MCM蛋白与女性生殖系统疾病发生发展关系的研究进展

柴蓓蓓，李正伟，许益娟，何培，张若鹏

(1大理大学临床医学院，云南大理671000；2大理大学第一附属医院)

MCM蛋白与女性生殖系统疾病发生发展关系的研究进展

柴蓓蓓1，李正伟1，许益娟1，何培1，张若鹏2

(1大理大学临床医学院，云南大理671000；2大理大学第一附属医院)

微小染色体维持蛋白(MCM蛋白)广泛存在于真核生物细胞中，主要以单倍体、二聚体、MCM4/MCM6/MCM7球形三聚体、MCM2～7环状六聚体等形式存在；其参与DNA复制前复合物的形成、DNA复制的起始及DNA的延长，并保证在1个细胞周期中DNA的复制仅发生1次，是目前已知的评价细胞增殖最可靠的指标之一。其参与卵母细胞的发育过程；可能通过影响DNA损伤修复能力导致原发性卵巢功能不全的发生；参与多囊卵巢综合征的发生发展；可作为卵巢癌疗效评价的潜在标志物；参与子宫内膜癌发生发展；可作为宫颈癌细胞复制应激的备份，其调节机制可能与癌细胞中的HPV状态有关。

女性生殖系统疾病；微小染色体维持蛋白；DNA复制

微小染色体维持蛋白(MCM蛋白)家族广泛存在于真核生物细胞中，由MCM基因编码，序列高度保守[1]。目前已知家族成员包括MCM1～10共10种MCM单体，这10种单体存在高度同源性。MCM蛋白家族与DNA复制的稳定性和准确性存在密切联系，其参与了DNA复制前复合物的形成、DNA复制的起始及DNA的延长，并保证在1个细胞周期中DNA的复制仅发生1次[2]。故MCM蛋白的异常表达与DNA异常复制、染色体稳定性的关系受到众多学者的广泛关注。女性进入青春期后，其生殖系统中部分器官会受雌激素分泌的影响，进入一个新的生长发育模式，如卵巢内初级卵母细胞发育成成熟卵子、子宫内膜周期性剥脱，均伴随DNA和染色体的复制。同时，近年来发病率显著增高、发病年龄趋于年轻化的生殖系统肿瘤亦与DNA的异常复制和染色体不稳定有关。因此本文对MCM蛋白与女性生殖系统疾病的关系进行分析总结。

1 MCM蛋白的结构与功能

1.1 MCM蛋白的结构 MCM蛋白以ATP酶AAA+亚类结构为主要特征，除MCM1蛋白、MCM10蛋白外，其余MCM蛋白均存在一个结构相似(长度约200个氨基酸)的特殊核心区域，被称为MCM盒。盒内含WalkerA/B结构、精氨酸锌指结构及丙氨酸结构等[3]。MCM蛋白的C端有折叠的WH结构域，N端不保守可延伸，故其可介导多聚体的形成，可结合DNA，调整DNA螺旋的程序化、极化。因此MCM蛋白能以单倍体、二聚体、MCM4/MCM6/MCM7球形三聚体、MCM2～7环状六聚体等形式存在并发挥作用[4]。

1.2 MCM蛋白的功能 MCM蛋白是DNA复制必不可少的因子，但在静止期细胞中不表达。MCM蛋白在真核细胞有丝分裂G1期表达开始增加，G1/S交界期达峰值，分裂晚期、G0期或衰老期表达下降[5～7]，因此其可作为细胞增殖活性标志。在真核细胞分裂G1期早期，MCM2～7环状六聚体复合物在启动子和起始识别复合体的作用下，通过细胞分裂周期蛋白6(Cdc6)和Cdc10依赖性转录因子1(Cdt1)装载到复制起点的染色质上，形成复制前复合物。进入S期时，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)和Dbf4依赖性蛋白激酶(DDK)促进Cdc45、GINS与MCN2～7环状复合物结合形成CMG复制解旋酶[8]。在此过程中，MCM4/MCM6/MCM7球状复合物是解螺旋酶的核心，Cdc45、GINS是活化剂，MCM2～7环状复合物负责DNA分子的打开和闭合[9，10]。MCM4亚基除了是复制检查的靶目标位点[11]，还参与DNA的复制、相关蛋白的装配和MCM4/MCM6/MCM7解螺旋酶的活性调节[12]。MCM8蛋白、MCM9蛋白参与DNA的复制、同源重组以及损伤修复[13]。MCM1蛋白、MCM10蛋白与其他MCM蛋白不同源，但前者在 Bck2和Yox1竞争性结合的作用下参与细胞周期调节起始基因的激活[14]，后者的C端与MCM2～7六聚体结合并相互作用，参与CMG复制解旋酶的激活[15]。

2 MCM蛋白与女性生殖系统疾病发生发展关系

2.1 卵母细胞发育 哺乳动物初级卵母细胞中DNA的复制在G2期后会停止，但卵母细胞可在适宜的条件下重新启动DNA的复制，即减数分裂过程。Borsuk等[16]利用小鼠的杂交细胞系统分析得知，与普通真核生物细胞不同，卵母细胞重新启动的DNA复制过程中，Cdc6并未同MCM2～7复合物一起在细胞核中重组，复制中起主要作用的是细胞核内MCM蛋白复合物的重组，且其对CDK和母源mRNA腺苷酸化的抑制均敏感。Murai等[17]研究表明，Cdc7和其调节亚基Dbf4可作用于卵母细胞和单细胞胚胎中的MCM蛋白，控制MCM蛋白的磷酸化，从而控制细胞发育和成熟过程。

2.2 原发性卵巢功能不全 原发性卵巢功能不全是一种雌激素缺乏、促性腺激素水平升高的内分泌疾病。患者主要表现为40岁前原发或继发性闭经，可伴不孕，确切病因不明。近年来，经基因测序发现其可能与MCM8基因、MCM9基因有关。Dou等[18]通过对192例散发病例的研究结果发现，MCM8基因上的两个新型错义突变，MCM8、c.A950T(p.H317L)和c.A1802G(p.H601R)可能通过降低DNA的修复能力导致原发性卵巢功能不全发生。155例原发性卵巢功能不全患者做MCM8基因测序发现3个可能有损伤的突变，151例原发性卵巢功能不全患者做MCM9基因测序发现7个可能有损伤的突变。在鉴定出的可能会影响DNA损伤修复途径的34个相关基因里，MCM8检测组和MCM9检测组中各有1个基因突变患者存在的突变与影响DNA损伤修复的相关基因相同，推测它们可能通过影响DNA损伤修复导致原发性卵巢功能不全的发生[19]。

2.3 多囊卵巢综合征 多囊卵巢综合征患者除高雄激素血症外，还存在以胰岛素抵抗、高胰岛素血症为表现的糖代谢异常和卵巢功能障。有研究建立小鼠卵巢胰岛素抵抗体外模型，模拟多囊卵巢综合征时卵巢的分泌情况，发现模型卵巢组织中MCM2蛋白高表达，推测MCM2蛋白的高表达可能与多囊卵巢综合征有关[20]。正常卵巢组织中MCM2蛋白表达很低，而多囊卵巢综合征患者MCM2蛋白的表达升高可能与小的生长卵泡数目增加、颗粒细胞活跃有关。

2.4 卵巢癌 卵巢癌同多种MCM蛋白有关。潘云翠等[21]研究结果表明，MCM4蛋白高表达于卵巢浆液性腺癌组织和卵巢交界性浆液性瘤组织，推测其可作为卵巢浆液性肿瘤增殖的指标，可用于卵巢良恶性肿瘤的鉴别。Levidou等[22]研究发现，MCM2蛋白、MCM5蛋白和复制蛋白A2(RPA2)高表达于卵巢浆液性腺癌组织，并且RPA2同MCM2蛋白、MCM5蛋白存在相互作用关系，三者表达升高均为卵巢浆液性腺癌发生的危险因素。MCM3蛋白、MCM7蛋白、Ki-67高表达均与卵巢浆液性癌的发生有关，MCM3蛋白和Ki-67的表达量还同肿瘤的恶性程度相关[23]。卵巢癌患者经紫杉醇、艾日布林治疗后，MCM4蛋白表达下降，艾日布林治疗后MCM4蛋白表达下降更明显。故推测MCM4蛋白可作为艾日布林治疗卵巢癌效果评价的潜在标志物[24]。

2.5 子宫内膜癌 研究结果显示，子宫内膜癌组织中MCM4蛋白、细胞色素P450 1B1(CYP1B1)均上调；如对CYP1B1基因进行敲除后，CYP1B1、MCM4蛋白表达下调，且诱导干扰素β、颗粒酶A和肿瘤坏死因子等相关细胞凋亡诱导配体在癌细胞中的表达上调[25]。由此推测MCM4蛋白表达上调与子宫内膜癌发生发展有关，其可作为子宫内膜癌的预测因子；若子宫内膜癌患者MCM4蛋白表达降低则有利于其恢复。Ray等[26]研究也认为，MCM蛋白家族中的MCM2蛋白与子宫内膜疾病有关，对子宫内膜癌发生发展有预测作用。

2.6 子宫颈癌 Das等[27]发现，MCM2蛋白、MCM4蛋白、MCM5蛋白、MCM6蛋白、MCM7蛋白、MCM10蛋白在宫颈癌组织中高表达。其中，MCM4蛋白、MCM6蛋白、MCM10蛋白随着肿瘤的发展表达量逐步增加。在不同类型损伤的子宫颈组织中，MCM4蛋白、MCM5蛋白、MCM6蛋白的表达存在差异。Das等[28]研究发现，MCM4-/HPV16+的SiHa细胞不能耐受亚致死剂量的长期顺铂治疗(5 d)；而MCM4-/HPV16+/HPV18+的CaSki细胞对长期顺铂治疗仍保持耐药性。故推测过表达的MCM蛋白可能作为宫颈癌细胞复制应激的备份，其调节机制可能与宫颈癌细胞中的HPV状态有关。

综上所述，MCM蛋白在生殖医学领域，不仅在生殖系统肿瘤的诊断、疗效评价、预后评估、靶向治疗或是寻找新的治疗途径方面拥有广阔前景，将来还可能为不孕不育相关疾病的诊疗和病因研究等做出贡献。

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大理大学博士科研启动费项目(KYBS201612)；大理大学第一附属医院重点学(专)科建设项目(2017ZD02)。

张若鹏(E-mail：zrp263000@163.com)

2017-05-05)