泛素結(jié)合酶10與腫瘤發(fā)生發(fā)展關(guān)系的研究進展△

孫冠鐸，李學東

哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院泌尿外科，哈爾濱 150000

泛素-蛋白酶體途徑（ubiquitin-proteasome pathway，UPP）是一種廣泛存在于真核細胞中的非溶酶體蛋白降解途徑，調(diào)節(jié)多種蛋白的表達和降解，對于維持細胞內(nèi)蛋白的穩(wěn)定具有重要的作用。該途徑由泛素、泛素活化酶、泛素結(jié)合酶、泛素-蛋白連接酶等組成。其中，泛素結(jié)合酶10（ubiquitinconjugating enzyme 10，UBCH10）又稱泛素偶聯(lián)酶E2C（ubiquitin conjugating enzyme E2 C，UBE2C），是泛素結(jié)合酶E2家族的成員，是用于細胞周期調(diào)控（細胞有絲分裂、紡錘體形成等）的重要調(diào)節(jié)器。UBCH10因在各種惡性腫瘤中異常高表達而受到廣泛的關(guān)注，目前，其在乳腺癌、結(jié)腸癌、胃癌、卵巢癌、肝癌、淋巴瘤等多種腫瘤中高表達，且與腫瘤分期呈正相關(guān)[1-2]，有望成為新的腫瘤標志物、預后預測因子和治療靶點。本文就2010年來UBCH10在腫瘤中的研究進展進行簡要綜述。

1 UBCH10分子結(jié)構(gòu)及相關(guān)機制

UBCH10蛋白由179個氨基酸組成，分子量約為19.6 kD，基因定位于第20號染色體q12.13上，基因開放讀碼框架長度約780 bp。UBCH10通過其UBC域與多聚環(huán)泛素連接酶E3后期促進復合物（anaphase-promoting complex，APC）結(jié)合形成復合體，從而啟動UPP的降解過程[3]。有研究顯示，APC的環(huán)狀結(jié)構(gòu)也可以起到激活UBCH10的作用[4]。UPP降解的底物主要是有絲分裂過程中產(chǎn)生的一些重要的細胞周期蛋白。當UBCH10過表達時，其通過UPP降解細胞周期蛋白，導致染色體不穩(wěn)定性增加和錯誤分離，產(chǎn)生染色體含量異常的非整倍體后代細胞，最終誘導腫瘤的發(fā)生。

目前，有學者對細胞周期蛋白B1（cyclin B1）的降解過程進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，降解的關(guān)鍵在于cyclin B1是在UBCH10的催化下完成了多重泛素化，正是這一改變，使cyclin B1被蛋白酶體所識別與降解[5]。而這一降解過程在絕大多數(shù)體細胞中可以被早期有絲分裂抑制蛋白1（early mitotic inhibitor 1，Em i1）調(diào)控，從而保證不同細胞周期轉(zhuǎn)變的正確順序和時間[3]。Wang和Kirschner[6]的研究表明，Em i1是通過有效地抑制UBCH10催化鏈的生成從而調(diào)控cyclin B1的降解過程。而在早期胚胎、精母細胞和成熟的卵母細胞中，降解過程則是由早期有絲分裂抑制蛋白2（early m itotic inhibitor 2，Em i2）調(diào)控完成的。Shoji等[7]在對Em i2的研究中發(fā)現(xiàn)，在APC/C的ANAPC2、ANAPC11亞復合物的催化作用下，Em i2的ZBR片段可以與UBCH10結(jié)合，從而抑制體外泛素鏈的延伸。早期有絲分裂抑制蛋白對UBCH10的這一調(diào)控作用可能為腫瘤的治療提供新的思路。

在對APC共激活因子亞基Cdc20的研究中也有了新的發(fā)現(xiàn)。Chang等[8]研究發(fā)現(xiàn)，Cdc20除了可以調(diào)節(jié)APC的活性外，也可以增強UBCH10的泛素化活性。Nath等[9]研究發(fā)現(xiàn)，Cdc20和UBCH10在許多腫瘤中過表達，此表達情況與紡錘體組裝檢查點（spindle assembly checkpoint，SAC）的功能存在缺陷有關(guān)。雖然兩者關(guān)系的確切機制尚不清楚，但目前可以確定的是，Cdc20的轉(zhuǎn)錄可以上調(diào)UBCH10的表達，并且與Cdc20的WD40域密切相關(guān)。而A lfieri等[10]的研究證實了SAC的重要作用，SAC上的BubR1亞基不但可以阻礙APC與Cdc20亞基的結(jié)合，還可以阻礙APC與UBCH10的結(jié)合。

2 UBCH10與腫瘤的關(guān)系

自發(fā)現(xiàn)UBCH10在多種惡性腫瘤中高表達后，UBCH10受到了越來越多的關(guān)注。近年來，關(guān)于對UBCH10的研究，除了涉及到對已發(fā)現(xiàn)的與UBCH10具有相關(guān)性的腫瘤進行進一步的探究外，研究已擴展至更多的疾病類型或者腫瘤亞型。

Jiang等[11]的研究顯示，UBCH10的表達水平與腦膜瘤分級有關(guān)（P＜0.05），并且有望成為腦膜瘤復發(fā)的預測因子。Cai等[12]則在對腦膜瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，RIZ1的表達與腦膜瘤的發(fā)展密切相關(guān)，RIZ1可以以c-myc依賴的方式調(diào)控UBCH10的表達。Zhao等[13]發(fā)現(xiàn)UBCH10可以作為胰腺導管腺癌患者預后不良的獨立預測因子。Matsumoto等[14]研究發(fā)現(xiàn)，UBCH10高表達組的淋巴管侵犯、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和N期患者的所占比例均明顯高于UBCH10低表達組（P＜0.01）。Fristrup等[15]的一項研究表明，UBCH10的高表達與經(jīng)尿道切除術(shù)治療的膀胱癌患者的無進展生存期有關(guān)，這一結(jié)果與Morikawa等[16]的研究相符。在婦科腫瘤方面，Kefeli等[17]和林穎等[18]分別驗證了UBCH10在子宮內(nèi)膜癌和早期子宮頸癌中呈過表達的現(xiàn)象。Yang等[19]在胃癌細胞系中發(fā)現(xiàn)抑制UBCH10的表達可以抑制胃癌細胞的增殖，并使胃癌細胞對細胞凋亡更敏感。冷華平等[20]通過免疫組織化學染色法分析了骨肉瘤中甲硫腺苷磷酸化酶（methylthioadenosine phosphorylase，MTAP）和 UBCH10的表達情況，發(fā)現(xiàn)UBCH10在骨肉瘤組織中的陽性表達率明顯高于正常骨組織（P＜0.01），骨肉瘤組織中MTAP和UBCH10的表達呈負相關(guān)（r=-0.551，P＜0.05）。

近年來，對UBCH10在肺癌中表達情況的研究較為集中。Perrotta等[21]在一項回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，UBCH10的表達水平隨著腫瘤分化程度的降低而逐漸升高，并發(fā)現(xiàn)UBCH10可以作為肺癌的新型診斷標志物。Zhao等[22]則填補了UBCH10在非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中表達情況的研究空白，發(fā)現(xiàn)UBCH10表達與NSCLC患者的術(shù)后生存時間呈明顯負相關(guān)（P＜0.05）。Pallante等[23]的研究結(jié)果顯示，與正常肺組織相比，UBCH10在NSCLC組織中過表達。在病理類型方面，鱗狀細胞癌和大細胞癌患者的UBCH10水平均高于腺癌患者（P＜0.05）；在基因突變方面，UBCH10的表達分別與p53突變和EGFR突變呈正相關(guān)和負相關(guān)。另外，UBCH10也能夠正向調(diào)節(jié)肺癌細胞的遷移。van Ree等[24]在實驗中構(gòu)建了UBCH10過表達小鼠模型，為研究UBCH10過表達與腫瘤之間的關(guān)系提供了更加直接的證據(jù)。實驗結(jié)果顯示，UBCH10過表達可以促進多種腫瘤的發(fā)生，包括肺腺瘤、肺腺癌、肝腺瘤、肝腺癌、淋巴瘤、皮膚腫瘤和脂肪瘤。尤其需要提到的是，在所有類型的轉(zhuǎn)基因小鼠中均發(fā)現(xiàn)存在肺癌，并且在UBCH10高表達型小鼠中更常見；研究人員之后針對人肺癌標本進行了分析，發(fā)現(xiàn)UBCH10在人類肺腺癌和鱗狀細胞癌中的表達水平亦較高，由此推測UBCH10在人類肺腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中可能起到一定的作用。上述研究為UBCH10作為肺癌的新型診斷及預后預測標志物提供了更充分的理論依據(jù)。

Cacciola等[25]研究驗證了UBCH10可以作為結(jié)直腸癌的預后標志物。而Pellino等[26]對UBCH10在老年結(jié)直腸癌中的作用進行了研究，不但發(fā)現(xiàn)了沉默UBCH 10可以同其他療法產(chǎn)生協(xié)同作用，還發(fā)現(xiàn)UBCH10的表達與結(jié)直腸癌患者的年齡可能有關(guān)，UBCH10蛋白的表達水平在年齡為65歲以下的患者中相對較高，當患者的年齡超過65歲，UBCH10的表達水平則降低。研究人員隨后對腫瘤組織及癌旁組織中的UBCH10進行了蛋白質(zhì)表達分析，發(fā)現(xiàn)當腫瘤組織中UBCH10相對表達量＜7時，UBCH10不會對腫瘤的進展產(chǎn)生明顯的影響。相反，在高表達的情況下，UBCH10在結(jié)直腸癌的發(fā)展中扮演的是腫瘤驅(qū)動因子的角色，對于腫瘤的生長和發(fā)展是必不可少的。

3 UBCH10與腫瘤治療

UBCH10對腫瘤發(fā)生、發(fā)展的促進作用引起了學者對其作為腫瘤治療靶點的研究興趣。Wang等[27]研究發(fā)現(xiàn)，慢病毒介導的UBCH10靶向RNAi，并通過降低Ki-67和基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metallo proteinase，MMP）的表達水平，抑制細胞的生長，從而減少集落的形成，抑制人類骨肉瘤細胞的侵襲和遷移，表明UBCH10可能是治療骨肉瘤的潛在靶標。在關(guān)于UBCH10在肺癌[23]、結(jié)直腸癌[28]、腦膠質(zhì)瘤[29]中作用的研究中，也同樣發(fā)現(xiàn)UBCH10靶向的RNAi抑制腫瘤細胞遷移的現(xiàn)象。

抑制UBCH10的表達還表現(xiàn)出與其他治療方案的協(xié)同作用或恢復腫瘤的治療敏感性。Li等[30]研究發(fā)現(xiàn)，UBCH10在結(jié)直腸癌組織中呈高表達，抑制UBCH10的表達不僅可明顯降低腫瘤細胞的增殖和侵襲能力，還可與鈣蛋白酶抑制劑1的細胞凋亡效應(yīng)產(chǎn)生協(xié)同治療作用。Wang等[31]的研究發(fā)現(xiàn)，沉默UBCH 10可增強雙重耐藥乳腺癌細胞對表柔比星和多西紫杉醇的化學敏感性，通過蛋白質(zhì)含量分析發(fā)現(xiàn)，其機理可能與抑制Ki-67和cyclin D1的表達，及損害化療藥物誘導的Bcl-2和MDR-1的增加有關(guān)，但是其分子機制仍需進一步研究。而Zhao等[22]的體外研究證明，抑制UBCH10表達增加了SK-MES-1肺癌細胞對吉西他濱或紫杉醇的敏感性。有研究證明，抑制UBE2C可以使宮頸癌細胞對輻射敏感[32]。Cacciola等[25]研究還發(fā)現(xiàn)UBCH10可能可以賦予結(jié)直腸癌細胞對伊立替康和西妥昔單抗治療的耐藥性，而與KRAS突變是否存在無關(guān)。沉默UBCH 10的表達后，腫瘤細胞對治療的敏感性可增強。

在多發(fā)性骨髓瘤的研究中，硼替佐米耐藥問題一直是研究的重點。有研究發(fā)現(xiàn)，微小RNA-63（m icroRNA-63，miRNA-63）/UBCH10/多重耐藥蛋白1（multiple drug-resistant protein 1，MDR1）通路與骨髓瘤細胞對硼替佐米的耐藥密切相關(guān)，miRNA-63的過表達可抑制UBCH10的產(chǎn)生，提高耐藥骨髓瘤細胞對硼替佐米的敏感性，為耐藥多發(fā)性骨髓瘤的治療提供了新的方向[33]。同時也提示了UBCH10在腫瘤中的作用，除了傳統(tǒng)通路外，可能還存在其他調(diào)節(jié)方式。

4 問題與展望

UPP對于維持細胞內(nèi)蛋白的動態(tài)平衡和維持正常的細胞周期具有重要的作用。而UBCH10作為UPP中重要的組成部分，受到了廣泛的關(guān)注。對UBCH10分子及通路的研究為UBCH10在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用提供了有力的依據(jù)。UBCH10的表達水平與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，其是腫瘤診斷或預后預測的潛在分子標志物，其中，UBCH10在肺癌中作用的研究值得進一步探究。首先，在骨肉瘤、肺癌、結(jié)腸癌、腦膠質(zhì)瘤等腫瘤的研究中，通過抑制UBCH10的表達，有效地控制了腫瘤的進展；更多的研究結(jié)果顯示抑制UBCH10的表達可與目前的腫瘤治療方案產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，或恢復腫瘤的治療敏感性，這為UBCH10作為腫瘤的潛在治療靶點提供了更多的證據(jù)。但是，目前除了關(guān)于其在肺癌中作用的研究相對完善外，其在其他類型腫瘤中的作用尚缺乏廣泛和系統(tǒng)的實驗證據(jù)，因此，開展進一步的臨床試驗和動物實驗是十分必要的。細胞的調(diào)控機制相當復雜，正如在多發(fā)性骨髓瘤中發(fā)現(xiàn)的miRNA-63/UBCH10/MDR1通路，為耐藥多發(fā)性骨髓瘤的治療提供了新的方向；在其他腫瘤中是否也同樣存在類似的通路，可能成為治療腫瘤、防治復發(fā)的另一個方向。另外，在UBCH10上下游通路調(diào)控機制的研究中發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)位點Em i1、Em i2和SAC能否成為抑制UBCH10過表達以及治療和預防腫瘤復發(fā)的新方向，也有待進一步深入探討。