细胞周期蛋白E1与恶性肿瘤关系的研究进展

游路宽，佘亚军，陈初鹏

( 广州军区75482部队卫生队，广西 凭祥 532600 )

细胞周期蛋白E1与恶性肿瘤关系的研究进展

游路宽，佘亚军，陈初鹏

( 广州军区75482部队卫生队，广西 凭祥 532600 )

细胞周期蛋白E1(Cyclin E1)，是由CCNE1基因编码的一种核蛋白，在细胞周期中表现为循环式的表达，在整个细胞周期进程中发挥至关重要的作用。该蛋白通过激活细胞周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)并与之形成复合物，促进细胞通过细胞周期G1/S期限制点，发挥调控真核细胞有丝分裂的作用。正常情况下，Cyclin E1在细胞周期中有序的进行表达和降解。但在异常情况下，Cyclin E1在细胞周期中无序的不稳定表达可导致细胞周期失调控，干扰细胞的有丝分裂，进一步导致细胞染色体的不稳定性，促进肿瘤的发生。近期有研究表明Cyclin E1异常表达参与肿瘤治疗过程中肿瘤细胞对化疗药物产生的抵抗，并与喉癌、胃癌和肝癌等多种肿瘤的发生和发展相关。本文就细胞周期蛋白与恶性肿瘤的关系概况作一综述。

细胞周期蛋白E1；肿瘤化疗；耐药；细胞周期调控

肿瘤是机体正常细胞在各种致癌因素作用下，其正常的生长周期失去控制而导致克隆性异常增生的疾病。有研究表明在受体内或体外产生的有害物质如活性氧的影响时，细胞周期进程中的相关信号分子的活性和功能发生改变，进而对细胞的增殖和分化产生影响[1]。细胞周期调节蛋白E1(Cyclin E1)是细胞从G1期向S期转换的一个重要调控因子，由细胞周期调节蛋白E1基因(CCNE1)编码，该蛋白通过激活周期蛋白依赖性激酶2(cyclin-dependent protein kinase 2，CDK2)，促进组蛋白合成、中心体复制及DNA复制等功能，对细胞的有丝分裂进行调控[2]。在细胞分化过程中，CCNE1的时序性表达和Cyclin E1的周期性降解，确保其表达量符合细胞G1/S期转化的需要。异常状态下，Cyclin E1的过量表达使CDK2持续激活，从而使细胞异常增殖导致肿瘤的发生[3]。

1 Cyclin E1的生物学作用

Cyclin E是细胞周期蛋白家族成员，有Cyclin E1和Cyclin E2两种。1991年Koff[4]和Lew等[5]分别在《Cell》杂志上发表文章，指出Cyclin E作为一个重要的细胞周期调控蛋白在细胞G1/S 期的转换中起着重要的作用。随后，Ohtsubo等[6-7]通过显微注射向处于G1期的纤维母细胞注射Cyclin E抗体，结果显示细胞被阻滞于G1期；而他的另一项研究显示持续过表达的Cyclin E可导致细胞G1期的缩短，导致子代细胞的体积减小，从而验证了Cyclin E的功能。

Cyclin E1由位于19q12染色体上CCNE1基因编码，是参与调控细胞G1/S期限制性检测点的主要蛋白。正常情况下，Cyclin E1在细胞周期中有序的进行表达和降解，主要促进细胞由G1 期向S期转化[8]。有研究表明持续的Cyclin E1表达使成视网膜细胞瘤蛋白(retinoblastoma protein，pRb)高度磷酸化，pRb的异常磷酸化使细胞不受控制的进行增殖，甚至导致肿瘤的发生[9]。此外，异常表达的Cyclin E1可以与钙黏蛋白1结合，进而抑制有丝分裂后期促进复合物(anaphase-promoting complex，APC)，使多种细胞周期调节因子的程序性降解发生混乱，最后导致DNA复制异常、中心体畸变和染色体不稳定性增加，并增加染色体断裂和易位的发生风险，促进细胞的恶性转变[10]。

Hu等[11]研究表明同时抑制Cyclin E1和CDK2可以抑制裸鼠肝细胞的再生及DNA复制。正常细胞基因组的不稳定导致细胞的异常增殖，而肿瘤细胞基因组的不稳定影响疾病的进展及对治疗的反应性，如对化疗药物的抵抗、分化受阻及细胞的凋亡减少等[12]。

近年来，Cyclin E1的另一种致癌机制被研究所证实。Cheng等[13]研究发现，CCNE1基因的可变剪切产生大分子形式的Cyclin EL，后者与CDK2相互作用可以产生适合腺病毒复制的微环境，促进腺病毒感染细胞的复制，导致某些腺病毒感染相关肿瘤的发生。与可变剪切产生的Cyclin EL不同，Cyclin E的低分子量形式(lowmolecular weight Cyclin E，LMW-E)则主要来自于Cyclin E的蛋白酶解加工，其相对分子质量为3.3×104～4.9× 104，具有比Cyclin E更活跃的功能。Porter等[14]研究发现由Cyclin E蛋白酶解加工成的LMW-E是肿瘤细胞及肿瘤组织所特有，这些低分子量的LMW亚型可以直接定位到细胞核并更有效的促进细胞周期进程。

2 Cyclin E1编码基因与肿瘤化疗耐药

化疗是多种肿瘤尤其是晚期肿瘤的主要治疗方法，但是在治疗过程中，不少患者表现出对化疗药物的抵抗，使化疗效果明显受限。有研究指出，CCNE1基因异常表达参与肿瘤的化疗耐药。Josefsberg等[12]指出，CCNE1基因高表达的多发性骨髓瘤细胞抵抗CDK抑制剂的抑制作用，而用siRNA抑制CCNE1表达后多发性骨髓瘤细胞对CDK抑制剂的敏感性增高。曲妥单抗是一种重组DNA衍生的人源化单克隆抗体，可选择性地作用于人表皮生长因子受体-2(human epidermal growth factor receptor 2，HER-2)，主要用于治疗HER-2过度表达的转移性乳腺癌，其作用机制主要是使细胞阻滞于细胞周期的G1期，扰乱正常的细胞周期进程，从而达到抗肿瘤的作用。Scaltriti等[15]研究表明，CCNE1过表达的HER-2+乳腺癌患者对曲妥单抗产生耐药，作者认为CCNE1过表达使细胞的G1期缩短，加快细胞由G1期向S期转换，从而削弱曲妥单抗的细胞周期阻滞作用。

3 Cyclin E1与肿瘤的关系

CCNE1是Cyclin E1的编码基因，目前已有不少研究对CCNE1与肿瘤关系进行探讨，证实其在多种恶性肿瘤组织中高表达，Cyclin E1过表达影响基因组的稳定性，在肿瘤的发生、发展、预后及对治疗的反应中起着重要的作用。大量研究结果表明Cyclin E1可作为判断肿瘤治疗效果及预后的新的生物标记物。

3.1 Cyclin E1与食管癌

Charles等[16]研究表明，12.6%的Barrett’s食管腺癌患者存在CCNE1基因扩增，但该基因的扩增与食管癌的分期及预后无显著相关。此外，Zhou等[17]采用微阵列技术分析也发现19%的食管鳞状上皮患者存在CCNE1基因扩增，而Barrett’s食管组织或食管柱状上皮化生组织则没有CCNE1基因扩增，对CCNE1基因扩增与患者中位生存时间进行分析发现，CCNE1基因扩增的食管癌患者中位生存时间为20个月，显著低于无CCNE1基因扩增的食管癌患者的中位生存时间(25个月)。该两项研究提示CCNE1 基因的扩增与食管癌的发生或(及)预后有密切的关系，虽然未在蛋白水平上对CCNE1基因的表达产物Cyclin E1进行验证，但是蛋白是基因表达的结果，因此在一定程度上可以体现出Cyclin E1对食管癌发生产生重要的影响。

3.2 Cyclin E1与胃癌

Leung等[8]研究显示19号染色体q12基因簇扩增与胃癌的发生相关，经比较基因组杂交技术及实时荧光定量PCR验证表明胃癌患者CCNE1基因出现扩增，表明CCNE1的扩增与胃癌的发生相关。顾立强等[18]采用实时荧光定量PCR技术检测胃癌样本中CCNE1的mRNA表达水平并采用肿瘤微阵列数据分析了CCNE1在胃癌中的表达情况，发现在胃癌组织中CCNE1的mRNA表达和Cyclin E1的表达均明显高于癌旁或胃炎组织。该项研究提示Cyclin E1的表达上调可能和胃癌发生发展关系密切[18]。 Yasui等[19]研究发现在大约15%～20%的胃癌组织中有Cyclin E1的过表达，且与肿瘤侵袭性相关。

3.3 Cyclin E1与肝癌

Sung等[20]研究证实肝癌组织中乙肝病毒(hepatitis B virus，hBV)基因整合率比正常肝组织高，并且肿瘤组织中与肿瘤发生相关的CCNE1、MLL5及TERT基因表达明显升高。HBV病毒感染是我国肝硬化发生的主要因素，也是硬化型肝癌死亡率增高的主要原因。CCNE1基因的表达量与HBV基因整合呈正相关，提示CCNE1基因可以作为评估肝癌患者预后的指标。Farra等[21]指出Cyclin E1、Cyclin E2和细胞转录因子E2F在肝细胞癌中相互作用，以siRNA 抑制Cyclin E1、Cyclin E2和细胞转录因子E2F可降低细胞周期蛋白A2mRNA及抑癌基因pRb的过磷酸化水平，进而减少进入细胞周期S期的细胞数目抑制肝细胞癌的增殖，该项实验结果提示Cyclin E1、Cyclin E2和细胞转录因子E2F1可作为新型的肝癌治疗靶分子。

3.4 Cyclin E1与乳腺癌

Desmedt等[22]研究表明CCNE1基因在几乎所有的乳腺癌患者中表达，其表达量与肿瘤分期、肿瘤的ER表型及患者的无复发生存时间有关。高分化及ER-患者其CCNE1基因表达量明显高于低分化及ER+患者，且CCNE1基因过表达的患者其无复发间隔比CCNE1基因低表达的患者短。提示CCNE1基因可以用于乳腺癌患者的预后评估。CCNE1基因表达量增高会加快细胞周期进程，导致基因组不稳定，因此，DNA复制时容易发生基因突变使得肿瘤细胞获得某些特殊的表型，如对化疗药物表现出一定的抗性。Scaltriti等[15]比较CCNE1基因过表达及沉默的乳腺癌细胞发现，CCNE1基因过表达的乳腺癌细胞株对曲妥单抗产生耐药，把耐曲妥单抗的乳腺癌细胞的CCNE1基因沉默，发现CCNE1沉默乳腺癌细胞的增殖明显较未沉默的细胞慢，且细胞凋亡增加。此外，CDK2抑制剂能降低耐曲妥单抗乳腺移植瘤的生长速度，提示CCNE1有望成为耐曲妥单抗乳腺癌的治疗靶点，提高乳腺癌患者的生存率。

3.5 Cyclin E1与卵巢癌

有研究指出CCNE1基因影响卵巢癌的预后及对化学治疗的反应。Noske等[23]用荧光原位杂交技术检测CCNE1基因在上皮性卵巢癌患者的扩增情况，发现有21.7%上皮性卵巢癌患者该基因表达增强，尤其在高龄、晚期的高级别浆液性卵巢上皮癌患者扩增更为明显。此外，高级别浆液性卵巢上皮癌在蛋白水平上亦显示出高的Cyclin E1表达。但是Pils等[24]的研究却表明，CCNE1基因高表达的卵巢癌患者的总生存时间明显较CCNE1基因低表达患者长。这表明卵巢癌患者的预后不单由某个基因或蛋白的表达来决定，而且卵巢癌早期腹膜转移特性亦或对其预后也起着重要的影响。

3.6 Cyclin E1与子宫体肿瘤

Cyclin E1主要促进细胞由G1期向S期转换，当其编码基因CCNE1发生突变，使得其所编码蛋白的表达水平或生物学功能发生改变，导致相关疾病的发生。Zheng等[25]研究发现CCNE1基因rs3218035，rs3218038及rs3218042位点突变增加子宫内膜癌的发生风险。这与子宫内膜癌发生的遗传易感性相关，当个体携带有某个基因的特定突变类型时，再加上其他各种机体内外因素的影响，最终导致癌症的发生。此外，Kuhn等[26]研究表明，45%的子宫浆液性癌和41%的子宫内膜上皮内癌有CCNE1基因扩增，且该基因扩增与肿瘤的临床病例类型无关。CCNE1基因在子宫浆液性癌和子宫内膜上皮内癌发生早期即发生扩

增，是肿瘤发生早期的重要分子事件，可以作为子宫体肿瘤检测的潜在靶分子。

3.7 Cyclin E1与膀胱癌

Rothman等[27]通过全基因组关联分析表明，CCNE1基因rs8102137位点突变可增加膀胱癌的发生风险。在相同类型的的研究中，梁恩利等[28]也证实CCNE1(rs8102137)基因型与膀胱癌易感性关系密切，携带突变型等位基因的个体患膀胱癌的风险显著高于野生型个体。Shariat等[29]研究则表明Cyclin E1在正常膀胱上皮高表达，而在膀胱切除样本及转移的淋巴结中表达量降低，且Cyclin E1表达量与肿瘤的分期及淋巴结转移程度呈反比，即处于肿瘤晚期、淋巴血管侵犯或有淋巴结转移患者的Cyclin E1表达量明显降低。此外，Cyclin E1低表达患者的死亡率高于Cyclin E1高表达患者，但Cyclin E1含量的高低与肿瘤的复发无明显相关，提示Cyclin E1有望作为评估膀胱癌预后的标记分子。

3.8 Cyclin E1与淋巴瘤

研究发现CCNE1基因过表达的大B细胞淋巴瘤患者的疾病相关存活率较低，患者的总生存时间不依赖于国际预后指数。此外，CCNE1基因的表达还可作为患者对CHOP治疗方案耐药的预测因子[30]。随后的研究发现，CCNE1基因可作为大B细胞淋巴瘤复发的预测因子[31]。Josefsberg等[12]以多发性骨髓瘤细胞为对象进行研究，结果表明CCNE1基因过表达的多发性骨髓瘤细胞对CDK抑制剂敏感性降低，以siRNA抑制CCNE1基因表达后，细胞恢复了对CKD抑制剂的敏感性。提示CCNE1基因与多发性骨髓瘤对药物治疗反应有关。

4 展 望

目前，大量研究证实CCNE1基因在多种恶性肿瘤中异常增殖，但对于各种肿瘤的预后则产生不同的影响。这与肿瘤的组织来源及发病因素不同有关，即使是相同的肿瘤，对于不同的患者也许也会有不同的结局。肿瘤的异质性提示我们对于不同的肿瘤或不同的患者应该充分考虑个体情况，给予符合患者的治疗方案。此外，Cyclin E1确切的致癌机制及使细胞获得药物抗性的机制目前仍不清楚，Cyclin E1与患者的预后相关性也还在不断的探索当中，所以关于Cyclin E1与肿瘤患者的耐药机制及其是否可作为治疗靶分子的研究成为当前研究的热点。根据各种肿瘤Cyclin E1的表达与其临床、病理特点或预后之间的关系，Cyclin E1有望成为人类恶性肿瘤诊断和预后的参考依据及免疫治疗的新靶点。

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1004-616X(2016)06-0487-04

1 0.3969/j.issn.1004-616x.2016.06.016

2015-05-14；

2016-01-29

作者信息： 游路宽，E-mail：youlukuan@126.com