中心体相关蛋白55在肿瘤发生发展中的研究进展

曹蒙，乐张慧，王焱

(中国医学科学院北京协和医学院皮肤病医院 a.皮肤外科，b.病理科，南京 210042)

在细胞有丝分裂过程中，任何一个时期发生改变均可能导致细胞分裂失败，进而导致生长缺陷以及增殖性疾病、恶性肿瘤等的发生。参与细胞分裂过程的主要调控模式包括蛋白激酶磷酸化与去磷酸化、泛素连接酶E3泛素化与去泛素化[1]。在细胞有丝分裂的最后阶段，子代细胞连接被切断，这一过程又称为脱落，在脱落过程中，内吞体分选转运复合体负责调控子细胞连接的缩小和切断，而中心体相关蛋白55(centrosomal protein 55，CEP55)在招募内吞体分选转运复合体过程中起关键作用[2]。CEP55缺失或过表达均会导致胞质分裂缺陷和多核细胞数量增加，影响细胞的存活，这也可能是其促进肿瘤发生的机制之一[3-5]。CEP55最早由Fabbro等[6]发现，被认为是调控脱落过程的关键成分，其主要以磷酸化的方式参与调控细胞分裂。近年研究发现，CEP55参与肿瘤等多种疾病的发生发展[5]。CEP55可作为多个信号通路的调节因子，而表观遗传学也可通过调控CEP55的表达导致疾病的发生。现就CEP55在肿瘤发生发展中的研究进展予以综述。

1 CEP55的结构与功能

1.1CEP55的结构 CEP55蛋白由464个氨基酸组成，分子量为55 000，属于卷曲螺旋蛋白的一种，编码该蛋白的基因位于10q23.33，由9个外显子构成，在正常人睾丸及胸腺中均高表达[6]。目前研究认为，CEP55蛋白由4个结构域组成，即N端卷曲螺旋、C端卷曲螺旋、EABR区域和C端结构域，其中N端卷曲螺旋与CEP55同源二聚体形成有关；C端卷曲螺旋可与激酶蛋白有丝分裂驱动样蛋白1/驱动蛋白家族成员23结合，这也是定位到中间体所必需的；EABR为铰链区，可与凋亡连接基因2相互作用蛋白X和肿瘤易感基因101结合，进一步招募内吞体分选转运复合体；C端结构域包括2个泛素结合区域，即NOA/UBAN结构域和锌指结构域，NOA/UBAN结构域主要参与脱落过程，锌指结构域主要参与中间体的定位[7-8]。

1.2CEP55参与调控细胞分裂 Fabbro等[6]最早发现CEP55蛋白位于细胞分裂间期的中心体，至细胞分裂后期CEP55蛋白被招募至中间体，在这一过程中，CEP55蛋白的C端亚基发生磷酸化，同时周期蛋白依赖性激酶1、胞外信号调节激酶2和polo样激酶1(polo-like kinase 1，PLK1)相互作用并协同CEP55磷酸化，确保有丝分裂定位并维持正常的细胞分裂功能。CEP55的磷酸化主要发生于C端的3个亚基(即S425、S428和S436)，其中S425和S428被周期蛋白依赖性激酶1和胞外信号调节激酶2磷酸化，PLK1参与S436亚基磷酸化，S436亚基的磷酸化可防止CEP55过早被招募至中间体，PLK1则可通过磷酸化依赖的方式增强CEP55的稳定性[3，5]。CEP55不仅可以保证脱落的时效性，还可作为脱落过程的开关抑制脱落进程，若CEP55过早被招募至中间体，则会导致脱落失败，进而导致细胞分裂异常[2]。因此，CEP55是影响细胞分裂过程的重要调节因子。

目前关于CEP55在细胞中重要性的研究仍存在争议。Tedeschi等[9]认为，CEP55可促进神经祖细胞的分裂，但对于大部分哺乳动物的体细胞并不是必需的，其只是特定情况下脱落过程的调节因子。肿瘤细胞和哺乳动物的神经干细胞必须在短时间内大量增殖，这依赖于高水平的Cep55和内吞体分选转运复合体实现，但部分低等动物体内缺乏CEP55，因此可能存在其他途径介导细胞分裂[8]。CEP55功能缺失或突变均可导致致命性MARCH综合征的发生，MARCH综合征为常染色体隐性遗传疾病，主要表现为积水性无脑畸形和肾脏发育不良[10]。此外，CEP55还与脑死亡、成熟阻滞型非梗阻无精子症等疾病相关[11-12]，但具体作用机制目前尚未明确。

2 CEP55促进肿瘤的发生发展

CEP55缺失可导致非整倍体的形成以及多极纺锤体的出现，进而导致细胞质分裂失败，而部分CEP55过表达的细胞也会出现类似的结局，CEP55缺失及过表达均会导致基因组不稳定，从而促进肿瘤抑制基因的丢失和癌基因的激活[6]。CEP55过表达还可抑制细胞周期检测点激酶1依赖的S期检查点激活，导致复制速度增加和DNA持续性损伤，这可能是导致肿瘤发生的另一原因[13]。生物信息学分析发现，CEP55是参与低级别胶质瘤发生过程的关键基因之一[14]。因此，CEP55在肿瘤组织及相应细胞系中高表达促进了肿瘤的发生发展。

2.1CEP55影响肿瘤细胞增殖、凋亡 研究发现，CEP55信使RNA在非小细胞肺癌细胞系中显著高表达，在CEP55过表达的A549细胞系中，细胞增殖能力及克隆形成能力均显著增加，同时凋亡率显著降低[15]。表皮生长因子受体Ⅲ型突变体可通过上调CEP55的表达促进神经胶质瘤细胞增殖，并通过干扰小RNA敲低CEP55基因，抑制U251细胞系增殖，同时部分消除表皮生长因子受体Ⅲ型突变体的促增殖作用[16]。免疫组织化学检测发现，CEP55在T细胞淋巴瘤组织中高表达，且其表达水平与Ki-67增殖指数显著相关；在siCEP55干扰后的T细胞淋巴瘤细胞系中，CEP55表达水平降低，同时细胞活力减弱、凋亡率增加[17]。因此，靶向CEP55可能成为治疗T细胞淋巴瘤的一种新策略，但仍需进一步研究验证。总之，CEP55可促进肿瘤细胞的增殖并减缓其凋亡。

2.2CEP55影响肿瘤细胞迁移、侵袭 研究发现，CEP55在胶质瘤组织中的表达高于无肿瘤脑组织；划痕实验证明，CEP55过表达可促进U251细胞迁移，而敲低CEP55后，细胞迁移能力显著降低；Transwell实验显示，敲低CEP55的表达可抑制U251细胞的侵袭，而CEP55过表达可提高U251细胞的侵袭能力[18]。这一结论在胰腺癌[19]、肝细胞癌[20]、肾细胞癌[21]细胞系中已得到证实，表明CEP55可促进肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。

3 CEP55与多种信号通路

3.1CEP55与磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)通路 CEP55可通过激活PI3K/Akt信号通路导致肿瘤的发生。CEP55蛋白可直接与PI3K的催化亚基p110相互作用，增强其稳定性，从而激活PI3K并上调3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇表达，Akt随之被激活，导致下游信号通路进一步活化[5]。Chen等[21]发现，在肾细胞癌组织及细胞中，CEP55均显著高表达，并可通过PI3K/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路激活上皮-间充质转化，进一步促进肾癌细胞的迁移和侵袭。此外，在星形细胞瘤中，CEP55的表达水平与磷酸化Akt、叉头框转录因子M1及基质金属蛋白酶(matrix metallopeptidase，MMP)-2水平均呈正相关，同时CEP55还可通过上调MMP-2的表达、激活Akt/叉头框转录因子M1信号通路，促进肿瘤的侵袭，提示CEP55和叉头框转录因子M1可能是星形细胞瘤潜在的治疗靶点[22]。在肝癌组织中，精子相关抗原5(sperm-associated antigen 5，SPAG5)的表达水平与CEP55表达水平呈正相关，敲除CEP55则可显著减弱SPAG5对细胞增殖和迁移的促进作用，提示SPAG5通过与CEP55相互作用表现出促肝癌活性，且这一作用可能通过激活PI3K/Akt信号通路实现，而SPAG5上游还受微RNA(microRNA，miRNA/miR)-363-3p调控，因此miR-363-3p/SPAG5/CEP55/Akt轴可能是肝癌的潜在治疗靶点[23]。敲低甲状腺癌细胞系CEP55表达后，磷酸化PI3K/总PI3K和磷酸化Akt/总Akt水平均显著降低，提示CEP55可能通过P13K/Akt信号通路导致甲状腺癌进展[24]。

3.2CEP55与核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)信号通路 CEP55是NF-κB重要调节器相关蛋白家族成员之一，其特征是C端存在2个泛素结合区域[7]。在人胰腺癌细胞系中，CEP55过表达可导致NF-κB驱动的荧光素酶报告基因活性显著增强，而NF-κB下游靶点(如myc、MMP-9和白细胞介素-6等)信使RNA的表达水平会随着CEP55的过表达而升高，敲低CEP55则会出现相反的结果，提示CEP55与NF-κB信号通路有关；此外，体内外实验证实，CEP55通过激活NF-κB信号通路促进胰腺癌细胞增殖、侵袭，阻断NF-κB信号通路则可抑制细胞增殖和侵袭[19]。还有研究发现，CEP55可通过增强神经胶质瘤中NF-κB信号通路的活性影响肿瘤干细胞的干性，进而影响肿瘤的生物学行为并导致肿瘤对替莫唑胺耐药[18]。

3.3CEP55与p53信号通路 CEP55缺失可干扰神经干细胞的脱落过程，同时导致p53依赖的细胞凋亡[25]。此外，针对神经胶质瘤患者的生存分析提示，CEP55表达水平会随着肿瘤分级的增加而升高，其中CEP55低表达患者预后更好；KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)分析发现，CEP55在细胞周期、DNA复制、错配修复和p53信号通路中富集，CEP55每增加1个表达单位，风险比增加2.26，但不能作为判断患者预后的独立因素[26]。还有研究发现，CEP55过表达可显著增强结直肠癌细胞系的增殖和代谢，其过表达还可抑制p53及p21的表达，而其促癌作用可能与负向调控p53/p21信号通路相关[27]。Chang等[3]研究发现，p53可负向调节CEP55蛋白的表达水平、稳定性及其启动子的活性，且这一调控机制通过PLK1实现，因此p53-PLK1-CEP55轴可能在肿瘤中起重要作用。

3.4CEP55与Janus激酶(Janus kinase，JAK)2/信号转导及转录活化因子(signal transducer and activator of transcription，STAT)3信号通路 JAK/STAT信号通路与炎症、代谢、肿瘤等疾病相关，STAT不仅可作为转录诱导剂，还可影响基因的表达、诱导上皮-间充质转化、产生致癌微环境，其中STAT3的持续激活增强是肿瘤发生的始动因素[28]。Li等[20]研究表明，CEP55可促进肝癌细胞体外迁移和侵袭，且MMP-2和MMP-9的表达水平均与CEP55相关；进一步蛋白印迹实验和免疫共沉淀实验发现，CEP55可通过与JAK2相互作用促进白细胞介素-6诱导的JAK2和STAT3磷酸化，表明CEP55可通过刺激JAK2/STAT3信号通路上调MMP的表达，导致肝癌进展。因此，靶向抑制CEP55可能成为选择性抑制JAK2/STAT3/MMP信号通路治疗肿瘤的一种新方法。目前关于CEP55与JAK/STAT信号通路的研究仍较少，还有待进一步研究验证。

4 CEP55在恶性肿瘤中的表观遗传学调控机制

4.1非编码RNA与CEP55 多种非编码RNA通过参与调控CEP55的表达影响肿瘤生物学行为，包括miRNA、长链非编码RNA等。在肝癌中，长链非编码RNA C端结合蛋白1-反义2通过miR-195-5p靶向作用于CEP55，起到促癌作用[29]。对肿瘤基因组图谱数据库中的肝癌信息进行生物信息学分析发现，在有淋巴结转移的Ⅰ期肝癌中，长链非编码RNA BPESC1(blepharophimosis,epicanthus inversus and ptosis candidate 1)与CEP55信使RNA水平呈正相关，且CEP55表达水平与患者总生存期呈负相关[30]。长链非编码RNA 核富集转录本 1可通过靶向抑制miR-195-5p的表达上调CEP55的表达，进而促进结直肠癌的发生[31]。此外，Targetscan预测及双荧光素酶分析均提示，miR-195-5p可直接与CEP55的3′非翻译区结合，负性调节CEP55表达，降低CEP55过表达对细胞周期的影响，从而抑制非小细胞肺癌细胞增殖并促进其凋亡，发挥抑癌作用[15]。

4.2DNA甲基化与CEP55 CEP55在结直肠癌肿瘤组织中呈低甲基化水平，且其表达水平依赖于甲基化，可见于所有甲基化簇和突变状态中，是大肠癌发生的早期信号，可作为潜在的生物标志物[32]。此外，CEP55甲基化水平与肝细胞癌及胆管细胞癌患者信使RNA水平呈负相关，与患者总生存期则无显著相关性，但CEP55高甲基化/CEP55低表达患者的预后显著优于CEP55低甲基化/CEP55高表达患者[33]。同时，CEP55 DNA甲基化水平与血管浸润程度呈负相关，随着甲基化水平的降低，血管侵袭增加[34]。通过对肿瘤基因组图谱数据库和基因表达数据库筛选发现，肺腺癌组织中的CEP55是Zeste基因增强子同源物2(enhancer of Zeste homolog 2，EZH2)候选下游调控基因之一，CEP55与EZH2表达呈正相关，EZH2过表达可导致CEP55表达升高、CEP55甲基化水平降低，表明EZH2可导致CEP55甲基化与表达差异[35]。以上研究表明，DNA甲基化可通过调控CEP55表达水平影响肿瘤进展，且这一过程可能与EZH2等甲基化酶有关，但具体作用机制目前尚未阐明。

5 CEP55的临床应用价值

5.1CEP55在肿瘤诊治中的潜在应用 CEP55在正常口腔角质形成细胞外泌体中缺失，而在头颈部鳞癌细胞系的外泌体中均可检测到其表达；免疫电镜图像显示，CEP55定位于肿瘤细胞系外泌体的外膜上，并未见于正常细胞系，因此CEP55可能是一种特异的肿瘤外泌体膜标志物，唾液、血液中的外泌体CEP55可作为头颈部鳞癌非侵入性诊断的依据[36]。CEP55过表达可显著增加神经胶质瘤U251细胞系对替莫唑胺半抑制浓度的抵抗，而敲低CEP55可显著提高细胞对替莫唑胺的敏感性，提示CEP55可能与替莫唑胺治疗的耐药有关[18]。Inoda等[37]发现一种合成的特异性抗CEP55单克隆抗体——mAb#11-55和一种带有HLA-A*2402结合基序的CEP55衍生的多肽，该多肽能够在HLA-A*2402+乳腺癌患者体内诱导细胞毒性T淋巴细胞克隆性增殖，此种单抗与多肽联合可用于乳腺癌的免疫治疗，CEP55其他衍生多肽也可用于结直肠癌的治疗[38]。此外，通过阻断促分裂原活化的蛋白激酶激酶1/2-PLK1通路促进细胞死亡可能成为治疗myc-CEP55依赖的基底样型三阴性乳腺癌的一种潜在策略[4]。因此，将CEP55应用于临床恶性肿瘤患者的诊治仍需进一步研究验证。

5.2CEP55可作为预测肿瘤患者预后的指标 CEP55在多种肝癌细胞系及肝癌组织中显著高表达，且其在组织中的表达水平与患者肿瘤分期(分级)呈正相关，与不存在CEP55突变的患者相比，存在CEP55突变的肝癌患者总生存期和无病生存率均显著降低[20，34]。另有研究表明，CEP55在结直肠肿瘤组织中(相对于正常组织)高表达，且CEP55高表达的患者总生存期和无病生存率均较低，而CEP55高表达的有淋巴结转移的晚期结直肠肿瘤患者的5年生存率更低[27，39]。CEP55在肺腺癌、未分化甲状腺癌组织及细胞系中均高表达，CEP55高表达提示患者生存情况较差[24，35]。在术后腹腔感染的结直肠癌患者中存在CEP55等肿瘤进展相关基因的差异表达，这可能促进残余肿瘤细胞的生长，导致肿瘤复发[40]。总之，CEP55可作为恶性肿瘤患者预后的生物标志物，其高表达提示患者预后不良。

6 小 结

CEP55可调节细胞分裂，在多种肿瘤中高表达，且与包括肿瘤在内的多种疾病相关。多种信号通路、非编码RNA、DNA甲基化等均参与调节肿瘤细胞CEP55的表达，因此其可成为肿瘤治疗的切入点，未来可通过靶向CEP55治疗肿瘤。此外，CEP55在外泌体中的研究提示其也具有一定诊断价值，而CEP55高表达与肿瘤患者预后显著相关，因此CEP55可作为一种潜在的生物学标志，进一步深入研究则有助于理解CEP55与恶性肿瘤的相关性。未来明确CEP55在恶性肿瘤中的具体作用以及相关药物转化对于肿瘤的精准治疗及个体化治疗均具有重要意义。