CDCA3在肿瘤领域的研究进展

王　芹综述　孙正魁审校

细胞周期调控异常将导致细胞过度增殖以及恶性肿瘤的发生。因此，细胞周期调控相关因子的研究对于揭示肿瘤的发生发展具有重要意义。在细胞周期的不同阶段，细胞分裂调控基因的表达都是必需的。许多研究报道了致癌作用与细胞周期相关基因的关系[1-3]。细胞周期相关因子(cell division cycle associated protein 3，CDCA3)又称Tome-1(trigger of mitotic enrry protein1)，其开放阅读框由268个氨基酸组成，是细胞有丝分裂过程中所必需的胞质蛋白。

1　CDCA3的调控机制

CDCA3是FBOX蛋白，是细胞有丝分裂过程中所必需的胞质蛋白。它通过与S期激酶相关蛋白1(S-phase kinase-associateprotein1，SKP1)、淘汰素(cullin-1)共同参与E3连接酶复合物的构成，与有丝分裂抑制激酶、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族成员Weel的泛素化和降解有关，并引起Cdc2蛋白在细胞周期G2期(DNA合成后期)的去磷酸化，是细胞进入有丝分裂的触发器，且是细胞周期蛋白依赖激酶1(cdk1)/细胞周期蛋白B(cyclinB)的适当激活和细胞进入有丝分裂所必需的。由SKP1、E3泛素连接酶、cullins/cdc53、FBOX 蛋白和含有RING结构域的cullins-1/环框蛋白-1组成的SCF作为泛素蛋白体系的一部分对生理和病理条件下的许多细胞过程的调控至关重要[4]。CDCA3可能是Weel的SCF-类型的E3中的一部分。有研究表明，SKP1-cullin-FBOX(SCF)控制G1/S期靶点的失调也可能导致人类肿瘤的发生[1,5-7]。李娟等[8]利用荧光素酶报告基因实验发现，CDCA3能够负调控NF-KB信号通路，CDCA3可能通过TRAF1，TRAF2以及IkBa发生相互作用，发挥转录抑制活性，并且抑制相关靶基因的表达。CDCA3对NF-KB信号通路的负调控作用可能在肿瘤细胞的增生和凋亡过程中有重要生理意义。

2　CDCA3在肿瘤中的表达

快速的细胞生长和细胞分裂是几乎所有恶性肿瘤的特征，细胞周期调节蛋白的不适当表达可以导致肿瘤的发生[9]。越来越多的研究证实CDCA3的表达失调在肿瘤进展中发挥着重要作用。高表达CDCA3的癌症患者的临床治疗效果更差，CDCA3有可能成为癌症的一种新的潜在预后标志物以及新的治疗靶点。

2.1　非小细胞肺癌

非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)是肺癌的最常见类型，约占80%。尽早手术治疗仍然是NSCLC治疗的最佳选择，然而仍然有很多患者局部复发或者远处转移[10]，虽然加入了化疗和靶向治疗，5年存活率仍只有15%[11]。由于药物的耐药性，寻找新的治疗靶点是不可避免的。Mark N.Adams等[12]使用生物信息学、免疫组化、western blot方法分析CDCA3在鳞状NSCLC及非鳞状NSCLC的肿瘤组织和正常组织中的表达，通过对3种永生化的支气管上皮细胞系(HBEC)和7个NSCLC细胞系体外实验使用siRNA消耗CDCA3以确定CDCA3在NSCLC中的功能。在这项研究中，Mark N.Adams等发现CDCA3蛋白在81.1%的腺癌患者中表达，鳞癌中的表达率也高达61.9%。CDCA3在NSCLC肿瘤组织中的表达要比正常组织中的表达明显升高，且高表达的CDCA3水平与更差的临床预后相关[12]。对比HBEC，CDCA3在NSCLC细胞系的表达同样升高，但CDCA3的表达降低明显减少NSCLC肿瘤细胞的增殖。CDCA3消耗引起G2/M期细胞周期进展不良，p21上调，细胞衰老的诱导。CDCA3可以作为NSCLC的预后因子，并且可以通过抑制细胞生长及促进肿瘤细胞衰老而成为一种潜在的新型治疗靶点。

2.2　乳腺癌

乳腺癌根据基因表达分析可以分为不同的亚型，不同的分子亚型有着不同的临床预后[13]。Luminal型乳腺癌分为A、B 2个亚型，Luminal A型乳腺癌通常被认为有着更好的预后[14]。然而并不是所有的Luminal A型乳腺癌都有着良好的预后。Javier Pérez-Pea等[15]聚焦于细胞周期功能上调基因，使用转录组分析公共数据集，评估正常乳腺组织和乳腺癌组织之间的差异性表达，使用KM绘图仪在线工具[16]分析选定的基因与RFS及OS之间的联系。在Luminal A型乳腺癌中，有77种基因被发现差异性表达于正常乳腺组织和恶性乳腺组织之间，但其中只有5种基因与更差的RFS和OS相关，这5个基因为GTSE1、CDCA3、FAM83D、SMC4以及MKi67，CDCA3联合FAM83D对RFS高度影响。GTSE1对OS高度影响。然而在Luminal B型乳腺癌中却未发现这些基因对RFS及OS的影响。有丝分裂相关基因GTSE1、CDCA3、FAM83D、SMC4在淋巴结阴性或阳性的患者中都预示着更差的RFS，GTSE1在两者中都预示着更差的OS。同时有丝分裂相关基因GTSE1、CDCA3、FAM83D、SMC4在接受化疗或未接受化疗的患者中也都预示着更差的RFS，GTSE1在两者中都预示着更差的OS。因此有丝分裂相关基因GTSE1、CDCA3、FAM83D、SMC4与更差的预后相关。CDCA3在3.4%的肿瘤患者中有表达扩增，而FAM83D和SMC4分别为2.3%和2.2%。Javier Pérez-Pea等[15]认为，在Luminal A型乳腺癌中，这些基因能预测预后，可能会在抗肿瘤药物及细胞毒性化疗药物的分类实验中发挥作用，或是成为潜在的治疗靶点。

2.3　口腔癌

口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma，OSCC)是口腔颌面部最常见的恶性肿瘤。Fumihiko Uchida等[17]利用qRT-PCR及western blot分析OSCC细胞及原发肿瘤组织中的CDCA3 mRNA和蛋白的表达，利用shRNA系统对CDCA3进行功能分析。结果发现对比正常细胞及组织，在所有的受检细胞及原发肿瘤组织里，在mRNA及蛋白水平的CDCA3表达均升高。对比OSCC，CDCA3的蛋白表达水平在口腔癌前病变里却没有明显升高。临床数据分析发现，CDCA3的表达水平与肿瘤大小呈正相关。另外，利用shRNA抑制CDCA3的表达可以阻止细胞增殖进程停滞于G1期，同时在被干扰的细胞中，发现细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(p21Cip1，p27Kip1，p15INK4B，and p16INK4A)的上调。Fumihiko Uchida等[17]认为在口腔鳞状细胞癌里，CDCA3的过表达频繁发生，而且这种过表达与OSCC的发展密切相关。

2.4　其他恶性肿瘤

Hu等[18]发现CDCA3可能协同OY-TES-1共同参与肝癌细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡。Li等[19]发现CDCA3的低表达与膀胱癌患者的总体存活更好相关。CHEN等[20]发现HoxB3通过上调CDCA3的表达促进前列腺癌的发展。

综上所述，CDCA3是有丝分裂进入的触发器，参与调控细胞有丝分裂的开始和结束。CDCA3在多种肿瘤中高表达，并与肿瘤的发生、发展及预后有着密切的关系。CDCA3能促进细胞增殖，降低患者生存率，可以作为肿瘤的预后指标，有望成为肿瘤治疗的新靶点。目前对于CDCA3的研究还未成熟，更多的生物学功能及机制有待揭晓。