王 猛(綜述)，張 剛(審校)

(廣東醫(yī)學(xué)院整形外科研究所，廣東 湛江 524000)

人類細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白激酶基因(cell division cycle 2-1ike,CDC2L)1和CDC2L2普遍存在，其異構(gòu)體也有著特定的組織分布。在人體細(xì)胞中，通過(guò)選擇性剪接，轉(zhuǎn)錄出超過(guò)20個(gè)不同的信使RNA和蛋白質(zhì)[1]。CDC2L1～2基因在細(xì)胞有絲分裂、凋亡，腫瘤發(fā)生、發(fā)展，中樞神經(jīng)損傷等方面發(fā)揮著顯著作用。多種腫瘤中存CDC2L1～2基因的異常，CDC2L1～2基因的表達(dá)異常在這些腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起著重要的作用，該基因與被稱為真皮良性腫瘤的瘢痕疙瘩的發(fā)生有相關(guān)性?，F(xiàn)就近年來(lái)CDC2L1～2基因與腫瘤的相關(guān)研究綜述如下。

1 CDC2L1～2基因的定位及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

CDC2L1和CDC2L2基因定位于人第1號(hào)染色體1p36.3區(qū)，長(zhǎng)度～140 kb.它們結(jié)構(gòu)高度相似，在尾-尾結(jié)構(gòu)中鏈接到一種基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)基因，這種重復(fù)的基因組區(qū)域也緊密地與D1Z2鏈接，此遺傳標(biāo)記包含一個(gè)具有高度多態(tài)性可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)組成的一個(gè)不尋常的40-BP重復(fù)序列。因此，這些基因和多態(tài)性標(biāo)記點(diǎn)D1Z2安排為端粒：D1Z2-58-MMP22-38-38-Cdc2L2-58- 58-Cdc2L1-38-38-MMP21-58-著絲粒。值得注意的是，CDC2L1和CDC2L2的內(nèi)含子與外顯子以及他們的側(cè)翼區(qū)域基本上是相同的。在CDC2L基因各種產(chǎn)物中指定的773～786氨基酸，總共有15個(gè)氨基酸的差異，12個(gè)非保守的和3個(gè)保守的。兩個(gè)獨(dú)立的啟動(dòng)子/5′非翻譯區(qū)域(UT)，即CpG1和CpG2，在以前報(bào)道的甲基化基因組CpG序列和從這兩個(gè)基因中被用于表達(dá)>20個(gè)不同的CDC2L轉(zhuǎn)錄物是一致的[2]。在人體細(xì)胞中，這兩個(gè)基因選擇性剪接僅在編碼N端結(jié)構(gòu)域的外顯子中進(jìn)行，而不涉及蛋白激酶催化結(jié)構(gòu)域。兩個(gè)重復(fù)的基因細(xì)胞周期依賴性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)11A、CDK11B(以前命名為CDC2L1、CDC2L2)，編碼CDK11[3]。轉(zhuǎn)錄的蛋白主要分為兩類：CDK11p110和CDK11p58。較大的CDK11p110異構(gòu)體相對(duì)分子質(zhì)量約為110×103，在所有細(xì)胞中廣泛表達(dá)。較小的CDKp58異構(gòu)體相對(duì)分子質(zhì)量約為58×103，由CDKp110 mRNA編碼區(qū)里的內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)(internalriloosomal entry site，IRES)翻譯而來(lái)，僅在G2/M期特異性表達(dá)[4]。

2 CDC2L1～2基因的功能

2.1CDC2L1～2基因與凋亡調(diào)控 Zhang等[5]研究發(fā)現(xiàn)，CDK11p58能磷酸化B-1,4-半乳糖轉(zhuǎn)移酶1，增高其活性。Barna等[6]研究發(fā)現(xiàn)，Eμ-Myc/+細(xì)胞內(nèi)Myc蛋白能在M期增加本應(yīng)降低的帽依賴型蛋白的表達(dá)水平，而抑制依賴IRES翻譯的蛋白表達(dá)水平，作為G2/M期表達(dá)且依賴IRES的CDK11p58表達(dá)水平顯著降低，并出現(xiàn)多核細(xì)胞，中心體增多和基因組不穩(wěn)定。而L24+/-細(xì)胞和Eμ-Myc/+細(xì)胞CDK11p58表達(dá)正常，無(wú)上述異?，F(xiàn)象。Shi等[7]研究表明，家蠶eIF3f(翻譯起始因子3f)被CDK11p46在體內(nèi)直接磷酸化。磷酸化的家蠶eIF3f在調(diào)節(jié)翻譯和細(xì)胞凋亡的功能方面起著重要的作用。

2.2CDC2L1～2基因參與組織損傷修復(fù) Voisine等[8]研究發(fā)現(xiàn)，非糖尿病人CDC2L1在心臟停搏手術(shù)和心臟分流手術(shù)前后的比例為1∶4，這提示CDC2L1在組織修復(fù)中有重要作用。

2.3CDC2L1～2基因調(diào)節(jié)細(xì)胞生理活動(dòng) Ovcharenko等[9]通過(guò)RNA干擾技術(shù)在HeLa細(xì)胞干擾CDC2L1基因能促進(jìn)細(xì)胞的增殖，干擾CDK11則抑制細(xì)胞增值，該結(jié)果表明CDC2L1基因有抑制細(xì)胞增殖的作用，而CDK11則有促進(jìn)細(xì)胞增殖的作用。Choi等[10]研究證明，通過(guò)磷酸化CDK11(p110)，細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)激酶2(checkpoint kinase 2，CHK2)促進(jìn)前體mRNA剪接。Liu等[11]研究證明，CDK11(p58)和β1,4-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶-I(β1,4-galactosyltransferase-I,β-1,4-GALT-I)功能之間的互相作用在注射脂多糖后星形膠質(zhì)細(xì)胞活化過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。Wilkinson等[3]報(bào)道，果蠅細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶11的自噬是一個(gè)調(diào)制器。人PITSLRE同源基因(CDK11)的丟失，最初顯示誘導(dǎo)細(xì)胞自噬，但在稍后的時(shí)間點(diǎn)CDK11自噬通量和貨物消化被嚴(yán)格要求。由于PITSLRE/CDK11在果蠅和人類細(xì)胞調(diào)控自噬，這種激酶代表了一種新型的自噬機(jī)制的保守部分。Yokoyama等[12]研究結(jié)果表明，CDK11是負(fù)責(zé)鳥(niǎo)苷三磷酸酶依賴金屬硫蛋白穩(wěn)定在染色體周圍與這個(gè)地方紡錘體組裝和主軸功能正常率的穩(wěn)定是必不可少的。

3 CDC2L1～2基因與腫瘤

腫瘤是機(jī)體在各種致癌因素作用下，局部組織的某一個(gè)細(xì)胞在基因水平上失去對(duì)其生長(zhǎng)的正常調(diào)控，導(dǎo)致其克隆性異常增生而形成的異常病變。近年來(lái)的研究表明，CDC2L1～2基因與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有著密切的關(guān)系[13-21]。

3.1CDC2L1～2基因與胰腺導(dǎo)管腺癌的關(guān)系 余詩(shī)灝等[13]研究結(jié)果顯示，人胰腺導(dǎo)管腺癌細(xì)胞(MIAPaca-2)單克隆細(xì)胞(實(shí)驗(yàn)組)與空載體組細(xì)胞和空自對(duì)照組細(xì)胞相比，G1期和S期細(xì)胞比例顯著下降；細(xì)胞增殖能力顯著提高；細(xì)胞周期蛋白D1、細(xì)胞周期蛋白D3、p21等G1/S期相關(guān)調(diào)控基因信使RNA水平較兩組對(duì)照細(xì)胞顯著升高，結(jié)果表明，過(guò)表達(dá)的CDK11p58通過(guò)上調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1、細(xì)胞周期蛋白D3、p21基因轉(zhuǎn)錄水平，促進(jìn)細(xì)胞通過(guò)G1/S期檢驗(yàn)點(diǎn)，從而加快細(xì)胞的增殖。該研究為進(jìn)一步研究CDK11p58與胰腺癌的關(guān)系及胰腺癌的治療奠定了一定的基礎(chǔ)。

3.2CDC2L1～2基因與結(jié)直腸癌的關(guān)系 Naik等[14]報(bào)道，Wnt基因/β聯(lián)蛋白的信號(hào)級(jí)聯(lián)是關(guān)鍵的發(fā)展調(diào)節(jié)器，并且失調(diào)的Wnt/β聯(lián)蛋白通過(guò)Wnt靶基因異常激活有助于選定癌癥，如結(jié)直腸癌、乳腺癌、肝癌。通過(guò)一個(gè)強(qiáng)大的四分位數(shù)為基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)分析和輔助屏幕得到了包括CDC2L1在內(nèi)的幾個(gè)值得進(jìn)一步研究的激酶，這提示CDC2L1與結(jié)腸癌的發(fā)生存在相關(guān)性。

3.3CDC2L1～2基因與皮膚癌的關(guān)系 Chandramouli等[15]報(bào)道，利用聚合酶鏈反應(yīng)——限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)在CDC2L(GT)小鼠和CDC2L+/+小鼠乳頭狀瘤組織Harvey鼠肉瘤原癌基因(H-ras)基因的第61位密碼子有A→T位移突變；Ki-67染色發(fā)現(xiàn)CDC2L(GT)(77.75%)乳頭狀瘤較CDC2L+/+(30.84%)腫瘤增殖增加，該研究表明，CDC2L基因的一個(gè)等位基因丟失(編碼CDK11)有利于體內(nèi)二甲基苯蒽/佛波酯(DMBA/TPA)誘導(dǎo)的皮膚癌。Nelson等[16]報(bào)道，用熒光原位雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn)14個(gè)不同的黑色素瘤細(xì)胞系中的8個(gè)細(xì)胞系，染色體1上的CDC2L1基因復(fù)合體的一個(gè)等位基因被刪除或易位；相對(duì)于正常的黑色素細(xì)胞，采用聚合酶鏈反應(yīng)-單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析法分析和DNA直接測(cè)序，觀察到在4個(gè)不同的細(xì)胞系中CDC2L1基因的5′啟動(dòng)子區(qū)域發(fā)生了突變；Western blot分析顯示，PITSLRE蛋白在一些細(xì)胞系及相對(duì)于正常黑色素細(xì)胞的四個(gè)外科手術(shù)切除的惡性黑色素瘤標(biāo)本中的表達(dá)水平下降；該研究結(jié)果可推測(cè)，在CDC2L基因的畸變可能導(dǎo)致黑色素瘤的發(fā)病或惡化。

3.4CDC2L1～2基因與骨肉瘤 Duan等[17]研究發(fā)現(xiàn)，骨肉瘤細(xì)胞顯示CDK11表達(dá)高水平。無(wú)論是慢病毒短發(fā)夾RNA或干擾小RNA(siRNA)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞凋亡均能阻止CDK11表達(dá)，免疫組織化學(xué)分析表明，CDK11表達(dá)水平高的骨肉瘤患者與CDK11表達(dá)水平低的骨肉瘤患者相比生存期明顯較短，全身體內(nèi)注射準(zhǔn)備在體內(nèi)的CDK11 siRNA降低了骨肉瘤皮下移植瘤模型中腫瘤的生長(zhǎng)[17]。該研究表明，骨肉瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活必不可少的是CDK11信號(hào)。

3.5CDC2L1～2基因與前列腺癌 Zong等[18]研究表明，記錄分析轉(zhuǎn)化細(xì)胞和前列腺特異性抗原在前列腺癌細(xì)胞中的表達(dá)，作為細(xì)胞周期蛋白D3和相對(duì)分子質(zhì)量為58×103的細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶11異構(gòu)體抑制雄激素受體轉(zhuǎn)錄活性的衡量標(biāo)準(zhǔn)。雌激素受體、細(xì)胞周期蛋白D3和CDK11p58形成一個(gè)三元復(fù)合物，并被共定位在細(xì)胞和前列腺管腔上皮細(xì)胞層。在特定位點(diǎn)的磷酸化控制雄激素受體活性。雄激素受體的Ser-308位點(diǎn)在體內(nèi)和體外被細(xì)胞周期蛋白D3/CDK11p58磷酸化，導(dǎo)致雄激素受體轉(zhuǎn)錄激活單元1的活性被抑制。另外，細(xì)胞周期蛋白D3/CDK11p58通過(guò)抑制雄激素受體而抑制前列腺癌。這些數(shù)據(jù)表明，在負(fù)性調(diào)節(jié)雄激素受體功能時(shí)涉及到細(xì)胞周期蛋白D3/CDK11p58信號(hào)。

3.6CDC2L1～2基因與多發(fā)性骨髓瘤 Tiedemann等[19-20]在沒(méi)有涉及預(yù)想的機(jī)制觀念下，在承載普通的t(4;14)，t(14;16)和t(11;14)易位的骨髓瘤線中，進(jìn)行全激酶組的siRNA致死性研究以在骨髓瘤細(xì)胞中找出極其脆弱的蛋白激酶；該研究發(fā)現(xiàn)，與非淋巴人類體組織相比，骨髓瘤生存激酶、CDC2L1在原發(fā)性骨髓瘤中顯示為選擇性表達(dá)，并促進(jìn)骨髓瘤細(xì)胞的存活。

3.7CDC2L1～2基因與非霍奇金淋巴瘤 Dave等[21]測(cè)定1p36區(qū)經(jīng)常涉及的分子方面的影響，發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用TP58clk-1DNA(噻吩吡啶類衍生物化合物標(biāo)記的細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白激酶基因1脫氧核糖核酸)探針的熒光原位雜交檢測(cè)來(lái)自可能缺失CDC2L1的26例患者的31例標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)分裂中期含有1p36區(qū)的異常，23例表現(xiàn)出異常染色體1的CDC2L1缺失；26例患者中的2例，互補(bǔ)配對(duì)染色體基因位點(diǎn)易位，并在四個(gè)標(biāo)本(均來(lái)源于一例)中CDC2L1沒(méi)被刪除，試驗(yàn)表明，1p36的重排及因而導(dǎo)致的CDC2L1基因位點(diǎn)的缺失在非霍奇金淋巴瘤中是非常重要的。

3.8CDC2L1～2基因與瘢痕疙瘩 瘢痕疙瘩是一個(gè)超常增生的致密的纖維組織，是遺傳易患個(gè)體在創(chuàng)傷愈合中形成的良性真皮腫瘤，其發(fā)病與抑癌基因的失活及原癌基因的激活相關(guān)[22-23]。張剛等[24]報(bào)道，在27例瘢痕疙瘩的研究分析中發(fā)現(xiàn)，有21例發(fā)生基因突變，外顯子7是最普遍受影響發(fā)生突變的部位，分析15例發(fā)生突變的基因發(fā)現(xiàn)：10例患者(37%)中在密碼子247有一個(gè)堿基G缺失和12例患者(44.4%)中在密碼子267有一個(gè)堿基A插入。其余6例(25.9%)在外顯子11(密碼子433，N=3)和外顯子14(密碼子520，N=3)中基因發(fā)生了突變；健康皮膚組織與瘢痕疙瘩皮膚組織對(duì)照比較，統(tǒng)計(jì)學(xué)差異在于組與組之間的密碼子247堿基G的缺失和密碼子267堿基A的插入，確定了CDC2L1基因中外顯子7兩種突變與瘢痕疙瘩疾病的相關(guān)性。管橋宇[25]報(bào)道，瘢痕疙瘩組織與正常組織CDC2L1基因甲基化陽(yáng)性率的比較，瘢痕疙瘩組織CDC2L1基因異常甲基化陽(yáng)性率是47.1%(5/12)，而正常對(duì)照組織的是0%(0/12)，應(yīng)用卡方檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)瘢痕疙瘩組織中CDC2L1甲基化陽(yáng)性率顯著高于正常皮膚組織(P<0.05)。

4 小 結(jié)

目前大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，CDC2L1～2基因在中樞神經(jīng)損傷，細(xì)胞有絲分裂、凋亡、紡錘體形成、微管穩(wěn)定，以及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展等方面有明顯關(guān)聯(lián)。隨著遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)的研究不斷深入，CDC2L1～2基因在腫瘤和其他相關(guān)疾病中的轉(zhuǎn)錄、表達(dá)等情況逐漸被認(rèn)知，但是CDC2L1～2基因在正常及腫瘤組織中的具體表達(dá)部位及功能尚有待進(jìn)一步研究，其參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的具體機(jī)制及作用仍不是十分清楚。相信隨著研究的進(jìn)一步加深，CDC2L1～2基因在腫瘤及其他相關(guān)疾病中的具體發(fā)病機(jī)制將逐一闡明，將為中樞神經(jīng)損傷的治療及腫瘤的預(yù)防和治療等方面給予新的啟迪。

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