原癌基因Pokemon\细胞周期调节蛋白依耐性激酶CDK2与肿瘤相关性进展研究(1)
[中图分类号]R730.231
[文献标识码]A
[文章编号]1672-4208(2010)03-0030-03
肿瘤产生的本质目前普遍观点认为是细胞增殖的调节失控，而细胞的增殖要通过细胞周期来调控。大量研究发现，许多癌基因的功能与细胞周期的调控密切相关，部分抑癌基因正是作用于细胞周期某些关键环节，以控制细胞的过度增殖，从而防止肿瘤的发生。而一些癌基因的激活则可导致细胞增殖失控，向肿瘤性增生转化。细胞周期调节蛋白依耐性激酶CDK2是细胞周期中重要的激酶，当CDK2基因与CyclinE或CyclinA结合后可以促进细胞周期在各时相间进行转换。Pokemon基因(POK，细胞髓样发生因子)亦称LRF、OCZF和FBI-1，是2005年被确定的一种原癌基因，近年来发现Pokemon基因参与了肿瘤细胞的周期调控过程，与肿瘤的增殖有关。现就细胞周期调节蛋白依耐性激酶CDK2、原癌基因Pokemon两者结构、功能作用、两者的关系以及与肿瘤相关性进展进行综述。
, 百拇医药
1 CDK2
1.1 CDK2的结构与功能 CDK2是CDK家族中的重要成员，单体并没有活性。CDK2定位于人12q13，长度为300个氨基酸，编码33 kD的蛋白质。CDK2由N端至c端的结构依次为：1个富含p片层的N端圆形突起、催化裂隙和1个主要是a螺旋的C端圆形突起，可与CyclinE和CyclinA相互结合，分别在GI/S期、M期、S期发挥作用，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。例如，CDK2与CyclinE结合(1)形成的复合物能使视网膜母细胞瘤易感基因(retino blastoma，Rb)磷酸化。Rb高磷酸化后，释放出转录因子E2F一1。释放的E2F-1除了刺激其自身的合成和CyclinE/CDK2的表达外，促使Rb释放出更多的游离E2F-1，游离的E2F-1作用于二氢叶酸还原酶靶基因，加速细胞从G1期进入S期。另外，CDK2与CyclinE或A结合后还能识别染色体上特殊序列(autonomous replioation sequenoes，ARS)，促进S期启动。(2)CDK2磷酸化后被活化，其分子中苏氨酸(Thr)残基磷酸化和苏氨酸(Thr)残基的去磷酸化，可使CDK2激活。(3)去磷酸化抑制CDK2活性，而活化CDK2的苏氨酸(Thr)残基去磷酸化则使其失活。近年来发现CDK2受很多的因素影响包括：细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子CKI、生长因子、抑素、CAMP、CGMP、核糖核体(RNA)剪接因子蛋白及SR蛋白特异的激酶等，他们通过细胞周期内源性调控以磷酸化和去磷酸化为基础的Cyclin-CDK=CKI途径实现；或者是通过细胞周期外源性因素调控细胞外信号物质、基质和营养因素等，影响核转录因子活性和细胞信号的转导启动和调节某些基因表达，改变细胞的分化状态。
, 百拇医药
1.2 CDK2与肿瘤 正常情况下，CDK2的表达水平在整个细胞周期中基本保持不变，但是在长期不利因素刺激时(细胞周期的驱动力失控或者监控检查机制受损时)CDK2会异常表达，进而引起细胞周期紊乱导致细胞异常增殖，最终导致癌症的发生。不少文献报道CDK2在肝癌、胃癌、结肠癌、前列腺癌、乳腺癌、白血病等肿瘤中高度表达，并发现CDK2的异常表达可能是癌变过程中的早期事件，并在癌症的形成、发展过程中都起重要的作用，从某种意义上来说可以作为患者预后的负向预测指标。鉴于CDK2与肿瘤细胞发生发展的相关性和重要性，抑制细胞周期调节蛋白依赖性激酶CDK2将为肿瘤治疗打开全新的局面。药物研究人员已经把寻找不同类型CDK和Cylin抑制剂作为前沿的抗肿瘤药物重点研究方向寻找的抗肿瘤药物，试图找到具有特异性，其作用点将更明确，选择性更高，对患者的不良反应也更小的抗癌药物。同时也有不少专家从基因水平着手干预CDK2的合成，例如目前RNA干扰技术已被广泛应用于基因功能研究、抗病毒和抗肿瘤基因治疗领域的探索之中。王文礼成功的将siRNA重组表达载体转染HepG2细胞后，CDK2mRNA表达显著下降，细胞周期明显改变，细胞从G1期到S期发生阻滞，并且细胞周期的改变与转染后HepG2细胞体外增殖力下降是一致的。RNA干扰技术在肿瘤基因治疗方面奠定了实验基础，也为临床上新的基因药物开发提供了依据。
, 百拇医药
2 Pokemon
2.1 Pokemon的结构与功能 目前我们已经知道通过改变染色质和组蛋白的去乙酰化作用的异常转录抑制已经被推测对潜在的肿瘤发生有一种潜在的推动力。然而与肿瘤有关的转录抑制的机制还不是很清楚。Pokemon是近年发现的转录抑制因子，是POK蛋白家族成员之一。它是由ZBTB7A基因3984665-3988242碱基序列编码的POK家族蛋白。ZBTB7A基因位于19p13.3，具有2个外显子和2个内含子，所在位点是染色体易位的热点，基因全长27000多个碱基，包括多个编码锌指结构基因序列。Pokemon具有POK蛋白家族成员共同特征即：竣基末端有Kruppl-type类锌指结构DNA结合域，氨基末端有POZ结构域。POZ蛋白介导蛋白二聚体形成，通过募集组蛋白脱乙酞基酶(HDAcS)引起染色质结构改变，引起特定DNA基因的开关，从而行使强大的转录抑制功能。Lee通过研究揭示这种转录抑制通过锌指DNA连接结构域sp1与POZ结构域之间的分子反应及干扰sp1的DNA连接活性来实现。干扰sp1多基因家族进入核心cis元件，阻断POZ结构域与锌指结构间的相互反应来下调醇脱氢酶5P甲醛脱氢酶基因表达。同时研究发现FBI-1也提高一些基因的转录，现研究发现Pokemon(FBI-1)的POZ结构域与核因子，NFp65的Rel同源结构域发生反应，这种分子间的反应使NF-KB亚单位p65转位于细胞核，并能增加细胞核NF-KB的稳定性，FBI-1从而起到对抗转录抑制的作用。Pokemon在胚胎发育、分化、发生中也起着重要作用，能根本的影响其他pok家族成员例如BCL-6、zbtb7基因在小鼠中的失活导致胚胎死亡和破坏包括b细胞室在内的多种组织的细胞分化过程。因此被提出Pokemon对转录功能的干扰影响细胞分化。目前Matthias Laudes等研究已经表明Pokemon不仅与细胞分化有关，而且与细胞周期调控有关，Pokemon在脂肪细胞中起着转录抑制作用，抑制cyclinA、cdk2和E2F4的表达，从而有促于脂肪形成。在人脂肪组织中检测Pokemon水平时发现，其最高水平存在于病态肥胖症个体，表明Pokemon在人病态肥胖发生发展中发挥一定作用，而在间质细胞培养中，Pokemon表现出双重功能：既抑制细胞的增殖，又促进细胞向脂肪细胞分化。, 百拇医药(熊 伟)
[文献标识码]A
[文章编号]1672-4208(2010)03-0030-03
肿瘤产生的本质目前普遍观点认为是细胞增殖的调节失控，而细胞的增殖要通过细胞周期来调控。大量研究发现，许多癌基因的功能与细胞周期的调控密切相关，部分抑癌基因正是作用于细胞周期某些关键环节，以控制细胞的过度增殖，从而防止肿瘤的发生。而一些癌基因的激活则可导致细胞增殖失控，向肿瘤性增生转化。细胞周期调节蛋白依耐性激酶CDK2是细胞周期中重要的激酶，当CDK2基因与CyclinE或CyclinA结合后可以促进细胞周期在各时相间进行转换。Pokemon基因(POK，细胞髓样发生因子)亦称LRF、OCZF和FBI-1，是2005年被确定的一种原癌基因，近年来发现Pokemon基因参与了肿瘤细胞的周期调控过程，与肿瘤的增殖有关。现就细胞周期调节蛋白依耐性激酶CDK2、原癌基因Pokemon两者结构、功能作用、两者的关系以及与肿瘤相关性进展进行综述。
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1 CDK2
1.1 CDK2的结构与功能 CDK2是CDK家族中的重要成员，单体并没有活性。CDK2定位于人12q13，长度为300个氨基酸，编码33 kD的蛋白质。CDK2由N端至c端的结构依次为：1个富含p片层的N端圆形突起、催化裂隙和1个主要是a螺旋的C端圆形突起，可与CyclinE和CyclinA相互结合，分别在GI/S期、M期、S期发挥作用，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。例如，CDK2与CyclinE结合(1)形成的复合物能使视网膜母细胞瘤易感基因(retino blastoma，Rb)磷酸化。Rb高磷酸化后，释放出转录因子E2F一1。释放的E2F-1除了刺激其自身的合成和CyclinE/CDK2的表达外，促使Rb释放出更多的游离E2F-1，游离的E2F-1作用于二氢叶酸还原酶靶基因，加速细胞从G1期进入S期。另外，CDK2与CyclinE或A结合后还能识别染色体上特殊序列(autonomous replioation sequenoes，ARS)，促进S期启动。(2)CDK2磷酸化后被活化，其分子中苏氨酸(Thr)残基磷酸化和苏氨酸(Thr)残基的去磷酸化，可使CDK2激活。(3)去磷酸化抑制CDK2活性，而活化CDK2的苏氨酸(Thr)残基去磷酸化则使其失活。近年来发现CDK2受很多的因素影响包括：细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子CKI、生长因子、抑素、CAMP、CGMP、核糖核体(RNA)剪接因子蛋白及SR蛋白特异的激酶等，他们通过细胞周期内源性调控以磷酸化和去磷酸化为基础的Cyclin-CDK=CKI途径实现；或者是通过细胞周期外源性因素调控细胞外信号物质、基质和营养因素等，影响核转录因子活性和细胞信号的转导启动和调节某些基因表达，改变细胞的分化状态。
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1.2 CDK2与肿瘤 正常情况下，CDK2的表达水平在整个细胞周期中基本保持不变，但是在长期不利因素刺激时(细胞周期的驱动力失控或者监控检查机制受损时)CDK2会异常表达，进而引起细胞周期紊乱导致细胞异常增殖，最终导致癌症的发生。不少文献报道CDK2在肝癌、胃癌、结肠癌、前列腺癌、乳腺癌、白血病等肿瘤中高度表达，并发现CDK2的异常表达可能是癌变过程中的早期事件，并在癌症的形成、发展过程中都起重要的作用，从某种意义上来说可以作为患者预后的负向预测指标。鉴于CDK2与肿瘤细胞发生发展的相关性和重要性，抑制细胞周期调节蛋白依赖性激酶CDK2将为肿瘤治疗打开全新的局面。药物研究人员已经把寻找不同类型CDK和Cylin抑制剂作为前沿的抗肿瘤药物重点研究方向寻找的抗肿瘤药物，试图找到具有特异性，其作用点将更明确，选择性更高，对患者的不良反应也更小的抗癌药物。同时也有不少专家从基因水平着手干预CDK2的合成，例如目前RNA干扰技术已被广泛应用于基因功能研究、抗病毒和抗肿瘤基因治疗领域的探索之中。王文礼成功的将siRNA重组表达载体转染HepG2细胞后，CDK2mRNA表达显著下降，细胞周期明显改变，细胞从G1期到S期发生阻滞，并且细胞周期的改变与转染后HepG2细胞体外增殖力下降是一致的。RNA干扰技术在肿瘤基因治疗方面奠定了实验基础，也为临床上新的基因药物开发提供了依据。
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2 Pokemon
2.1 Pokemon的结构与功能 目前我们已经知道通过改变染色质和组蛋白的去乙酰化作用的异常转录抑制已经被推测对潜在的肿瘤发生有一种潜在的推动力。然而与肿瘤有关的转录抑制的机制还不是很清楚。Pokemon是近年发现的转录抑制因子，是POK蛋白家族成员之一。它是由ZBTB7A基因3984665-3988242碱基序列编码的POK家族蛋白。ZBTB7A基因位于19p13.3，具有2个外显子和2个内含子，所在位点是染色体易位的热点，基因全长27000多个碱基，包括多个编码锌指结构基因序列。Pokemon具有POK蛋白家族成员共同特征即：竣基末端有Kruppl-type类锌指结构DNA结合域，氨基末端有POZ结构域。POZ蛋白介导蛋白二聚体形成，通过募集组蛋白脱乙酞基酶(HDAcS)引起染色质结构改变，引起特定DNA基因的开关，从而行使强大的转录抑制功能。Lee通过研究揭示这种转录抑制通过锌指DNA连接结构域sp1与POZ结构域之间的分子反应及干扰sp1的DNA连接活性来实现。干扰sp1多基因家族进入核心cis元件，阻断POZ结构域与锌指结构间的相互反应来下调醇脱氢酶5P甲醛脱氢酶基因表达。同时研究发现FBI-1也提高一些基因的转录，现研究发现Pokemon(FBI-1)的POZ结构域与核因子，NFp65的Rel同源结构域发生反应，这种分子间的反应使NF-KB亚单位p65转位于细胞核，并能增加细胞核NF-KB的稳定性，FBI-1从而起到对抗转录抑制的作用。Pokemon在胚胎发育、分化、发生中也起着重要作用，能根本的影响其他pok家族成员例如BCL-6、zbtb7基因在小鼠中的失活导致胚胎死亡和破坏包括b细胞室在内的多种组织的细胞分化过程。因此被提出Pokemon对转录功能的干扰影响细胞分化。目前Matthias Laudes等研究已经表明Pokemon不仅与细胞分化有关，而且与细胞周期调控有关，Pokemon在脂肪细胞中起着转录抑制作用，抑制cyclinA、cdk2和E2F4的表达，从而有促于脂肪形成。在人脂肪组织中检测Pokemon水平时发现，其最高水平存在于病态肥胖症个体，表明Pokemon在人病态肥胖发生发展中发挥一定作用，而在间质细胞培养中，Pokemon表现出双重功能：既抑制细胞的增殖，又促进细胞向脂肪细胞分化。, 百拇医药(熊 伟)