纺锤体组装检查点在肺癌中的研究进展

纺锤体组装检查点(spindle assembly checkpoint,SAC)是细胞正确进行有丝分裂(mitosis)的一种保护机制,以防止有丝分裂中后期染色体动粒(kinetochore)存在未附着或不正确附着微管的情况下继续有丝分裂,从而避免整条染色体的增加或丢失而产生非整倍体(aneuploidy)细胞。非整倍体以及SAC组成蛋白的表达改变是不同癌症种类,包括肺癌的共同特征之一。因此,SAC是一种潜在的肺癌治疗新靶点。目前,SAC上游组分蛋白单极纺锤体蛋白激酶1(monopolar spindle 1,MPS1)小分子抑制剂已有5种进入临床试验。本文介绍了SAC的生物学功能,总结了SAC组分蛋白在多种癌症中的表达异常和MPS1抑制剂的研究进展,期望对未来开发靶向SAC组分的肺癌治疗策略提供参考。

癌症高表达蛋白——Hec1在纺锤体组装检查点中的作用

细胞增殖依赖于细胞分裂前染色体的复制及随后的姐妹染色单体分离到达两极。纺锤体组装检查点具有确保染色体信息传递保真性的作用,检查点的缺失可能导致染色体的分离异常和肿瘤形成。癌症高表达蛋白(Hec1)通过与调控G2/M期的蛋白间的相互作用而在染色体的分离中发挥重要作用。Hec1与Nuf2的复合物,在G2/M期与动粒相结合,Hec1的缺失将导致严重的染色体分离错误。Hec1具有召集Mps1和Mad1/Mad2复合物结合到动粒上的作用,这种结合可以激活纺锤体组装检查点途径中非常重要的APCCdc20途径。但是Hec1、Mps1、Mad1三者之间的相互作用仍未明了。Hec1还可以通过与26S蛋白酶复合物的不同亚基结合调控其功能。Hec1是一种丝氨酸磷酸化蛋白,其磷酸化是由Nek2在G2/M期完成的。

骨肉瘤细胞中KDM5C与有丝分裂期纺锤体组装检查点关系的研究

目的:探讨赖氨酸特异性去甲基化酶5C(lysine-specific demethylase 5C,KDM5C)在骨肉瘤细胞有丝分裂期的变化及其对有丝分裂期纺锤体组装检查点(spindle assembly checkpoint,SAC)的调控。方法:利用细胞周期同步化方法,收集不同骨肉瘤细胞系有丝分裂期各时间节点的细胞样品,利用Western blot检测各时间点KDM5C蛋白质含量的变化及其翻译后修饰与有丝分裂期进程的关系;并用特异性抑制剂CPI-455抑制KDM5C的去甲基化转移酶活性,利用Western blot检测有丝分裂期进程中抑制KDM5C的去甲基化酶活性对SAC相关标志蛋白细胞分裂周期蛋白-27(cell division cycle protein 27,cdc27)、周期蛋白B1(Cyclin B1)的影响。结果:在有丝分裂进程中,与SAC相关的标志蛋白cdc27的磷酸化滞后条带的位移变化和Cyclin B1的蛋白降解均与文献报道相似,但KDM5C蛋白含量无明显变化;KDM5C截短体表达未观察到明显的位移减慢或泛素化降解条带;抑制其去甲基化酶活性后,相较对照组,标志蛋白cdc27的去磷酸化曲线和Cyclin B1降解曲线未见明显变化。结论:在骨肉瘤细胞系有丝分裂期中,KDM5C的蛋白质含量不随有丝分裂期进程而改变,抑制其去甲基化酶活性不影响对SAC的灭活。

叶酸缺乏对L02细胞增殖、凋亡及纺锤体组装检查点相关蛋白表达的影响

目的:探讨叶酸缺乏对L02细胞增殖、凋亡以及纺锤体组装检查点相关蛋白基因表达的影响及其机制。方法:用不同浓度的叶酸(200 nmol/L、20 nmol/L、0 nmol/L)培养L02细胞2周后,用倒置显微镜观察L02细胞形态;流式细胞术检测细胞周期与凋亡;CCK8测定细胞增殖情况;qRT-PCR检测Mad2、Bub1、BubR1 mRNA的表达;Western blotting检测相关蛋白Mad2、Bub1、BubR1的表达。结果:与正常对照组相比,叶酸缺乏使L02细胞出现细胞体积变大、形态不规则现象;叶酸缺乏可降低L02细胞活性(P<0.01),诱导细胞发生S期阻滞(P<0.05),促进细胞凋亡(P<0.05),上调Mad2、Bub1、BubR1 mRNA及蛋白水平(P<0.01)。结论:在L02细胞培养中,叶酸浓度为200 nmol/L时导致叶酸缺乏,SAC功能受损,细胞增殖异常,严重缺乏时导致细胞发生凋亡。

有丝分裂纺锤体组装检查点基因在肿瘤发生发展中的研究进展

有丝分裂纺锤体组装检查点主要负责维持染色体的正常分离,确保基因组的稳定性。丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(budding uninhibited by benzimidazoles-1,BUB1)、有丝分裂阻滞缺陷蛋白-2(mitotic arrest deficient-2,MAD2)及细胞分裂周期蛋白(cell division cycle 20,CDC20)是有丝分裂中重要的调控基因,,并与肿瘤的发生发展、侵袭、转移、耐药及预后不良等密切相关。本研究对BUB1、MAD2和CDC20在恶性肿瘤发生发展中的作用进行综述,以期为肿瘤靶向治疗提供新的依据。

胃癌中PCMT1表达的预后价值及其对纺锤体组装检查点的调控作用

目的 探讨蛋白质-L-异天冬氨酸(D-天冬氨酸)-甲基转移酶(PCMT1)在胃癌中的表达及对预后的影响,并分析其潜在的作用机制。方法 UALCAN数据库在线分析PCMT1在胃癌组织的表达情况,通过DAVID数据库进行基因本体注释(GO)及京都基因和基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析其可能的功能与信号通路。纳入2014年1月–2017年12月于我院接受胃癌根治术的120例患者,免疫组织化学染色检测PCMT1、Ki67在胃癌组织中的表达;Cox回归、Kaplan-Meier曲线和受试者工作特征(ROC)曲线用于胃癌患者术后5年生存率的预后分析。采用慢病毒构建干扰或过表达PCMT1载体,转染人胃癌细胞系MGC-803与HGC-27细胞,设置干扰空载体(sh-NC)组与干扰PCMT1载体(sh-PCMT1)组,过表达空载体(LV-Vec)组与过表达PCMT1载体(LV-PCMT1)组;Western blot检测各组细胞中PCMT1、CyclinB1、CDC20蛋白表达,CCK-8法检测胃癌细胞增殖能力,流式细胞术检测细胞周期。注射4组MGC-803细胞构建裸鼠皮下移植瘤模型,每组3只,测量体质量,14 d后处死裸鼠,测量肿瘤体积,Western blot法检测肿瘤组织中CyclinB1与CDC20蛋白表达水平。结果 UALCAN数据库分析示PCMT1在胃癌组织中高表达且在不同病理分期、分级与淋巴结转移的胃癌组织中均表达升高(P<0.05)。GO与KEGG富集示PCMT1主要参与有丝分裂、纺锤体组装检查点与细胞周期等信号。免疫组化结果显示PCMT1与Ki67在患者胃癌组织中呈高表达且二者呈正相关关系(P<0.05)。Cox多因素分析示PCMT1高表达[风险比(HR)=2.921,95%置信区间(CI):1.628~5.239]是影响胃癌患者术后5年生存率的独立危险因素之一。Kaplan-Meier曲线分析示高表达PCMT1的患者术后5年生存率(16.7%,HR=4.651,95%CI=2.846~7.601)低于低表达PCMT1患者(70.0%,HR=0.215,95%CI=0.132~0.351)。ROC曲线表明,PCMT1预测患者术后5年生存率的曲线下面积为0.764(95%CI:0.674~0.854)。Western blot对PCMT1的检测结果表明慢病毒干扰或过表达PCMT1细胞系构建成功。CCK-8结果表明下调PCMT1表达MGC-803与HGC-27细胞增殖能力减弱,过表达PCMT1则促进细胞增殖(P<0.05)。干扰PCMT1后CDC20蛋白表达下调,CyclinB1蛋白表达上升,细胞周期阻滞于G2/M期,而过表达则呈现相反趋势(P<0.05)。sh-PCMT1组裸鼠肿瘤的体积与质量减小,肿瘤组织CDC20蛋白表达降低,CyclinB1蛋白表达升高(P<0.05,与sh-NC组相比),LV-PCMT1组则呈相反趋势(P<0.05,与LV-Vec组相比)。结论 PCMT1在胃癌组织中呈高表达,与患者不良预后相关,可能通过调控细胞有丝分裂进程中纺锤体检查点影响肿瘤细胞恶性增殖。

微管抑制剂诱导肿瘤细胞有丝分裂灾难研究进展

微管抑制剂一直是抗肿瘤药物研究的热点。微管抑制剂通过促进或抑制微管的聚合来破坏微管的动态平衡,阻碍肿瘤细胞纺锤体形成,阻滞细胞分裂进程从而发挥抗肿瘤作用。有丝分裂灾难是发生在细胞有丝分裂期,由细胞分裂异常和纺锤体结构的损伤而造成的细胞死亡现象。近年来,微管抑制剂能够诱导肿瘤细胞发生有丝分裂灾难已被临床证实,并越来越受到人们关注。现对微管抑制剂的最新研究进展进行综述,并探讨其诱导肿瘤细胞发生有丝分裂灾难死亡的分子机制。

CDC20在细胞分裂周期中的作用

CDC20是细胞周期相关蛋白之一。在细胞分裂周期中,CDC20是纺锤体组装检查点的靶向物和有丝分裂后期促进复合体的正调控因子,在引导细胞周期中某些蛋白质的泛素化降解和确保染色体正常分离的过程中起着重要的作用。

TTK/MPS1在恶性肿瘤中的表达及临床意义的研究进展

肿瘤的形成是由于细胞生长调控严重紊乱、染色体有丝分裂不稳定等多种因素共同导致细胞异常增生的结果。T细胞酪氨酸激酶(TTK)是纺锤体组装检查点(SAC)的核心部件,它能确保染色体向子细胞适当分布,平衡生长和分裂,是保证有丝分裂保真度和基因组稳定的一种蛋白激酶。当TTK过表达时,中心体增大,染色体不稳定,可导致肿瘤发生。TTK已被证实在胶质母细胞瘤、乳腺癌、肺癌、肝癌、结肠癌等多种恶性肿瘤中过表达。TTK在正常组织与癌组织中的差异性表达提示其具有临床诊断生物标记物的潜能,而TTK小分子抑制剂在动物模型中可以抑制肿瘤细胞的增殖,提示TTK具有肿瘤靶向治疗的潜力。本文将综述TTK在多种恶性肿瘤中的表达及临床意义的研究进展。

哺乳动物卵母细胞非整倍体产生机制的研究进展

雌性生殖细胞进行减数分裂时易发生染色体分离错误而产生非整倍体卵母细胞,其受精后会产生非整倍体胚胎,导致出生缺陷或胚胎致死,是影响哺乳动物繁殖的重要因素。卵母细胞在第一次减数分裂前期发生同源染色体联会,此时DNA双链断裂引发重组。重组时缺乏交叉、重组事件数量的减少及交叉靠近端粒或着丝粒导致染色体发生同向分离或不分离,从而产生非整倍体卵母细胞。减数分裂期间,当染色体的端粒共向于同一极或没有完全附着在纺锤体微管上时,纺锤体组装检查点(spindle assembly checkpoint,SAC)被激活,E3泛素连接酶APC/Cyclome(APC/C)沉默,保护分离酶抑制蛋白(securin)和细胞周期蛋白B(cyclin B)不被降解,从而抑制分离酶和染色体的分离。直到所有染色体与纺锤体实现稳定的双极定向并正确排列到赤道板上,SAC关闭,染色体正确分离。卵母细胞中SAC蛋白缺失,导致SAC不能有效地监测端粒在纺锤体上的正确附着,发生染色体分离错误,从而产生非整倍体卵母细胞。因此,通过现代分子技术手段解析非整倍体卵母细胞所涉及的机制是保护哺乳动物生育的重要目标。作者主要介绍了卵母细胞减数分裂的特点,详细阐述了卵母细胞非整倍体发生的染色体分离错误的分子机制,以期为开发卵母细胞非整倍体的治疗手段提供参考。

TTK蛋白在卵巢上皮性肿瘤组织中的表达及其意义

【目的】探讨TTK蛋白在卵巢上皮性肿瘤组织中的表达及其意义。【方法】采取免疫组化法检测卵巢癌、卵巢良性肿瘤及正常卵巢组织中的TTK蛋白表达水平,并对结果进行分析。同时在卵巢癌患者中,不同的临床分期和病理分级的检测结果也进行对比。【结果】TTK蛋白在卵巢癌组织中的阳性表达率比卵巢良性肿瘤和正常卵巢组织中明显升高,且卵巢癌不同临床分期以及病理分级患者的检测结果也差异明显,随临床分期和病理分级的增加TTK蛋白表达率增加。【结论】TTK蛋白在卵巢上皮性肿瘤发生和发展中起到促癌作用,这为卵巢癌的诊断、靶向治疗及预后判断等提供了一个新的思路。

TTK及其抑制剂在恶性肿瘤中的研究及应用

单极纺锤体1,又称苏氨酸和酪氨酸激酶(TTK),是纺锤体组装检查点(SAC)的关键成分,它是确保有丝分裂保真度和基因组稳定性的一种监测机制。在多种恶性肿瘤中,TTK呈过表达,TTK低表达的患者往往生存期较长,提示其可能作为一种诊断和预后的生物标志物。TTK的异常表达往往会损害SAC的功能,导致有丝分裂不规则、非整倍体增加和有丝分裂灾难,从而促进肿瘤的发生。目前研究表明,TTK抑制剂可以抑制肿瘤细胞的增殖,并通过与化疗或放疗联用增加肿瘤细胞对治疗的敏感性,达到增敏、减毒的效果。本文将针对TTK及其抑制剂在恶性肿瘤的研究及应用进行综述。

Ndc80复合体在外层动粒中的作用

动粒是参与有丝分裂过程中染色体分离的蛋白的附着支架。结构保守的Ndc80复合体位于动粒的外层,连接动粒和微管,与动粒-微管连接的稳定性有关。Aurora B/Ipl1激酶参与纠正动粒-微管的错误连接。Ndc80复合体对纺锤体组装检查点的功能非常重要。本文主要介绍了Ndc80复合体的研究进展。