王慶亮 趙艷峰 蔣燕 綜述 姜格寧 審校

癌癥是目前全人類(lèi)的主要死亡原因之一。1998年，Wittmann等[1]首次在非洲爪蟾蜍卵發(fā)現(xiàn)的一種可以使驅(qū)動(dòng)樣蛋白XKlP2與微管結(jié)合的新型蛋白質(zhì)，因此，該蛋白被命名為XKlP2靶蛋白(Targeting protein for xenopus kinesin-like protein 2，TPX2)。TPX2基因參與有絲分裂過(guò)程中中心體的成熟和紡錘體的形成[2]。TPX2基因嚴(yán)格調(diào)控極光激酶A(Aurora-A)激酶的活性，精確控制細(xì)胞有絲分裂進(jìn)程[3]。最近研究發(fā)現(xiàn)，TPX2在許多癌癥，如胃癌、乳腺癌、卵巢癌、膀胱癌和黑色素瘤等中的表達(dá)高度異常，癌組織與癌旁組織相比，TPX2表達(dá)水平顯著升高，且其過(guò)表達(dá)與癌癥預(yù)后不良密切相關(guān)[4-8]。因此，本文就TPX2與多種腫瘤的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 TPX2概述

TPX2是最初發(fā)現(xiàn)于非洲爪蟾卵母細(xì)胞中的一種分子質(zhì)量為100 kDa，嚴(yán)格受細(xì)胞周期調(diào)控的細(xì)胞核蛋白，與人類(lèi)功能蛋白具有高度同源性。TPX2定位于人類(lèi)染色體20q11.2，全長(zhǎng)2 501 bp，編碼的蛋白質(zhì)由747個(gè)氨基酸殘基組成，結(jié)構(gòu)高度保守[9-10]。研究發(fā)現(xiàn)TPX2調(diào)控有絲分裂關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑Aurora-A的激活和定位，TPX2的NH2末端可以與Aurora-A的COOH末端催化結(jié)構(gòu)域直接相互作用，激活并調(diào)節(jié)Aurora-A激酶活性[11-12]。在人體細(xì)胞中，TPX2通過(guò)和Aurora-A激酶相互作用在有絲分裂過(guò)程中維持紡錘體的正確長(zhǎng)度[13-14]。此外，TPX2通過(guò)調(diào)控GTP酶(RanGTP)-Importin-α/β解離，參與微管成核、影響紡錘體形成過(guò)程，并通過(guò)減少微管組裝錯(cuò)誤頻率及降低微管解聚速率來(lái)維持紡錘體的穩(wěn)定[15-17]。

然而近年來(lái)多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)TPX2基因具有癌基因的特性，TPX2的過(guò)表達(dá)與一些惡性腫瘤的分級(jí)、分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)以及預(yù)后不良有關(guān)[4，18-19]。這些研究結(jié)果與基因組不穩(wěn)定的腫瘤相符，后者通常是預(yù)后較差的惡性腫瘤[20]。通過(guò)構(gòu)建短發(fā)卡RNA(short hairpin RNA，shRNA)文庫(kù)沉默TPX2基因表達(dá)，可抑制腫瘤細(xì)胞體內(nèi)外增殖能力，提示TPX2可作為潛在干預(yù)腫瘤治療策略的靶基因之一[21]。

2 TPX2與腫瘤的研究

2.1 TPX2基因與消化系統(tǒng)腫瘤

Liu等[22]對(duì)多個(gè)基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)集進(jìn)行綜合分析，篩選胃癌和正常胃組織樣本間差異表達(dá)的基因并通過(guò)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)互作圖譜和Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型分析確定了與胃癌發(fā)病機(jī)制和預(yù)后有關(guān)的關(guān)鍵基因。研究發(fā)現(xiàn)TPX2是篩選出的中樞基因(TOP2A、COL1A1、COL1A2、NDC80、COL3A1、CDKN3、CEP55、TPX2和TIMP1)之一，這些基因可能和胃癌的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。Tomii等[4]對(duì)290例胃癌患者使用免疫組織化學(xué)染色檢查T(mén)PX2蛋白的表達(dá)情況，其中有123例(42.4%)胃癌組織存在TPX2蛋白過(guò)表達(dá)，分析19例配對(duì)胃癌組織和癌旁組織中的信使RNA(mRNA)水平發(fā)現(xiàn)，胃癌組織中TPX2的mRNA水平顯著高于配對(duì)癌旁組織。同時(shí)，TPX2過(guò)表達(dá)與患者年齡、組織學(xué)類(lèi)型、腫瘤浸潤(rùn)深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和分期以及腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)有關(guān)。這些結(jié)果提示TPX2的過(guò)表達(dá)與胃癌的進(jìn)展和較低的生存率有關(guān)。Hsu等[23]發(fā)現(xiàn)38例原發(fā)性肝癌中有16例(42%)存在TPX2蛋白表達(dá)升高，且TPX2過(guò)表達(dá)與腫瘤分期、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及預(yù)后不良有關(guān)。沉默TPX2基因表達(dá)可抑制癌細(xì)胞的增殖和下調(diào)細(xì)胞周期蛋白A(Cyclin A)、細(xì)胞周期蛋白E(Cyclin E)和細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶2(Cyclin-dependent kinase 2，CDK2)蛋白的表達(dá)，導(dǎo)致DNA損傷，有絲分裂過(guò)程受阻和多核形成，從而阻滯癌細(xì)胞中的G2/M周期轉(zhuǎn)變。因此，TPX2基因可能是治療肝癌的新靶標(biāo)。

2.2 TPX2基因與呼吸系統(tǒng)腫瘤

肺癌是當(dāng)前我國(guó)發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤[24]。該病在全球同樣具有發(fā)病率高、致死率高、復(fù)發(fā)率高及生存期短等特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅著人類(lèi)健康。一項(xiàng)研究分析了392例非小細(xì)胞肺癌患者中和有絲分裂相關(guān)的AURKA、DLGAP5、TPX2、KIF11和CKAP5這五個(gè)基因的表達(dá)關(guān)系，結(jié)果顯示與相應(yīng)的正常肺組織相比，每個(gè)基因在腫瘤組織中均過(guò)表達(dá)，且表達(dá)量與總生存期(OS)呈負(fù)相關(guān)。同時(shí)，在細(xì)胞分裂過(guò)程中，五種有絲分裂相關(guān)蛋白與紡錘體存在共定位現(xiàn)象[25]。劉瑩等[26]研究表明TPX2-shRNA增強(qiáng)肺腺癌A549細(xì)胞對(duì)化療藥物紫杉醇的敏感性。Yang等[27]對(duì)TPX2在肺鱗癌放射治療中的研究表明，TPX2過(guò)表達(dá)降低了肺鱗癌NCI-H226細(xì)胞株的輻射敏感性并抑制了細(xì)胞凋亡，而TPX2敲低增強(qiáng)了肺鱗癌SK-MES-1細(xì)胞株的放射敏感性，在暴露于輻射后促進(jìn)細(xì)胞凋亡。在體內(nèi)研究中，敲低TPX2和輻射的組合顯著抑制了腫瘤增殖，減輕了腫瘤重量，腫瘤組織中的TPX2表達(dá)降低，誘導(dǎo)裸鼠荷瘤細(xì)胞凋亡，而TPX2的過(guò)表達(dá)則起到相反的效果。研究證實(shí)TPX2與細(xì)胞抗輻射能力相關(guān)。

2.3 TPX2基因與神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤

腦膠質(zhì)瘤是成人中最具侵襲性的原發(fā)性腦腫瘤，盡管神經(jīng)膠質(zhì)瘤的治療策略有所改善，但其死亡率仍然很高，是癌癥相關(guān)死亡的主要原因之一。因此尋找新的治療手段迫在眉睫。李賓等[28]研究發(fā)現(xiàn)TPX2蛋白在腦膠質(zhì)細(xì)胞瘤中呈陽(yáng)性表達(dá)，其表達(dá)水平與腦膠質(zhì)瘤級(jí)別及生存時(shí)間具有顯著相關(guān)性。在膠質(zhì)瘤組織中，TPX2在mRNA及蛋白表達(dá)水平均顯著上調(diào)并且TPX2在高級(jí)別膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)水平要顯著高于低級(jí)別膠質(zhì)瘤。Gu等[29]研究發(fā)現(xiàn)TPX2在許多膠質(zhì)瘤細(xì)胞株中過(guò)表達(dá)，TPX2過(guò)表達(dá)可促進(jìn)細(xì)胞增殖，G0/G1期減少，增強(qiáng)腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞株U251、U87的侵襲能力。TPX2的過(guò)表達(dá)還增強(qiáng)了AKT的磷酸化，同時(shí)細(xì)胞周期抑制因子p21(Cell cycle inhibitor p21，p21)表達(dá)降低，細(xì)胞周期蛋白D1(Cyclin D1)和基質(zhì)金屬肽酶9(Matrix metalloproteinase 9，MMP9)的表達(dá)升高。Chen等[30]的研究發(fā)現(xiàn)miR-1294通過(guò)直接靶向TPX2抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤增殖并增強(qiáng)神經(jīng)膠質(zhì)瘤對(duì)替莫唑胺的化療藥物敏感性。

2.4 TPX2基因與女性生殖系統(tǒng)及乳腺腫瘤

卵巢癌是女性生殖系統(tǒng)中常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，早期起病隱匿、進(jìn)展快，其發(fā)病率和死亡率在婦科腫瘤中均高居前列。郟愛(ài)華等[31]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，下調(diào)TPX2基因表達(dá)可以通過(guò)活化凋亡相關(guān)蛋白Caspase-3，抑制B淋巴細(xì)胞瘤-2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)、增殖細(xì)胞核抗原PCNA的表達(dá)以及激活STAT3信號(hào)通路，抑制卵巢癌細(xì)胞增殖及克隆形成能力，促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞凋亡。Glaser等[32]研究發(fā)現(xiàn)TPX2在子宮內(nèi)膜癌組織中顯著過(guò)表達(dá)，且與患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)以及預(yù)后密切相關(guān)。Jiang等[33]對(duì)97例三陰性乳腺癌患者的臨床預(yù)后和TPX2蛋白表達(dá)水平之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果表明TPX2蛋白在幾乎所有三陰性乳腺癌患者中均過(guò)表達(dá)。同時(shí)，TPX2蛋白水平升高與三陰性乳腺癌患者的預(yù)后顯著相關(guān)，包括較差的無(wú)進(jìn)展生存期(Progression-free survival，PFS)和OS，TPX2的表達(dá)是OS的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。另有研究發(fā)現(xiàn)在乳腺癌細(xì)胞株中靶向沉默TPX2會(huì)顯著降低PI3K和磷酸化Akt(p-Akt)的表達(dá)水平，并顯著增加p21的表達(dá)，同時(shí)該研究還發(fā)現(xiàn)干擾TPX2可觸發(fā)并激活p53通路[34]。因此，TPX2有望成為未來(lái)三陰性乳腺癌患者的治療靶標(biāo)。

2.5 TPX2基因與其它系統(tǒng)腫瘤

有研究顯示，與配對(duì)的正常組織相比，膀胱癌組織中的TPX2在mRNA和蛋白質(zhì)水平上均上調(diào)，且TPX2與膀胱癌的轉(zhuǎn)移和預(yù)后有關(guān)[7]。Glaser等[32]研究發(fā)現(xiàn)TPX2 mRNA的過(guò)表達(dá)與透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌的分化程度、轉(zhuǎn)移、較差的OS和無(wú)復(fù)發(fā)生存期(Recurrence-free survival，RFS)相關(guān)，證實(shí)TPX2是復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。Yao等[8]分析了7例正常皮膚樣本和45例黑色素瘤樣本以及黑素瘤細(xì)胞系，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)TPX2基因在mRNA水平和蛋白水平均過(guò)表達(dá)。TPX2基因過(guò)表達(dá)可促進(jìn)黑色素瘤細(xì)胞的增殖能力，且雙熒光素酶報(bào)告證實(shí)miR-330-3p通過(guò)負(fù)調(diào)節(jié)TPX2的表達(dá)來(lái)抑制黑素瘤細(xì)胞的增殖，提示miR-330-3p/TPX2通路可能是黑色素瘤的潛在治療靶標(biāo)。

3 小結(jié)與展望

近年來(lái)越來(lái)越多研究表明，TPX2基因在多種腫瘤中過(guò)表達(dá)，參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展，同時(shí)影響患者的預(yù)后。因此，TPX2有望成為多種腫瘤新的診療靶標(biāo)。但其功能及作用機(jī)制十分復(fù)雜，其中的很多分子機(jī)制仍然未知，需要進(jìn)一步的研究及闡明。