微小染色体维持蛋白2在宫颈病变中的研究进展(1)
[摘要] 微小染色体维持蛋白2(minichromosome maintenance protein 2，MCM2)是真核细胞DNA复制启动的许可因子。其mRNA水平在细胞周期中是呈周期性变化的，一些细胞周期相关因子通过调控MCM2可干预DNA的复制。其只在增殖细胞周期中表达，被视为特异性增殖相关因子，能够用于检测具有增生潜能的细胞和较好地区分正常组织、不典型增生及肿瘤组织。其异常表达反映了具有癌变潜能的细胞被锁定在细胞周期中不断地进行异常复制、增殖，其标记指数越高预示肿瘤恶性程度越高，预后越差，故MCM2是研究肿瘤细胞能动性及判定肿瘤预后的有效指标。MCM2与宫颈病变的关系经过了多年的研究，其作为肿瘤标志物加入宫颈病变的筛查提高了宫颈癌前病变的检出率并有助于宫颈癌预后的判定，而MCM2的抗体或抑制剂有望成为宫颈癌治疗的新靶点。
[关键词] 微小染色体维持蛋白2；宫颈上皮内瘤变；宫颈癌
[中图分类号] R737.33 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2013)08(c)-0035-03
肿瘤发生是一个长期的、多因素、多步骤的过程，也是细胞增殖、分化、凋亡持续失衡的过程。癌变的细胞经历了从正常的增殖、分化、衰老、死亡的周期时相转入过渡增殖、分化减缓、凋亡抑制甚至不死的周期时相的过程。基因的异常复制是这一过程的起始。微小染色体维持蛋白2(minichromosome maintenance protein 2，MCM2)是真核细胞DNA复制启动的许可因子[1]。其在增殖细胞中表达水平高，在静止期细胞和分化好的细胞中不表达或水平很低。这使得其可作为不典型增生和肿瘤的生物学标志物。 MCM2的耗损影响DNA的正常复制导致肿瘤发生[2]。由于传统的巴氏涂片及液基细胞学(liquid-based cytologic，LBC)检查对于宫颈癌变筛查的灵敏度和特异度并不十分令人满意。因此寻找一个较好的肿瘤标志物显得十分重要。本文就MCM2蛋白在宫颈病变中的研究进行综述。
1 MCM2的结构
20世纪80年代在对酵母菌的研究中发现并命名了微小染色体维持蛋白。该蛋白家族是由包括MCM2，MCM3，MCM4(Cdc21)，MCM5(Cdc46)，MCM6(Mis5)andMCM7(Cdc47)六个亚单位组成的六聚体。其中MCM2基因位于3q21，由中央区、氨基端和羧基端组成，其中央区含有ATP酶，通过与ATP结合介导双链DNA的开放。氨基端有细胞分裂周期基因7(cell division cycle gene，CDC7)和细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)磷酸化位点和组蛋白H3结合位点。其羧基端有MCM4结合位点。MCM2负责提供染色体结合靶点，通过与MCM3/5二聚体和MCM4/6/7三聚体结合以形成环状异源六聚体。
2 MCM2在细胞周期中的功能
复制开始前非磷酸化的MCM2与MCM4/6/7三聚体和MCM3/5二聚体结合形成六聚体，抑制MCM4/6/7三聚体解旋酶活性，在G1早期，由起点再识别复合物(origin recognition complex，ORC)、Cdc6、Cdt1和MCM2-7六聚体集结到复制起点形成复制前复合体(prereplicative complexes，pre-RCs)。当复制开始后在G1/S期转变中，蛋白激酶Cdc7、Cdk结合到pre-RCs，pre-RCs被CDC7活化，MCM2被磷酸化与MCM4/6/7脱离，使MCM4/6/7解旋酶被激活，从而启动复制，MCM2则游离分布在细胞的不同区域。从S期到M期，MCM3-7相继被磷酸化从pre-RCs中解离出来变为游离的微小染色体。激活的MCM4/6/7结合Cdc45使复制起点DNA解链[1]，随后复制因子C(replication factor C，RFC)及DNA聚合酶α的引发酶(polymerase αprimase，Pol-Prim)结合在展开的DNA链上合成RNA-DNA引物，再由RFC负载增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)到染色质上，PCNA作为DNA聚合酶δ的辅助因子将其结合到RNA-DNA引物的模板上合成先导链，在延迟链合成时Pol-Prim通过DNA聚合酶δ或γ使每条RNA-DNA引物伸展延长。新链的延长需要模板链进一步分离则需要解旋酶继续解开复制起点的DNA双链。由于MCM4/6/7解旋酶每次只能解开200～400 bp的双链DNA，因此需要在S期的不同时段复制起点被不断激活，才能使复制叉移动，直至M期开始时DNA双链被全部解开完整地复制一次，MCM才从染色质上分离。此时复制前复合体变为后复制状态，准备另一轮DNA合成。解链的DNA通过磷酸化MCM2/3抑制复制叉及再复制，且通过下调CDK2/cyclin E和CDC7而抑制复制的起始及DNA的合成，使得在复制期间pre-RCs不再被装配，从而确保每个细胞周期DNA复制的起始和延伸仅发生1次[3]。
MCM2的mRNA水平在细胞周期中是呈周期性变化的。从静止期经过G1期、S期到G2期与M期，MCM2在细胞中的含量经历了由极少到开始增加，到高峰之后降低的过程，其中在G1/S期交界时达到高峰，之后随着S期的DNA复制到G2、M期逐渐被磷酸化从染色质脱离到细胞浆中被降解。到G0期再从胞浆逐渐回到核中，在G1期与染色质结合[2]。由于其仅在增殖细胞中表达，因而通过调控MCM2进而影响MCM复合体，细胞周期相关因子则可干预细胞的DNA复制。Cyclin B在细胞周期的G2/M期通过对MCM2的磷酸化，防止其再结合到染色质上，对pre-RCs的形成起负性调控作用。CyclinE和cyclinA则通过磷酸化MCM2，解除MCM2对MCM4/6/7三聚体解旋酶活性的抑制，从而促进复制。
------
郑健 任杰 幺磊 内蒙古医科大学附属医院妇产科;
【摘要】微小染色体维持蛋白2(minichromosome maintenance protein 2,MCM2)是真核细胞DNA复制启动的许可因子。其mRNA水平在细胞周期中是呈周期性变化的,一些细胞周期相关因子通过调控MCM2可干预DNA的复制。其只在增殖细胞周期中表达,被视为特异性增殖相关因子,能够用于检测具有增生潜能的细胞和较好地区分正常组织、不典型增生及肿瘤组织。其异常表达反映了具有癌变潜能的细胞被锁定在细胞周期中不断地进行异常复制、增殖,其标记指数越高预示肿瘤恶性程度越高,预后越差,故MCM2是研究肿瘤细胞能动性及判定肿瘤预后的有效指标。MCM2与宫颈病变的关系经过了多年的研究,其作为肿瘤标志物加入宫颈病变的筛查提高了宫颈癌前病变的检出率并有助于宫颈癌预后的判定,而MCM2的抗体或抑制剂有望成为宫颈癌治疗的新靶点。
【关键词】 微小染色体维持蛋白 宫颈上皮内瘤变 宫颈癌
【基金】内蒙古卫生厅医疗卫生科研计划项目(编号2010028)
【分类号】R737.33
肿瘤发生是一个长期的、多因素、多步骤的过程,也是细胞增殖、分化、凋亡持续失衡的过程。癌变的细胞经历了从正常的增殖、分化、衰老、死亡的周期时相转入过渡增殖、分化减缓、凋亡抑制甚至不死的周期时相的过程。基因的异常复制是这一过程的起始。微小染色体维持蛋白2(minic (郑健 任杰 幺磊)
[关键词] 微小染色体维持蛋白2；宫颈上皮内瘤变；宫颈癌
[中图分类号] R737.33 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2013)08(c)-0035-03
肿瘤发生是一个长期的、多因素、多步骤的过程，也是细胞增殖、分化、凋亡持续失衡的过程。癌变的细胞经历了从正常的增殖、分化、衰老、死亡的周期时相转入过渡增殖、分化减缓、凋亡抑制甚至不死的周期时相的过程。基因的异常复制是这一过程的起始。微小染色体维持蛋白2(minichromosome maintenance protein 2，MCM2)是真核细胞DNA复制启动的许可因子[1]。其在增殖细胞中表达水平高，在静止期细胞和分化好的细胞中不表达或水平很低。这使得其可作为不典型增生和肿瘤的生物学标志物。 MCM2的耗损影响DNA的正常复制导致肿瘤发生[2]。由于传统的巴氏涂片及液基细胞学(liquid-based cytologic，LBC)检查对于宫颈癌变筛查的灵敏度和特异度并不十分令人满意。因此寻找一个较好的肿瘤标志物显得十分重要。本文就MCM2蛋白在宫颈病变中的研究进行综述。
1 MCM2的结构
20世纪80年代在对酵母菌的研究中发现并命名了微小染色体维持蛋白。该蛋白家族是由包括MCM2，MCM3，MCM4(Cdc21)，MCM5(Cdc46)，MCM6(Mis5)andMCM7(Cdc47)六个亚单位组成的六聚体。其中MCM2基因位于3q21，由中央区、氨基端和羧基端组成，其中央区含有ATP酶，通过与ATP结合介导双链DNA的开放。氨基端有细胞分裂周期基因7(cell division cycle gene，CDC7)和细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)磷酸化位点和组蛋白H3结合位点。其羧基端有MCM4结合位点。MCM2负责提供染色体结合靶点，通过与MCM3/5二聚体和MCM4/6/7三聚体结合以形成环状异源六聚体。
2 MCM2在细胞周期中的功能
复制开始前非磷酸化的MCM2与MCM4/6/7三聚体和MCM3/5二聚体结合形成六聚体，抑制MCM4/6/7三聚体解旋酶活性，在G1早期，由起点再识别复合物(origin recognition complex，ORC)、Cdc6、Cdt1和MCM2-7六聚体集结到复制起点形成复制前复合体(prereplicative complexes，pre-RCs)。当复制开始后在G1/S期转变中，蛋白激酶Cdc7、Cdk结合到pre-RCs，pre-RCs被CDC7活化，MCM2被磷酸化与MCM4/6/7脱离，使MCM4/6/7解旋酶被激活，从而启动复制，MCM2则游离分布在细胞的不同区域。从S期到M期，MCM3-7相继被磷酸化从pre-RCs中解离出来变为游离的微小染色体。激活的MCM4/6/7结合Cdc45使复制起点DNA解链[1]，随后复制因子C(replication factor C，RFC)及DNA聚合酶α的引发酶(polymerase αprimase，Pol-Prim)结合在展开的DNA链上合成RNA-DNA引物，再由RFC负载增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)到染色质上，PCNA作为DNA聚合酶δ的辅助因子将其结合到RNA-DNA引物的模板上合成先导链，在延迟链合成时Pol-Prim通过DNA聚合酶δ或γ使每条RNA-DNA引物伸展延长。新链的延长需要模板链进一步分离则需要解旋酶继续解开复制起点的DNA双链。由于MCM4/6/7解旋酶每次只能解开200～400 bp的双链DNA，因此需要在S期的不同时段复制起点被不断激活，才能使复制叉移动，直至M期开始时DNA双链被全部解开完整地复制一次，MCM才从染色质上分离。此时复制前复合体变为后复制状态，准备另一轮DNA合成。解链的DNA通过磷酸化MCM2/3抑制复制叉及再复制，且通过下调CDK2/cyclin E和CDC7而抑制复制的起始及DNA的合成，使得在复制期间pre-RCs不再被装配，从而确保每个细胞周期DNA复制的起始和延伸仅发生1次[3]。
MCM2的mRNA水平在细胞周期中是呈周期性变化的。从静止期经过G1期、S期到G2期与M期，MCM2在细胞中的含量经历了由极少到开始增加，到高峰之后降低的过程，其中在G1/S期交界时达到高峰，之后随着S期的DNA复制到G2、M期逐渐被磷酸化从染色质脱离到细胞浆中被降解。到G0期再从胞浆逐渐回到核中，在G1期与染色质结合[2]。由于其仅在增殖细胞中表达，因而通过调控MCM2进而影响MCM复合体，细胞周期相关因子则可干预细胞的DNA复制。Cyclin B在细胞周期的G2/M期通过对MCM2的磷酸化，防止其再结合到染色质上，对pre-RCs的形成起负性调控作用。CyclinE和cyclinA则通过磷酸化MCM2，解除MCM2对MCM4/6/7三聚体解旋酶活性的抑制，从而促进复制。
------
郑健 任杰 幺磊 内蒙古医科大学附属医院妇产科;
【摘要】微小染色体维持蛋白2(minichromosome maintenance protein 2,MCM2)是真核细胞DNA复制启动的许可因子。其mRNA水平在细胞周期中是呈周期性变化的,一些细胞周期相关因子通过调控MCM2可干预DNA的复制。其只在增殖细胞周期中表达,被视为特异性增殖相关因子,能够用于检测具有增生潜能的细胞和较好地区分正常组织、不典型增生及肿瘤组织。其异常表达反映了具有癌变潜能的细胞被锁定在细胞周期中不断地进行异常复制、增殖,其标记指数越高预示肿瘤恶性程度越高,预后越差,故MCM2是研究肿瘤细胞能动性及判定肿瘤预后的有效指标。MCM2与宫颈病变的关系经过了多年的研究,其作为肿瘤标志物加入宫颈病变的筛查提高了宫颈癌前病变的检出率并有助于宫颈癌预后的判定,而MCM2的抗体或抑制剂有望成为宫颈癌治疗的新靶点。
【关键词】 微小染色体维持蛋白 宫颈上皮内瘤变 宫颈癌
【基金】内蒙古卫生厅医疗卫生科研计划项目(编号2010028)
【分类号】R737.33
肿瘤发生是一个长期的、多因素、多步骤的过程,也是细胞增殖、分化、凋亡持续失衡的过程。癌变的细胞经历了从正常的增殖、分化、衰老、死亡的周期时相转入过渡增殖、分化减缓、凋亡抑制甚至不死的周期时相的过程。基因的异常复制是这一过程的起始。微小染色体维持蛋白2(minic (郑健 任杰 幺磊)