A8的3'-U T R端结合,靶向诱导C D C A8的m R N A序列降解,进而调控m i R-133b水平,逆转因C D C A8缺失而引起的细胞活力下降㊂综上所述,C D C A8可能通过细胞周期㊁转录调控等不同机制在肺癌的发生与发展中发挥重要作用㊂2.2 C D C A8与肝癌 S HU A I等[31]发现在人类肝细胞癌中C D C A8呈高表达,且表达水平与患者的T NM分类,临床分期,组织学分级相关㊂因此C D-C A8也可以作为鉴别肝癌的潜在生物标志物㊂敲低肝癌细胞中的C D C A8不仅可以上调抑癌基因C D K N2B的水平,抑制细胞周期蛋白依赖激酶的活性,还可下调C y c l i n A2㊁C y c l i n D1㊁C y c l i n B1㊁C D K4㊁C D K6㊁p-C D C2等细胞周期蛋白水平,干扰细胞检查点的进行,从而引起细胞周期停滞[32]㊂此外,下调C D C A8还可增加凋亡蛋白c a s p a s e-7以及肿瘤抑制性因子A T F3和G A D D34蛋白水平,引起致癌信号通路A K T/β-c a t e n i n失活,促进肝癌的凋亡[33]㊂另外有研究发现,在动物体内利用杂交技术靶向敲除小鼠肝细胞中的C D C A8后,这些小鼠在生长过程中并没有出现明显的不良反应;后续通过插入致癌基因ΔN90-β-C a t e n i n和c-M e t诱发肝癌后,可以观察到肝癌的恶性进展被显著抑制[32]㊂因此,筛选靶向C D C A8的小分子化合物不仅能很好地抑制肝癌的进展,且对于研究对象本身的损伤也更小㊂2.3 C D C A8与黑色素瘤 G U O等[34]发现C D C A8的转录水平在黑色素瘤患者中明显上调,低水平的患者预后更差,表明C D C A8可作为黑色素瘤预后的独立预测因子㊂另外,通过免疫细胞浸润分析发现C D-C A8的表达与B细胞㊁中性粒细胞㊁树突状细胞浸润呈正相关㊂因此,在黑色素瘤中C D C A8不仅能作为生物标志物用于早期诊断,还能用于术后的预后评估[35]㊂另一项研究表明,转运蛋白T M E D3水平的降低可以引起内源性C D C A8的水平耗竭,并引起下游p-㊃604㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第3期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.3A K T㊁C D K1/6和P I K3C A水平的降低,这和靶向敲除C D C A8的结果一致,而C D C A8的激活可以逆转这一现象,促进A k t和P I3K的磷酸化水平[36]㊂说明C D C A8可通过P I3K/A K T信号通路介导肿瘤细胞的凋亡,针对T M E D3/C D C A8轴的抑制剂可能是治疗黑色素瘤的新靶点㊂2.4 C D C A8与胰腺癌 G U等[37]发现在胰腺癌临床样本中C D C A8表达水平与患者的肿瘤分级以及糖尿病史呈正相关,且低表达的胰腺癌患者具有更长的生存期,但与年龄㊁性别并无显著性差异㊂敲减C D C A8会抑制胰腺癌细胞的增殖和迁移能力,此抑制作用是通过C D C A8/C D44轴产生的㊂C D44作为非激酶跨膜受体,可以与透明质酸结合激活肿瘤相关信号通路和并调整细胞骨架,使其利于侵袭和耐药㊂而C D C A8可与S N A I2形成复合物作用于C D44的启动子从而上调C D44水平,促进胰腺癌的恶性进展[37]㊂除此之外,有研究发现若敲低胰腺癌细胞中的驱动蛋白家族成员如K I F23和K I F18B水平,也会引起C D C A8的同步降低和细胞活力的抑制,从而抑制胰腺癌细胞的增殖及转移能力[38-39]㊂3 C D C A8与肿瘤耐药性之间的关系3.1 C D C A8与铂类药物顺铂在体内与D N A结合,阻止细胞分裂的正常进行,引起肿瘤细胞的氧化应激㊁调节钙信号㊁诱导凋亡蛋白等方式促进癌细胞的死亡[40-41]㊂在临床上广泛用于治疗肺癌㊁宫颈癌㊁卵巢癌等恶性肿瘤[42-44]㊂W E N等[45]利用G E O数据集对21例晚期宫颈鳞癌患者的样本进行分析,发现对比顺铂敏感的患者,顺铂耐药患者的C D C A8水平显著升高,说明C D C A8在宫颈癌耐药过程中存在潜在作用㊂Q I等[46]的结果同样证明了这一点,通过对比卵巢癌顺铂耐药患者中的差异发现T O P2A和C D-C A8是变化最显著的2个基因,且与T O P2A相比,在体外耐药细胞中C D C A8水平提高了约1.5倍,说明C D C A8在顺铂耐药过程中发挥了重要作用,通过慢病毒敲减了A2780和S K O V3细胞中的C D C A8后发现提高了顺铂对肿瘤细胞的损伤,且与顺铂水平成正相关㊂而C D C A8诱导细胞对顺铂的敏感性可能是通过p53介导,沉默C D C A8可引起p53的积累,过度积累的p53可以在顺铂的作用下激活死亡域蛋白(F A D D)中的白细胞介素1β转换酶(I C E),抑制蛋白泛素化,从而增加顺铂对肿瘤细胞的杀伤力[47-48]㊂因此,C D C A8可成为肿瘤细胞提高顺铂敏感性的目标基因㊂3.2 C D C A8与他莫昔芬他莫昔芬作为雌二醇的竞争性拮抗剂,可与雌激素受体竞争结合,抑制雌激素受体的转录活性,阻断乳腺癌细胞的G1期,抑制肿瘤增殖㊂有研究发现E R信号通路和细胞周期调节之间存在串扰作用,C D K7抑制剂的联合使用可使雌激素受体(E R)S e r118磷酸化,提高耐药细胞对他莫昔芬的敏感性[49]㊂N A B I E V A等[50]的研究也发现,使用C D K4/6的抑制剂可以显著改善激素受体阳性㊁人表皮生长因子受体-2(H E R2)阴性乳腺癌Ⅱ㊁Ⅲ和Ⅳ期患者中的疗效㊂因此,细胞周期调控蛋白可作为乳腺癌内分泌抵抗发展的研究方向㊂S U N等[51]发现C D C A8在他莫昔芬耐药细胞中高表达,而过表达敏感细胞C D C A8水平可降低他莫昔芬作用下细胞的凋亡率,促进细胞S期的富集,加速周期进程,C D C A8作为E2F相关通路的激活剂,有研究表明不仅可以通过E2F1介导染色体D N A复制和调节细胞周期的G1/S期,还能作用于转录抑制因子E2F3b影响C y c-l i n D1的水平,从而加快乳腺癌细胞对他莫昔芬耐药[52]㊂C y c l i n D1作为检查点蛋白可促进G1/S期的进展,乳腺癌细胞中C y c l i n D1的激活促进了癌细胞的耐药水平[53]㊂而在敲降C D C A8后,C y c l i n D1水平显著降低,G1期滞留细胞量增加,细胞恢复对他莫昔芬的敏感性[54]㊂因此,靶向C D C A8抑制剂的联用能提高耐药细胞对他西莫芬的敏感性㊂4小结C D C A8作为细胞周期调节因子,在胚胎干细胞中作用于有丝分裂阶段稳定双极纺锤体,调控纺锤体信号传导维持细胞周期的顺利进行㊂在正常的组织中C D C A8表达水平较低,而在细胞周期异常的恶性肿瘤中C D C A8呈高表达,在一定程度上可以促进肺癌和胰腺癌的发生,促进黑色素瘤的转移及肝癌的恶性进展㊂C D C A8可调节胞内转录水平,促进细胞的增殖和耐药㊂在肺癌中,通过反馈调节p53促进细胞四倍体形成诱导肿瘤的发生㊂在肝癌中,受到转录因子N F-Y簇的调控,诱导细胞周期C D K-C y c l i n轴的异常转化,促进肝癌的进展㊂在黑色素瘤中,C D C A8与R O C K协同作用,激活下游靶点磷酸化促进黑色素瘤的转移㊂在胰腺癌中,C D C A8通过增加C D44转录活性促进胰腺癌的进展㊂在化疗耐药细胞中,C D-C A8通过周期相关蛋白C y c l i n D1及p53调控细胞周期进展,以及蛋白泛素化提高细胞耐药性㊂因此,笔者认为C D C A8可通过肿瘤微环境㊁转录因子㊁周期调控以及致癌通路的激活等多方面发挥促癌及耐药的作用㊂综上所述,C D C A8表达水平在肺癌㊁肝癌㊁胰腺癌等肿瘤中相较于正常组织有着数倍的升高,并且其表达水平与肿瘤分级㊁预后情况及耐药情况呈正相关㊂因此,C D C A8有望成为新型生物标志物,为临床上的肿瘤诊断㊁术后评估以及敏感药物筛选提供参考依据㊂除此之外,根据C D C A8在肿瘤细胞中过表达的特点,通过研发靶向抑制剂作为化疗药物的联合用药之一,可提高化疗药物的杀伤力以及耐药细胞的敏感性㊂同时基于动物实验结果的推测,C D C A8的靶向抑制剂在肿瘤治疗的同时,可以给患者带来更少的不良反应,在临床应用上有着巨大的潜力㊂总之,目㊃704㊃检验医学与临床2024年2月第21卷第3期 L a b M e d C l i n,F e b r u a r y2024,V o l.21,N o.3前虽然对于C D C A8的研究取得了一定的进展,但大部分还是处于理论研究阶段,对于未来的应用效果还需要对其作用机制进行更深一步的研究㊂参考文献[1]L I U K,Z H E N G M,L U R,e t a l.T h e r o l e o f C D C25C i nc e l l c y c l e r e g u l a t i o n a nd c l i n i c a l c a n ce r t h e r a p y:a s y s t e m-a t i c r e v i e w[J].C a n c e r C e l l I n t,2020,20:213.[2]Y A D A V P,S U B B A R A Y A L U P,M E D I N A D,e t a l.M6AR N A m e t h y l a t i o n r e g u l a t e s h i s t o n e u b i q u i t i n a t i o n t o s u p-p o r t c a n c e r g r o w t h a n d p r o g r e s 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网络出版时间:204) -3 -43 12/0 网络出版地址:htt p s ://kns . cnki. net/kcms/detWl/34. 1073. R. 20410364. 0915.011. html•综 述.初级纤毛在肿瘤发生发展中的研究进展杨明清02,肖胜军1接受日期:2020-11-09基金项目国家自然科学基金(81769491 )、广西自然科学基金(2427GXNSFAA156947)作者单位3桂林医学院第二附属医院病理科,桂林5411994桂林医学院研究生学院,桂林541294作者简介:杨明清,女,硕士研究生。
E-mail : qingl 9247711234@125.com肖胜军,男,教授,博士生导师,通讯作者。
E-mail :X iao S h-evOun® glmc. eXu. comorpPolody of the tumor includef mutually anasWmosef strips ,traPecylae , tudules , aticakr and solid structures. The tumor stroma was sparse with hya/ne deveneatWn. There were a var ying number of arW/ovenoxs vessels , and no odvRus spiral arte rioles in the stroma. The neopksPc cells showef oUvRus nucleo lus and vecholer chama/n. Nuclear gaoves could be seen occa-siona/y. Mitotic activity was oenea/y low. By immunohisW- chemistry , these tumors have a polyphenotypic immunopafile.All tumors showef strong and diffuse reactive for el least two markers of sex cork dideantia/on (CD99, CD56, Calretinin ,WT-I , a-inhibin) and showef va/adk posi/vity for el least onesmooth muscle marker (desmin, H-Cakesmon, SMA). Five ca-摘要:初级纤毛是一种由微管构成的不具有运动功能的细胞 器,它参与了细胞的生长发育、内环境稳态、信号转导以及肿瘤的发生和发展。
细胞分裂的分子机制探索及其在肿瘤发生中的意义细胞是人体的基本单位,它的增殖和分化对人体正常生理活动有着至关重要的作用。
而细胞分裂是细胞生命周期中的一个重要阶段,是细胞增殖和修复组织损伤的重要方式。
然而,某些疾病如肿瘤的产生,也是与细胞分裂失控有关,因此,对细胞分裂的分子机制的探索和研究是十分重要的。
细胞分裂的3个阶段细胞分裂分为有丝分裂和无丝分裂两种。
其中有丝分裂是真核细胞发生的最常见的一种细胞分裂方式。
有丝分裂可分为前期、中期、后期、末期四个阶段。
在有丝分裂前期,染色体发生复制,一个染色体变成两个染色体;在中期,染色体就双重起丝,形成细胞中央的纺锤体;在后期,染色体向相反的方向运动,分布到细胞两端;在末期,染色体分离开,形成两个结构一样的新核,细胞就完成分裂了。
细胞分裂的分子机制细胞分裂的分子机制是异常复杂的,由许多蛋白质和激酶调节的。
这些调节分子具有复杂的互动关系,将调控不同方面的分裂过程。
其中,纺锤体形成是细胞有丝分裂中最重要的过程之一,是由众多的蛋白质作用协调完成的。
纺锤体形成是由中心体、纺锤丝、动力蛋白、错配蛋白等多种蛋白质相互作用而完成的,缺少其中任意一个环节都将导致纺锤体缺陷或形成异常。
而细胞周期蛋白依赖激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)和其调节因子cyclin是调控有丝分裂和细胞周期的最重要的分子,该激酶和调节因子的不同组合调节细胞周期不同的阶段。
细胞分裂在肿瘤发生中的意义肿瘤是由某些细胞分裂失控引发的一类疾病。
研究表明,许多肿瘤发生的根本原因是细胞周期异常。
当细胞分裂失控时,细胞将失去自控能力,无法积极应对外部环境,甚至会产生异常细胞类型,导致大量异常细胞的产生,掀起肿瘤的浪潮。
因此,研究细胞分裂的分子机制可以对肿瘤的形成和诊断产生重要意义。
实际上,当前肿瘤治疗的主要方法之一就是针对肿瘤细胞的分裂特点进行治疗,如化疗、放疗等,以达到杀死肿瘤细胞的作用。
知识窗——极光的形成
佚名
【期刊名称】《中文自修:中学版》
【年(卷),期】2008(000)003
【摘要】在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为“太阳风”。
这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流,该太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场,磁场使该颗粒流偏向地磁极,从而导致带电颗粒与地球上层大气发生化学反应,形成极光。
【总页数】2页(P63-64)
【正文语种】中文
【中图分类】G633.8
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5.极光(aurora)激酶在细胞有丝分裂和肿瘤形成中的重要功能
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细胞周期和有丝分裂的调控机制细胞是生命的基本单位,其正常发育和功能维持需要不断进行细胞周期的调控。
其中,细胞周期涉及到细胞有丝分裂和无丝分裂两种细胞分裂方式。
本文将主要介绍有丝分裂的调控机制。
细胞周期包括四个阶段:G1期、S期、G2期和M期,其中M 期就是有丝分裂期。
在有丝分裂期,细胞需要复制DNA以及分裂成两个细胞。
而细胞需要保持各个阶段有序和平衡的进行,否则就可能发生细胞停滞、凋亡或者肿瘤等疾病。
有丝分裂的调控机制主要是通过细胞周期素、激酶和磷酸化等关键分子的控制来实现。
下面我们将分别介绍这些分子的作用和调控机制。
细胞周期素对于有丝分裂的调控是至关重要的。
在细胞周期进入M期之前,细胞需要经历G1期、S期、G2期,期间细胞周期素D、E、A、B等分别发挥重要作用。
其中,周期素D可以激活CDK4和CDK6,从而促进细胞周期进入S期,而周期素E则可以激活CDK2促进G1期转化为S期。
此外,周期素A参与G1/S和G2/M期的转换,周期素B则在有丝分裂前期调控微管的重组和染色质的准备工作。
除了周期素,激酶也是有丝分裂的关键调控分子。
其中,有丝分裂素激酶(Aurora kinase)和丝氨酸/苏氨酸激酶(MAPK/ERK kinase)是非常重要的激酶。
有丝分裂素激酶参与了细胞的纺锤形体形成、核分裂等过程,而MAPK/ERK激酶则主要参与细胞的生长和分化。
最后,磷酸化也扮演着重要的角色。
磷酸化是指将磷酸基团添加到分子上,从而控制分子的活性和功能。
在有丝分裂的调控中,磷酸化也起到了非常重要的作用。
例如,CDK1/2/4/6在周期素的激活下可以磷酸化细胞质网和中心粒,从而参与有丝分裂前期的准备工作。
此外,还有很多其他的磷酸化关键分子也参与了细胞周期的调控过程。
综上所述,细胞周期和有丝分裂的调控机制十分复杂。
上述的周期素、激酶和磷酸化等关键分子在细胞周期中相互作用、协同发挥,从而实现了动态平衡的细胞周期。
未来,我们还需要进一步探明细胞周期的调控机制,加深对细胞生命活动的认识。
生命科学Chinese Bulletin of Life Sciences第17卷 第5期2005年10月Vol. 17, No. 5Oct., 2005极光(aurora)激酶在细胞有丝分裂和肿瘤形成中的重要功能李 强#,吴燕华#,闫晓梅,余 龙*,赵寿元(复旦大学遗传学研究所遗传工程国家重点实验室,上海200433)摘 要:极光激酶(aurora kinases)是负责调控细胞有丝分裂的一类重要的丝氨酸/苏氨酸激酶。
在不同的模式生物中,极光激酶各家族成员的结构和功能都高度保守。
近年来,随着极光激酶相关研究的不断深入,人们逐渐认识到极光激酶在细胞有丝分裂以及肿瘤形成中的重要功能。
在细胞有丝分裂中,极光激酶参与了诸如中心体成熟分离、纺锤体组装和维持、染色体分离以及胞质分裂等多个事件。
异常表达的极光激酶往往会导致细胞在有丝分裂的过程中出现大量的异常现象。
此外,极光激酶还参与了肿瘤形成的过程,已经发现一些靶向作用于极光的小分子具有显著的抑癌作用。
本文围绕哺乳动物的三种极光激酶,重点讨论了它们在细胞有丝分裂中的动态定位、生物学功能以及时空上的调节方式,并分析了异常表达的极光激酶参与肿瘤形成的可能途径,提出了肿瘤治疗的新思路。
关键词:极光激酶;有丝分裂;肿瘤形成;胞质分裂中图分类号:Q555.7;R730.231;Q253 文献标识码:AThe key functions of aurora kinases during cell mitosis and tumorigenesisLI Qiang #, WU Yan-Hua #, YAN Xiao-Mei, YU Long*, ZHAO Shou-Yuan(State Key Laboratory of Genetic Engineering, Institute of Genetics, Fudan University, Shanghai 200433, China)Abstract: Aurora kinases, which are involved in the regulation of cell mitosis, belong to an important serine/threonine kinases family. Both the structures and the functions of aurora kinase family members are highly conserved in different model organisms. Due to the continuously deepening research on aurora kinases recently,the key functions of aurora kinases in cell mitosis and tumorigenesis have been gradually revealed. Aurora kinases play important roles in many events during cell mitosis, such as centrosome maturation and separation,spindle assembly and maintenance, chromosome segregation, cytokinesis and so on. Abnormal expression of aurora kinases usually lead to numerous abnormities in cell mitosis. Moreover, aurora kinases also function in tumorigenesis. Some small molecules targeting to aurora kinases were found to have significant roles in tumor inhibition. In this review, we mainly discussed the dynamic subcellular localization, biological function, tempo-ral and spatial regulation of the three aurora kinases in mammalian cells. We further make an analysis of the potential functions of aurora kinases in tumorigenesis and present our insights into the treatment of tumor.Key words: aurora kinases; mitosis; tumorigenesis; cytokinesis收稿日期:2005-05-24;修回日期:2005-06-20基金项目:国家“973”资助项目(2004CB518605); 国家科技攻关项目(2002BA711A02-4); 国家自然科学基金资助项目(30024001)作者简介:李 强(1982—),男,在读硕士;吴燕华(1982—),女,在读博士;闫晓梅(1975—),女,在读博士;余 龙(1954—),男,教授,博士生导师,*通讯作者;赵寿元(1931—),男,教授,博士生导师;#并列第一作者。
文章编号 :1004-0374(2005)05-0424-09425李 强,等:极光(aurora)激酶在细胞有丝分裂和肿瘤形成中的重要功能第5期在有丝分裂过程中,细胞经历中心体成熟、染色体固缩、核膜破裂、中心体分离、双极纺锤体组装、染色体分离及胞质分裂等过程。
研究表明,这些事件是由一系列有丝分裂激酶的磷酸化作用所控制的[1],其中包括极光激酶(aurora kinases)家族。
各种模式生物中的极光成员都已被鉴定。
出芽酵母和裂殖酵母基因组只有一个极光激酶编码基因,而线虫、果蝇和爪蟾的基因组中各有两个极光激酶基因。
在更高等的哺乳动物的基因组中,如人和小鼠,各有三个家族成员。
现今,人们将此家族成员分成三个亚群,即极光A、极光B和极光C[2]。
各成员的进化关系如图1所示。
极光激酶家族成员的蛋白质一级结构含有两个结构域,即可变区和催化区,其中催化区的氨基酸序列高度保守,一致序列为DFGWSxxxxxxxRxTxCGTxDYLPPE,其中的RxT序列中的苏氨酸残基是激酶活化的靶位点[3]。
人类极光家族三成员之间的序列一致性大于55%。
它们都具有活化环(activation loop)和降解框(destruction box,D-box),但只有极光A含有A-box(D-box activating domain),它负责激活D-box的降解功能[4]。
极光激酶的保守性为人们研究其特异性底物和调控物提供了条件。
虽然三种人类极光激酶的氨基酸序列有很大的一致性,但它们的细胞内定位和功能存在着差异。
如图2所示,在细胞S期初始阶段,极光A定位到中心体上,直到有丝分裂退出[5]; 而极光B和极光C 是染色体过客蛋白(chromosome passenger protein),它们在有丝分裂早期与染色体结合,后期则转移到了纺锤体中间区(midzone),最后在胞质分裂期定位于中间体(midbody)处[6]。
极光激酶不同的亚细胞定图1 各模式生物极光激酶在氨基酸水平上的进化关系极光激酶系统进化树通过邻接法(neighbor-joining method)构建,经自展法(bootstrapping)检验校正。
在酵母中仅有一个极光基因,它们在进化早期就独立出来。
较高等的动物细胞有极光A和极光B两个同源基因,它们是基因复制的结果。
脊椎动物的极光A和极光B又可能来自于无脊椎动物的极光A复制后的独立进化。
哺乳动物的极光B在进化中可能发生了重组或复制,衍生出极光C。
(Hs: 人;Rn: 大鼠;Mm: 小鼠;Xl: 爪蟾;Dm: 果蝇;Ce: 线虫;Sp: 裂殖酵母;Sc: 出芽酵母)图2三种人类极光激酶的亚细胞定位前期:极光A位于中心体周围,极光B和极光C在核内的染色体上;中期:极光A位于中心体以及其附近的微管区域,极光B和极光C位于染色体的着丝粒上;后期:极光A定位于中心体附近的量减少,另有少部分出现在中间区,极光B和极光C定位于中间区;末期和胞质分裂期:极光A大部分都无法被检测到,极光B和极光C先后位于分裂沟的预定细胞皮层及中心体处。
426生命科学第17卷位与各自的功能有着密切的联系。
人类极光激酶的表达水平在大部分的癌组织中上调,而且过量表达的极光A可以诱导细胞转化[7]。
这些发现使人们对该激酶家族产生了浓厚的兴趣。
极光激酶家族极有可能成为一个有效的抗肿瘤药物的靶位。
1 极光A1988年,第一个极光A等位基因在果蝇突变体中发现[8]。
在人类细胞中,极光A已被确定为癌基因,定位于染色体20q13.2,它的蛋白水平及激酶活性都在G2/M期达到最高[9],直至有丝分裂结束。
极光A的激酶活性对于细胞进入有丝分裂、中心体的成熟和分离以及中期染色体排列等都是必需的。
1.1 极光A的定位极光A从中心体复制到有丝分裂结束都定位在中心体上[5]。
此外,极光A还出现在中心体附近的微管区域[10]。
在爪蟾XL2细胞中发现单独的极光A 的N端或C端都可以与中心体结合。
但是,N端的结合是微管依赖性的,而C端则是非微管依赖性的[11]。
因此,极光A的N端可能直接与纺锤体的微管或微管结合蛋白相互作用。
一个驱动蛋白类似蛋白TPX2 (target protein for Xenopns kinesin-like protein 2)的N端可以与极光A的C端催化域结合[12]。
RNAi干扰TPX2的表达后,极光A无法定位到纺锤体微管上,但极光A与纺锤体极点的结合不受干扰的影响。
1.2 极光A的功能1.2.1 极光A与中心体的分离及成熟 2001年,在线虫胚胎中利用RNAi技术干扰AIR1 (线虫的极光A)后发现,在核膜破裂前中心体正常分离,但在核膜破裂后,分离的中心体又聚到了一起[13]。
这表明,AIR1对于中心体分离的启动不是必需的,而对分离的维持是必不可少的。
在非洲爪蟾中发现,E g2 (爪蟾的极光A)可以磷酸化一种驱动蛋白类似蛋白XlEg5,而后者对于核膜破裂后中心体的分离是必需的[14]。
由此可以推测,人类极光A对于中心体分离的调控也可能是通过在前中期对驱动蛋白类似蛋白(如Eg5)的磷酸化作用而实现的。