CDCA2在腫瘤中的研究進(jìn)展

曹金玉，陳敏洋，柯小林，劉繁榮

細(xì)胞分裂周期相關(guān)蛋白2(cell devision cycle associated 2, CDCA2)是與細(xì)胞周期有關(guān)的一種蛋白，CDCA2基因在人類(lèi)基因組8號(hào)染色體上[1-3]。因CDCA2可以協(xié)同蛋白磷酸酶1(protein phosphatase 1, PP1)在細(xì)胞的有絲分裂過(guò)程中共同發(fā)揮作用[3-4]，故CDCA2蛋白又名為RepoMan(recruits PP1 onto mitotic chromatin at anaphase)。研究表明，CDCA2可參與核膜重組[5]、染色質(zhì)重塑[6]、DNA損傷修復(fù)[7]等過(guò)程；還可影響腫瘤細(xì)胞周期、凋亡和增殖等生物學(xué)功能[8-11]。因此，CDCA2有望成為一個(gè)重要的腫瘤分子治療靶點(diǎn)，該文就CDCA2在腫瘤中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 CDCA2簡(jiǎn)述

細(xì)胞分裂周期相關(guān)蛋白(cell devision cycle associated, CDCA)是與細(xì)胞周期有關(guān)的一種蛋白，CDCA基因共有CDCA1～8八個(gè)家族成員[12]。CDCA2是2006年由Trinkle-Mulcahy等[4]首次發(fā)現(xiàn)，其是一種新發(fā)現(xiàn)的、與細(xì)胞周期有關(guān)的蛋白。CDCA2基因位于人類(lèi)基因組8號(hào)染色體上，該基因有15個(gè)外顯子[3-4]。Trinkle-Mulcahy等[4]首次將CDCA2蛋白分離出來(lái)，CDCA2蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量為11.3×104，由1 023個(gè)氨基酸組成。CDCA2蛋白有N和C端兩個(gè)染色體靶向結(jié)構(gòu)域，N、C兩端分別在細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中的不同時(shí)間和空間扮演著不同角色?，F(xiàn)有研究表明，一方面CDCA2可參與核膜重組、染色質(zhì)重塑、DNA損傷和DNA修復(fù)等過(guò)程；另一方面CDCA2調(diào)控AKT/CCND1、p53、PI3K/AKT、HIF-1a等多種信號(hào)通路，進(jìn)而參與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[13-17]。

2 CDCA2與腫瘤的關(guān)系

研究表明CDCA2在多種腫瘤中均高表達(dá)，并在腫瘤中發(fā)揮重要作用。明確CDCA2在肝細(xì)胞肝癌、腎透明細(xì)胞癌、肺腺癌、結(jié)直腸癌、食管鱗狀細(xì)胞癌和前列腺癌等多種惡性腫瘤中的表達(dá)及其作用機(jī)制，對(duì)腫瘤的早期診斷、分子靶點(diǎn)治療和預(yù)后均可提供新的理論依據(jù)。

2.1 CDCA2與肝細(xì)胞癌原發(fā)性肝癌是常見(jiàn)的發(fā)病率和病死率均高的惡性腫瘤，其最常見(jiàn)的亞型是肝細(xì)胞癌[18-19]。多項(xiàng)研究表明：CDCA2可通過(guò)多種信號(hào)通路調(diào)控肝細(xì)胞癌。Li等[13]研究證實(shí)CDCA2在肝細(xì)胞癌中高表達(dá)，CDCA2低表達(dá)可下調(diào)CCND1進(jìn)而影響細(xì)胞周期G1/S期，該研究證明CDCA2是通過(guò)激活A(yù)KT/CCND1信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖過(guò)程。羅金武等[20]發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞癌中CDCA2呈高表達(dá)，與患者年齡、TNM分期、臨床分期、病理分級(jí)、AFP值均有關(guān)，與患者性別、N分期、肝功能分級(jí)無(wú)關(guān)，此研究也證實(shí)CDCA2與患者無(wú)復(fù)發(fā)生存率密切相關(guān)，CDCA2高表達(dá)患者的預(yù)后不佳。Yu等[14]發(fā)現(xiàn)CDCA2與病理分級(jí)和TNM分期呈正相關(guān)。Yu等[14]和Wu等[15]發(fā)現(xiàn)CDCA2可能通過(guò)多種信號(hào)通路(p53、NF-κB、PI3K-AKT、hippo)調(diào)控肝細(xì)胞癌的發(fā)生。Wang等[21]研究顯示：CDCA2與肝細(xì)胞癌中的甲基化和免疫浸潤(rùn)的相關(guān)。

2.2 CDCA2與腎透明細(xì)胞癌腎透明細(xì)胞癌是腎癌的最常見(jiàn)亞型[19-22]。Li等[23]通過(guò)TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)，CDCA2在腎癌組織中表達(dá)上調(diào)。隨后細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了CDCA2在腎癌細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)。為深入研究CDCA2在腎癌細(xì)胞中的生物學(xué)功能和具體的作用機(jī)制，將腎透明細(xì)胞癌細(xì)胞786-O和CAKI-1轉(zhuǎn)染脂質(zhì)體si-CDCA2，沉默CDCA2后癌細(xì)胞的生長(zhǎng)受抑制；沉默CDCA2后CDK4和Cyclin D1等周期蛋白的表達(dá)降低；敲低CDCA2可增加786-O和CAKI-1細(xì)胞凋亡的比例，BCL-2蛋白表達(dá)顯著降低。綜上所述，CDCA2在腎透明細(xì)胞癌中扮演致癌因子的作用，參與腫瘤細(xì)胞的增殖、周期和凋亡等過(guò)程。

2.3 CDCA2與肺腺癌肺癌是全球發(fā)病率和病死率均高居首位的惡性腫瘤，其病理學(xué)類(lèi)型以腺癌最常見(jiàn)[19,24]。肺腺癌通常是源于周?chē)谓M織，與患者吸煙關(guān)系不大[25]。Shi等[11]應(yīng)用TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR和Western blot實(shí)驗(yàn)檢測(cè)CDCA2在肺腺癌組織和細(xì)胞中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)CDCA2在肺腺癌組織和細(xì)胞中均呈高表達(dá)；利用CCK-8實(shí)驗(yàn)、Western blot實(shí)驗(yàn)、平板克隆實(shí)驗(yàn)得出：過(guò)表達(dá)CDCA2能通過(guò)上調(diào)CCNE1促進(jìn)肺腺癌細(xì)胞增殖，影響細(xì)胞周期G1期，但并不影響其凋亡過(guò)程；構(gòu)建體外裸鼠成瘤模型結(jié)果表明，沉默CDCA2可抑制腫瘤的生長(zhǎng)。多變量Cox回歸分析表明，CDCA2可能是肺腺癌患者潛在的獨(dú)立預(yù)后因素之一。提示CDCA2在肺腺癌中扮演著致癌因子的作用，其可能是一種新的肺腺癌預(yù)后生物標(biāo)志物。

2.4 CDCA2與結(jié)直腸癌結(jié)直腸癌是常見(jiàn)的原發(fā)于結(jié)腸和(或)直腸的消化道惡性腫瘤，是導(dǎo)致患者死亡的主要原因之一[26]。Feng等[16]通過(guò)TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)，CDCA2在結(jié)直腸癌組織中表達(dá)上調(diào)，CDCA2高表達(dá)與結(jié)直腸癌腫瘤大小和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，而與患者年齡、原發(fā)灶部位無(wú)關(guān)；利用流式細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CDCA2可上調(diào)CCND1表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)程；通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量PCR、Western blot、免疫組化、CCK-8、平板克隆、小鼠成瘤模型等體內(nèi)、體外多種實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CDCA2可能以CCND1為靶點(diǎn)，通過(guò)激活PI3K/AKT信號(hào)通路促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖。

2.5 CDCA2與食管鱗狀細(xì)胞癌食管癌是食管上皮來(lái)源的惡性腫瘤，主要分為鱗狀細(xì)胞癌和腺癌，以鱗狀細(xì)胞癌更常見(jiàn)[27]。Xu等[28]通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)，CDCA2在食管鱗狀細(xì)胞癌組織中表達(dá)上調(diào)；應(yīng)用Western blot實(shí)驗(yàn)和實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析食管鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞系中CDCA2蛋白和mRNA的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，食管鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中CDCA2也存在高表達(dá)，特別是KYSE450和TE13細(xì)胞。研究者為確定CDCA2促進(jìn)食管鱗狀細(xì)胞癌抗輻射方面的重要作用，構(gòu)建CDCA2相關(guān)慢病毒shRNA敲除細(xì)胞系KYSE450和TE13，細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種細(xì)胞系中CDCA2表達(dá)均下調(diào)。生物學(xué)功能進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CDCA2與食管鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞增殖和周期密切相關(guān)，CDCA2可調(diào)控細(xì)胞周期G2/M期阻滯，進(jìn)一步影響食管鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞的抗輻射能力。小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了在食管鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中下調(diào)CDCA2可以抑制細(xì)胞增殖，提高腫瘤輻射敏感性。綜上所述，CDCA2可以調(diào)控食管鱗狀細(xì)胞癌的腫瘤生長(zhǎng)，其是一個(gè)潛在的輻射增敏分子靶點(diǎn)。

2.6 CDCA2與前列腺癌前列腺癌是發(fā)生于前列腺上皮細(xì)胞的惡性腫瘤，是男性泌尿系統(tǒng)常見(jiàn)的腫瘤。Zhang等[17]使用RNA測(cè)序法檢測(cè)前列腺癌細(xì)胞株和正常前列腺組織發(fā)現(xiàn)，CDCA1～5在前列腺癌細(xì)胞系中表達(dá)上調(diào)，實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)結(jié)果與RNA測(cè)序結(jié)果一致；運(yùn)用免疫組化檢測(cè)前列腺癌組織中CDCA2蛋白表達(dá)，分析CDCA2與臨床病理特征的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，CDCA2與前列腺癌腫瘤進(jìn)展呈正相關(guān)。敲低CDCA2可抑制癌細(xì)胞的增殖活性，增加細(xì)胞凋亡。裸鼠移植瘤體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明：CDCA2低表達(dá)可抑制裸鼠體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)。分析現(xiàn)有的ChIP測(cè)序和RNA測(cè)序結(jié)果以及相關(guān)文獻(xiàn)表明：CDCA2是缺氧信號(hào)通路的靶點(diǎn)，提示CDCA2可能通過(guò)調(diào)控HIF-1a/SMAD3信號(hào)通路進(jìn)而參與調(diào)控前列腺癌的發(fā)生、發(fā)展。

2.7 CDCA2與其它腫瘤除上述腫瘤外，CDCA2在黑色素瘤、乳腺癌、鼻咽癌、胰腺導(dǎo)管腺癌、卵巢上皮癌、膀胱癌、神經(jīng)母細(xì)胞瘤等多種腫瘤中均表達(dá)上調(diào)。Jin等[29]研究證實(shí)過(guò)表達(dá)CCAD1可促使CDCA2刺激黑色素瘤細(xì)胞的遷移能力，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展。矯璐宇等[30]的研究表明：沉默CDCA2可抑制細(xì)胞的增殖活性與克隆形成率，誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞調(diào)亡，抑制腫瘤生長(zhǎng)。羅玉珍[3]的實(shí)驗(yàn)表明：CDCA2可能通過(guò)促進(jìn)鼻咽癌細(xì)胞增殖和抑制鼻咽癌細(xì)胞凋亡來(lái)發(fā)揮促癌因子的作用。王夢(mèng)一等[8]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：CDCA2可通過(guò)調(diào)控細(xì)胞周期過(guò)程調(diào)控胰腺導(dǎo)管腺癌的發(fā)生。另有研究表明[9]，卵巢上皮癌中CDCA2可能通過(guò)抗凋亡和促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)程促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展，提示其可能是卵巢上皮癌的一個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)。Sugawara等[31]研究結(jié)果表明，在膀胱癌中下調(diào)CDCA2可抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖活性，提示CDCA2在膀胱癌中發(fā)揮促癌因子作用。Krasnoselsky等[32]研究顯示：CDCA2基因在侵襲性神經(jīng)母細(xì)胞瘤中過(guò)表達(dá)，提示CDCA2上調(diào)可能和侵襲性神經(jīng)母細(xì)胞瘤的發(fā)生有關(guān)。另外，Xing等[33]發(fā)現(xiàn)CDCA2是胰腺腺癌不良預(yù)后的危險(xiǎn)因素之一。羅倩等[34]發(fā)現(xiàn)CDCA2高表達(dá)胃癌患者的預(yù)后較好，推測(cè)CDCA2在胃癌組織中可能是通過(guò)HER-2信號(hào)通路發(fā)揮作用，但其在胃癌中的具體機(jī)制有待深入研究。

3 結(jié)語(yǔ)

迄今為止，關(guān)于CDCA2的研究仍處于初級(jí)階段，一方面在組織、細(xì)胞水平檢測(cè)CDCA2表達(dá)和其對(duì)腫瘤的影響及CDCA2可能參與的調(diào)控機(jī)制，另一方面動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)證實(shí)CDCA2表達(dá)可影響腫瘤生長(zhǎng)[35]。CDCA2可通過(guò)調(diào)控AKT/CCND1、p53、PI3K/AKT、HIF-1a、HER-2、缺氧等多種信號(hào)通路發(fā)揮致癌或抑癌因子作用；此外，CDCA2可能通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性RNA轉(zhuǎn)錄后調(diào)控模式進(jìn)而參與腫瘤的發(fā)生[36]。研究表明，CDCA2表達(dá)與腫瘤分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、病理分級(jí)、臨床分期呈正相關(guān)，而與患者性別、原發(fā)腫瘤部位無(wú)關(guān)。然而，CDCA2表達(dá)與患者年齡和總生存期的相關(guān)性在不同腫瘤中有不同結(jié)果。在結(jié)直腸癌中CDCA2表達(dá)與患者年齡無(wú)關(guān)[16]，而在肝細(xì)胞癌中CDCA2表達(dá)與患者年齡有關(guān)[20]。在肺腺癌和肝細(xì)胞癌中CDCA2表達(dá)與患者總生存時(shí)間呈負(fù)相關(guān)[11,15]，而在胃癌中兩者呈正相關(guān)[34]。關(guān)于CDCA2表達(dá)與肝細(xì)胞癌中N分期的相關(guān)性也有不同結(jié)果，羅金武等[20]研究認(rèn)為CDCA2表達(dá)與N分期無(wú)關(guān)，而Yu等[14]發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)CDCA2與TNM分期相關(guān)。

總之，目前對(duì)CDCA2認(rèn)知較淺，其在多種腫瘤中的調(diào)控機(jī)制、臨床病理特征等的相關(guān)性還有待多種實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，隨著對(duì)CDCA2的深入研究，其有望成為腫瘤的分子治療靶點(diǎn)和預(yù)后標(biāo)志物。