Aurora-A与卵巢癌早期诊断、耐药性产生和预后之间关系的研究进展

高 蓓，胡 军

( 1. 大连医科大学 2007级七年制, 辽宁 大连 116044; 2. 大连医科大学 组织胚胎学教研室, 辽宁 大连 116044)

Aurora 蛋白激酶家族包括Aurora-A、Aurora-B、Aurora-C，在有丝分裂过程中均承担着重要的生理功能，其异常表达将导致细胞分裂发生错误，与食管癌、肝癌、前列腺癌、卵巢癌等多种肿瘤的发生有关。其中Aurora-A是一种参与有丝分裂的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，具有调节中心体成熟、分离以及纺锤体装配的功能，并且在调节细胞周期G2/M期转变以及检测点方面发挥重要的作用。Aurora-A表达异常，会引起细胞分裂发生错误，最终导致肿瘤的形成。

1 Aurora-A与中心体

中心体在细胞有丝分裂过程中承担着重要作用。在有丝分裂间期的G1/S期过渡期，两个中心粒分离、复制，S期装配各种蛋白，即成熟过程；G2期成熟的中心体分离，移向细胞两极，形成纺锤体，参与染色体的分离，从而维持子代细胞遗传物质的稳定性。如果上述过程受到阻碍，会造成多倍体的形成，导致肿瘤的发生。

Aurora-A在S期定位于中心体，参与中心体的成熟。果蝇中，D-TACC是一种中心体蛋白，与稳定、组织中心体微管有关。MsPs是一种微管相关蛋白，在维持纺锤体的完整性方面发挥作用。Aurora-A 可以与D-TACC直接结合并将其磷酸化，磷酸化的D-TACC与MsPs结合形成复合物，进而，Aurora-A促进该复合物聚集到中心体上。利用RNAi沉默Aurora-A后，D-TACC与MsPs 将不再聚集到中心体。D-TACC 与MsPs可以发生相互作用，当Aurora-A基因突变后，不仅在有丝分裂纺锤体极的分布减少，而且D-TACC 与MsPs的相互作用也被破坏，导致微管的长度及密度下降，既影响中心体的分离，也影响了纺锤体的装配与稳定。Aurora-A还通过另一个中心体蛋白CNN(centrosomin)调节γ-TuRC (γ-tubulin ring complex) 的募集[1]。秀丽线虫中还有一种中心体蛋白SPD-2，也依靠Aurora-A 募集到中心体，已经证实Aurora-A参与了SPD-2的磷酸化[2]。

Aurora-A还可能通过对一些动力蛋白，如驱动蛋白、驱动蛋白相关蛋白(kinesins related protein，KRP)的磷酸化参与G2期中心体的分离过程。Aurora-A也参与了纺锤体的形成，Joukov V等[3]研究发现中心体蛋白cep192(SPD-2)通过参与Aurora-A的活化过程催化中心体驱导的纺锤体形成。cep192直接作用于Aurora-A定位于中心体并形成寡聚体。这些内源性Aurora-A二聚体在cep192的作用下诱发了潜在的Aurora-A活性进而驱动了微管聚集。

2 Aurora-A与细胞周期转换

肿瘤发生与细胞周期紊乱密切相关。G1/S期及G2/M期是细胞周期中的2个关键转折点。Seki等[4]发现，Aurora-A可以与细胞不对称分裂相关蛋白Bora协同作用，激活Polo样激酶1(PLK1)，并诱导体细胞进入有丝分裂。Ouchi M等[5]研究发现，Aurora-A 可与BRCA1 结合使其磷酸化，参与细胞G2/M期转换。

Jantscher F等[6]发现，在人类原始细胞中短暂的Auraro-A过表达可以引起细胞周期蛋白Cyclin D1的表达减少，导致Rb蛋白的磷酸化减少，从而引起G1/S期阻滞；若Cyclin D1表达增多，可以使细胞通过Aurora-A介导的G1/S期阻滞，但是仍无法通过G2/M期检测点，使细胞阻滞在G2期。但当Aurora-A作用于P53及Rb后，可以使部分细胞成功逃逸，成为异倍体。

在有丝分裂开始，高尔基体发生了多级的碎裂过程，以使其能正常分割进入子代细胞。若抑制此过程将导致G2/M期阻滞，说明在有丝分裂中存在一个高尔基体检测点。实验发现，阻止该过程将减少中心体招募Aurora-A和其激活。而Aurora-A过表达能跨越G2/M期阻滞，说明Aurora-A是参与高尔基体检测点的一个重要因素[7]。Cazales M等[8]在体外实验中发现Aurora-A可磷酸化M期CDK的激活剂CDC25的353位丝氨酸。当353位被抗体封闭后，细胞显示出G2/M 阻滞期。

3 Aurora-A与细胞恶性转化

Aurora-A可以通过上调癌基因c-myc的表达及抑制抑癌基因p53的作用等使细胞发生恶性转化。有研究发现，在人卵巢细胞HIOSE118、乳腺上皮细胞MCF210A中高表达Aurora-A可以上调c-myc，通过与人端粒酶逆转录酶启动子上c-myc 结合位点诱导端粒酶活性[9]，从而使细胞发生恶性转化。

抑癌基因p53能直接和Aurora-A的N端结合并抑制其活性。但Aurora-A高度活化又可以对P53 315 位丝氨酸磷酸化，导致P53通过泛素化途径降解，从而抑制P53对其的负调控。Aurora-A 还可以对P53 215位丝氨酸磷酸化，导致P53活性降低，抑制细胞凋亡从而造成细胞恶性增殖[10]。Hsueh KW等[11]研究发现，Aurora-A可以磷酸化p53的转录激活物hnRNPK，虽没有影响hnRNPK的转录后活性或细胞内定位，但是影响了其与p53的相互作用。

4 Aurora-A与卵巢癌的关系

4.1 Aurora-A与卵巢癌早期诊断

卵巢癌是具有高度转移性的疾病，而且是妇科恶性肿瘤的主要致死原因, 对此病还没有很好的临床预测指标。Gritsko TM等[12]研究发现，在10%～25%的卵巢癌中有Aurora-A的过表达。体外酶活性分析，在92例原发性卵巢癌患者中， 44例(48%)Aurora-A活性增加，52例(57%)Aurora-A含量升高。含量的增多很大程度上意味着Aurora-A活性也增加了。Aurora-A过表达、活性高多见于早期低等级的卵巢癌。此外，经免疫组化染色实验发现，Aurora-A更多表达于非侵袭性肿瘤。结果提示，Aurora-A的改变是人类卵巢癌发生中的早期事件。

Kulkarni AA等[13]研究发现，Ki67、Mcm2、联会蛋白、Aurora-A 和Aurora-B与肿瘤分级、多倍体形成有明显关系。其中Aurora-A及其H3S10ph还与亚基国际联合会妇产科肿瘤分期有明显关系。在同组人群中，Aurora-A 与肿瘤多倍体是无疾病存活率的预测值，而Aurora-A 在早期阶段有着特别的预测价值。

4.2 Aurora-A与卵巢癌耐药

很大一部分复发性卵巢癌患者对化疗药物紫杉醇产生了耐药性。有数据显示，Aurora-A的过表达与紫杉醇耐药性产生有关[14]。实验结果显示，Aurora-A激酶的抑制物VE-465与紫杉醇共同使用，诱导卵巢癌细胞凋亡的量是单独使用紫杉醇的4.5倍。表明对于Aurora-A高表达的患者可以在使用紫杉醇的同时联合使用Aurora-A激酶抑制物，从而逆转耐药，取得更好的疗效[15]。而Aurora-A激酶抑制物MK-0457与多烯紫杉醇联合应用也比多烯紫杉醇单独治疗的疗效更好，诱导凋亡的效率更高[16]。

Yang H等[17]研究Aurora-A的过表达使卵巢癌细胞产生耐药性的机制发现，异位表达的Aurora-A通过依赖P53途径激活AKt，使细胞对顺铂、依托泊苷、紫杉醇产生了多药耐药性。Aurora-A抑制了细胞色素C的释放和顺铂引发的Bax构象改变。通过RNAi技术敲除Aurora-A基因，能使卵巢癌细胞恢复对顺铂的敏感性而发生凋亡，降低野生型P53细胞的磷酸化AKt水平。使用AKt抑制物ApI-2，可以克服Aurora-A对卵巢癌细胞的保护作用，逆转耐药性。可见Aurora-A经P53途径激活AKt诱导产生耐药性，抑制AKt也许是克服Aurora-A介导的耐药性的有效方式。

Chefetz I等[18]研究发现，Aurora-A抑制物MK-5108作用于卵巢上皮癌干细胞，细胞内发生了以下变化：异多倍体产生，细胞周期阻滞，NF-κB活性抑制，细胞因子减少，细胞核IKBa积聚。由此看出抑制Aurora-A过表达，通过细胞周期阻滞和影响NF-κB通路，使得卵巢上皮癌干细胞增殖减少；另一方面，卵巢上皮癌干细胞与卵巢上皮癌的耐药性有关。故Aurora-A是治疗卵巢癌耐药性的有效靶点。同样，Sun C等[19]发现人类卵巢癌细胞表达高水平的NF-κB与对细胞毒性物质依托泊苷产生耐药性相关。经Aurora-A抑制物治疗，可以下调NF-κB活性，恢复卵巢癌细胞对依托泊苷的敏感性。

4.3 Aurora-A与卵巢癌患者的预后

Landen CN等[20]研究发现，与正常卵巢上皮细胞相比，58名卵巢癌患者的样本(82.8%)中Aurora-A明显高表达，且与肿瘤细胞中超数中心体有关。过表达Aurora-A的卵巢癌患者的生存率降低。经过多变量分析，Aurora-A高表达与不适合手术及不良生存率有关。故Aurora-A也许可以作为卵巢癌预测生存率的指标。

Lassus H等[21]研究发现，在27%卵巢癌样本中有 Aurora-A过表达，其中11%在细胞质中过表达，17%为细胞核过表达，且都与生存时间短、增殖指数高和P53异常有关。但细胞质过表达与异倍体有关，且为磷酸化的Aurora-A；而细胞核过表达与DNA多倍体、低医疗成效有关。提示细胞质与细胞核中Aurora-A过表达可能具有不同的作用。在多变量分析中，Aurora-A与对治疗后无病生存率、分期、分级、多倍体是独立的预后因素。

Yang G等[22]实验发现，敲除Aurora-A减少了中心体扩增、纺锤体变形、染色质畸变，最终减少了肿瘤的生长。Aurora-A基因沉默阻滞了细胞周期的进行，通过恢复P21、RB、BRCA2的表达，增强了损害。在高等级的浆液性卵巢癌中，BRCA2阳性预示着整体较好，无病生存率较高；而Aurora-A与BRCA2的比值越高，整体情况越差，生存率越低。也许可以将Aurora-A与BRCA2的比值作为卵巢癌患者的治疗预后指标。

卵巢癌已成为中国目前恶性肿瘤中导致女性死亡的首要原因。探索卵巢癌新的治疗药物及新的肿瘤标记物和治疗靶点，是目前卵巢癌治疗的研究热点。Aurora-A由于其生理功能及其与肿瘤形成的关系已经成为一个新的靶点。目前，对Aurora-A的生理功能、分子结构、调节机制、与其他致癌基因、抑癌基因的关联、在肿瘤形成过程中的作用及机制已经有了许多阐述，但仍有许多问题亟待进一步的研究，以更好地服务于临床。

参考文献：

[1] LeBot N, Tsai MC, Andrews RK, et al.TAC-1,a regulator of microtubule length in the C.Elegans embryo[J]. Curr Biol, 2003, 13(17):1499-1505.

[2] Kemp CA, Kopish KR，Zipperlen P, et al. Centrosome maturation and duplication in C.elegans require the coiled-coil protein SPD-2[J]. Dev Cell, 2004, 6(4):511-523.

[3] Joukov V, De Nicolo A, Rodriguez A, et al. Centrosomal protein of 192 kDa (Cep192) promotes centrosome-driven spindle assembly by engaging in organelle-specific Aurora A activation[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2010,107(49):21022-21027.

[4] Seki A,Coppinger JA, Jang CY,et al. Bora and the Kinase Aurora-A Cooperatively Activate the Kinase Plk1 and Control Mitotic Entry[J]. Science, 2008, 320(5883):1655-1658.

[5] Ouchi M,Fujiuchi N,Sasai K,et al . BRCA1 phosphorylation by Aurora-A in the regulation of G2to M trainsition [J]. J Biol Chem, 2004, 279(19):19643-19648.

[6] Jantscher F, Pirker C, Mayer CE, et al. Overexpression of Aurora-A in primary cells interferes with S-phase entry by diminishing Cyclin D1 dependent activities[J]. Mol Cancer， 2011, 16(10):28.

[7] Persico A, Cervigni RI, Barretta ML,et al. Golgi partitioning controls mitotic entry through Aurora-A kinase[J]. Mol Biol Cell, 2010,21(21):3708-3721.

[8] Cazales M， Schmitt E，Montembault E，et al . CDC25B phosphorylation by Aurora-A occurs at the G2/M transition and is inhibited by DNA damage[J]. Cell Cycle, 2005, 4(9):1233-1238.

[9] Yang H,Ou CC,Feldman RI,et al. Aurora-A kinase regulates telomerase activity through c-Myc in human ovarian and breast epithelialcells[J]. Cancer Res, 2004, 64(2):463-467.

[10] Liu Q,Kaneko S,Yang L,et al. Aurora-A abrogation of p53 DNA binding and transactivation activity by phosphorylation of serine 215[J]. J Biol Chem, 2004, 279(50):52175-52182.

[11] Hsueh KW, Fu SL, Huang CY,et al.Aurora-A phosphorylates hnRNPK and disrupts its interaction with p53[J]. FEBS Lett， 2011, 585(17):2671-2675.

[12] Gritsko TM,Coppola D,Paciga JE,et al. Activation and overexpression of centrosome kinase BTAK/Aurora-A in human ovarian cancer[J]. Clin Cancer Res, 2003, 9(4):1420-1426.

[13] Kulkarni AA, Loddo M, Leo E,et al. DNA replication licensing factors and aurora kinases are linked to aneuploidy and clinical outcome in epithelial ovarian carcinoma[J]. Clin Cancer Res, 2007, 13(20):6153-6161.

[14] Anand S,Penrhyn Lowe S,Venkit araman AR,et al. Aurora-A amplification overrides the mitotic spindle assembly check point,inducing resistance to Taxol[J]. Cancer Cell, 2003, 3(1):51-62.

[15] Scharer CD,Laycock N,Osunkoya AO,et al. Aurora kinase inhibitors synergize with paclitaxel to induce apoptosis in ovarian cancer cells[J]. J Transl Med, 2008, 11(6):79.

[16] Yvonne G Lin, Anand Immaneni, William M Merritt,et al. Targeting Aurora Kinase with MK-0457 Inhibits Ovarian Cancer Growth[J]. Clin Cancer Res, 2008, 14(17):5437-5446.

[17] Yang H, He L, Kruk P,et al. Aurora-A induces cell survival and chemoresistance by activation of Akt through a p53-dependent manner in ovarian cancer cells[J]. Int J Cancer, 2006, 119(10):2304-2312.

[18] Chefetz I, Holmberg JC, Alvero AB, et al. Inhibition of Aurora-A kinase induces cell cycle arrest in epithelial ovarian cancer stem cells by affecting NFκB pathway[J]. Cell Cycle, 2011, 10(13):2206-2214.

[19] Sun C, Chan F, Briassouli P,et al. Aurora kinase inhibition downregulates NF-kappaB and sensitises tumour cells to chemotherapeutic agents[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2007, 352(1):220-225.

[20] Landen CN Jr,Lin YG,Immaneni A,et al.Overexpression of the Centrosomal Protein Aurora-A Kinase is Associated with Poor Prognosis in Epithelial Ovarian Cancer Patients[J]. Clin Cancer Res, 2007, 13(14):4098-4104.

[21] Lassus H, Staff S, Leminen A, et al.Aurora-A overexpression and aneuploidy predict poor outcome in serous ovarian carcinoma[J]. Gynecol Oncol, 2011, 120(1):11-17.

[22] Yang G, Chang B, Yang F,et al.Aurora kinase A promotes ovarian tumorigenesis through dysregulation of the cell cycle and suppression of BRCA2[J]. Clin Cancer Res, 2010, 16(12):3171-3181.