P27基因与成釉细胞瘤

P27基因与成釉细胞瘤

石春雷郭平

石春雷郭平（皖南医学院弋矶山医院安徽芜湖241000）

【中图分类号】R730.4【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2010)33-0438-03

【摘要】目的绝大多数肿瘤细胞都存在着若干细胞周期调控基因的改变，所以细胞周期调控基因和蛋白的改变与肿瘤的发生、发展密切相关。p272kip1基因编码的P27蛋白作为细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂,在细胞周期进程中起重要的负性调节作用,同时作为一个新的肿瘤抑制基因，与肿瘤的发生发展及预后密切相关。

【关键词】p27基因成釉细胞瘤细胞周期调控

【Abstract】Thevastmajorityoftumorcellsthereareanumberofchangesincellcyclecontrolgenes,sothecellcycleregulatorygenesandproteinchangesintumoroccurrenceanddevelopmentarecloselyrelated.p272kip1geneencodingtheP27proteinascyclindependentkinaseinhibitor,incellcycleprogressioninthenegativeregulationplaysanimportantrole,alsoanewtumorsuppressorgene,andtumordevelopmentandprognosis.

【Keywords】p27geneameloblastomacellcycleregulation

细胞周期的关键调节因子——细胞周期依赖性蛋白激酶和细胞周期蛋白自发现以来,细胞周期及其相关分子的调控研究成为肿瘤研究的热点。已发现的与细胞周期调控有关的分子主要有3大类:细胞周期蛋白cyclin、细胞周期蛋白依赖性激酶cyclin2dependentkinase,CDK细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂cyclin2dependentkinaseinhibitor,CKI;其相关基因被称为细胞周期基因cellcyclegenes,其中CDKs是调控网络的核心,cyclins对CDKs正性调控,CKIs对CDKs负性调控,它们共同构成了细胞周期调控网络。CKI是CDK抑制剂,具有抑癌基因的功能,能够直接作用于细胞周期调控核心,可阻止细胞通过细胞周期检查点checkpoint,使细胞周期停止并诱导其凋亡。目前认为,肿瘤是一类渐进性细胞周期调控机制破坏的疾病,在肿瘤细胞中CKI基因常常出现突变或缺失,使CKI对CDKs的负性调控作用降低或者完全丧失。

1P27结构和特点

p27是1994年Polyak[1]：等发现的一种调控细胞周期并抑制细胞分裂的重要基因,定位于人染色体12p12与12p13.1交界的12p13处,由至少2个外显子和1个约600bp的内含子组成,外显子1长度为474bp,外显子2长度为120bp,两者共同组成1个594bp的开放阅读框架。其编码的P27蛋白是一种球形热稳定蛋白。相对分子质量为27kDa,人源性的P27蛋白含有198个氨基酸,它能与细胞周期蛋白E-CDK2CyclinE-CDK2和细胞周期蛋白D-CDK4cyclinD-CDK4紧密结合,并发挥抑制效应。P27蛋白N端没有结合锌指的结构域,N末端含有两个Ser磷酸化位点的69个氨基酸组成的晶体结构为其抑制功能区域,能与细胞周期蛋白A-CDK2复合物结合。近C端即153～169位17个氨基酸的双支非典型序列组成核定位信号。p27的功能由其表达水平及细胞内定位决定,细胞核内的P27与cyclinE/Cdk2复合体结合后,抑制细胞周期通过G～S限制点而停滞于G期[2]。因此,p27基因在抑制肿瘤发生发展、调节细胞的有丝分裂及迁移等方面有重要作用[3-5]。

2p27的生物学功能

2.1控制细胞周期:P27作为细胞周期负性调控因子,广泛抑制各种细胞周期蛋白和激酶的活性,主要是cyclinE2CDK2和clinD2CDK4等激酶复合物的活性。cyclinE2CDK2是细胞通过G/S限制点的关键。P27对CDKs的抑制作用主要通过两个方面完成:一是通过C末端抑制CDK2Thr160的磷酸化,直接抑制cyclinE22CDK2前活性状态复合物的激活过程;二是抑制cyclin2CDKs组蛋白H1的激酶活性和抑制cyclin2CDKs对下游靶蛋白Rb的磷酸化,使之与转录因子E2F结合,细胞周期停止于G期。

2.2P27与细胞分化、增殖:P27在细胞的分化发育中起着重要作用。p27基因外源性高表达可使细胞DNA合成受抑制,细胞停止于G期而停止增殖。研究发现,P27可以独立的促进神经元分化和移行[6]。P27亦可诱导肿瘤细胞的分化,有研究报道P27表达的增加能明显提高HT29结肠癌细胞系对诱导分化的敏感性。

2.3P27与细胞凋亡:P27作为G/S的调控点,其活性的改变与细胞凋亡之间存在相关性。通过在裸鼠体内构建食道癌模型,发现通过腺病毒载体构建高表达的P27可以导致存活素survivin水平下降,进一步导致食道癌细胞的凋亡[7]。研究还发现蔬菜和水果中富含的查耳酮chalcone能上调P27的表达水平,促使细胞周期停滞,诱导人乳腺癌细胞凋亡,对乳腺癌的预防有很好的功效[8]。

2.4P27与细胞间黏附细胞间接触受抑制时P27的表达增加[9]。这与N2钙黏素的丛集或功能失活相关,而钙黏素具有介导细胞间和细胞与基质间的黏附作用。另外,P27在阻止正常细胞与基质结合时,其表达水平也增加。研究发现,当培养的瘤细胞由单层向三维转化时,P27表达增加,而用P27反义寡核苷酸链处理后,细胞间的黏附能力下降。由此可以认为P27可能是关键的黏附依赖效应调节因子。P27介导实质性肿瘤黏附依赖性耐药以及多药耐药Croix等将人类、小鼠肿瘤细胞立体培养成多细胞球体化,发现持续上调P27蛋白表达,对细胞周期依赖性化疗药物和放疗诱导的细胞凋亡产生抵抗。通过检测人卵巢癌多细胞球体中P27和P2GlycoproteinP2gp的表达发现,多药耐药可能和P27的表达上调有关,P27反义寡核苷酸可下调P27的表达,又在一定程度上可以逆转卵巢癌多药耐药性[10]。

3P27表达的调节机制

细胞周期过程中各事件是按顺序发生的，各个事件之间存在严格的时序性及相互依赖关系，即下游事件的发生必须依赖于上游事件的完成,不然就会造成紊乱,导致细胞增生的异常[11]。因此,正常细胞周期必须受到严格有序的调控。这主要取决于两个重要的控制点,一是处于G～S期的转折点,该控制点在S期DNA复制之前,控制细胞从静止状态期进入DNA合成期;另一调控点处于G～M期转折点，即在进入M期之前，是决定细胞一分为二的控制点。而p27对细胞周期的主要调控作用是在G～S期。其编码的P27蛋白具有限制性调节细胞周期进程作用,这一作用主要是通过抑制cyclin-CDK复合物功能来实现的。一方面在体外,p27可抑制各种cyclin-CDK复合物蛋白激酶活性,对CDK1、CDK4、CDK2的抑制作用依次增加；另一方面在体内，p27与cyclinD1、CDK4结合以及与cyclinE-CDK2复合物结合,将细胞阻断于G期，使之不能进入S期。

4P27在成釉细胞瘤中的表达及意义

肿瘤的形成与发展涉及一系列基因的改变,如癌基因的激活、抑癌基因的丢失。如果细胞增生与细胞缺失或凋亡间的平衡被打乱,便可能会经历由增生到癌变的过程。而P27作为CDKI的一员,则对细胞周期起负调控作用。在各种致癌因素的作用下,细胞内的许多蛋白及因子参与P27蛋白的基因转录、翻译以及蛋白质降解的调节，从而使胞内P27含量下降，P27无法抑制CDKs作用下Rb蛋白的磷酸化,导致细胞周期失调，G期细胞减少,进入S期的细胞增多，DNA合成增强，细胞过度增生，进而引起肿瘤的发生[12]。在妇科肿瘤、消化道肿瘤、乳腺肿瘤、食道癌中均有表达[13-16]。

成釉细胞瘤是口腔颌面部最常见的牙源性肿瘤,根据国内5所口腔医学院校口腔病理科的统计,占口腔颌面部肿瘤的3%，占颌骨肿瘤35%（不包括颌骨囊肿），占牙源性肿瘤的59.3％～63.2％,临床上,AM虽然为良性肿瘤,但具有局部侵袭性,术后容易复发,其复发率可高达50％～90％[17]。鉴于AM这种复发的特性,国内外学者对其发生和发展进行了大量研究。AM的发生发展是一个多基因、多阶段的复杂变化过程，如原癌基因的激活和抑癌基因的失活、细胞周期调控以及细胞凋亡调节的异常变化等等。

通过p27在成釉细胞瘤中的表达研究，将为AM的临床诊断和治疗提供可靠的理论依据。为进一步探讨肿瘤的发病机理提供新的思路。

5展望与问题

P27作为一种抑癌因子,与许多基因和蛋白的调控都存在密切的关系。因此,进一步深入研究肿瘤细胞中P27功能及活性的分子调节机制,可能为临床肿瘤靶向治疗提供新的突破口。还将为肿瘤治疗开辟崭新的思路,但肿瘤细胞中蛋白合成与降解的调节机制，蛋白与其他细胞周期相关蛋白之间的关系、基因转染对正常组织的影响还不明确,尚需进一步研究。相信随着对p27基因的深入研究，以该基因为基础的肿瘤治疗方法将进一步完善。

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