中圖分類號(hào):R734.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2025.04.013
染色體乘客復(fù)合體(chromosomal passengercom-plex,CPC)作為有絲分裂關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,在維持基因組穩(wěn)定性中發(fā)揮著不可替代的作用。作為CPC核心組成成分的細(xì)胞分裂周期相關(guān)蛋白8(celldivisioncycleassociated8,CDCA8),不僅在紡錘體組裝、染色體分離等有絲分裂核心環(huán)節(jié)發(fā)揮核心作用,更通過(guò)異常表達(dá)參與惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。CDCA8通過(guò)調(diào)控細(xì)胞周期檢查點(diǎn)、影響表觀遺傳修飾、介導(dǎo)DNA損傷修復(fù)等多種途徑,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲轉(zhuǎn)移及化療抵抗。本綜述系統(tǒng)闡述CDCA8在惡性腫瘤中的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò),重點(diǎn)解析其通過(guò)PI3K/Akt/mTOR、 -catenin等信號(hào)通路介導(dǎo)腫瘤進(jìn)展的分子機(jī)制,并探討其作為新型生物標(biāo)志物和潛在治療靶點(diǎn)的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。
1 CDCA8概述
1.1CDCA8的基因結(jié)構(gòu)和功能CDCA8定位于1p34.2[1] ,其中包含11個(gè)外顯子以及10個(gè)內(nèi)含子,總長(zhǎng)度跨越 17kb ,cDNA總長(zhǎng)度 2319bp ,編碼由280個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)Borealin。Borealin與有絲分裂激酶B(AuroraB/AURKB)、內(nèi)部著絲粒蛋白(INCENP)生存素(survivin)共同組成CPC。Borea-lin與INCENP、survivin組成三維復(fù)合體,在將CPC定位到著絲粒上時(shí)起重要作用,Borealin雖然不與AuroraB直接相連,但通過(guò)與INCENP間接激活A(yù)u-roraB,促進(jìn)著絲粒與CPC靶向定位。此外2,在細(xì)胞分裂過(guò)程中,CDCA8穩(wěn)定紡錘體的分離并調(diào)控著
絲粒的動(dòng)態(tài)交換。
1.2CDCA8與CPC其他蛋白之間的相互作用在有絲分裂過(guò)程中[3],CPC的正確定位并發(fā)揮其功能可以由 Sgo1 驅(qū)動(dòng)。Sgo1與構(gòu)成CPC亞基之一的Borealin的二聚化結(jié)構(gòu)域直接相互作用。Borealin和PP2A磷酸酶復(fù)合物同時(shí)與Sgo1的卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域相結(jié)合,表明Sgo1通過(guò)整合AuroraB和PP2A的活性以調(diào)節(jié)AuroraB的底物磷酸化情況。ABAD 等[4]發(fā)現(xiàn)survivin無(wú)法單獨(dú)靶向結(jié)合核小體,需要通過(guò)CPC另外兩個(gè)亞基Borealin和INCENP才能進(jìn)行結(jié)合,并且Borealin和核小體之間的相互作用被破壞會(huì)導(dǎo)致染色體把CPC排除在外,從而引起染色體聚集缺失。Borealin、INCENP和survivin三者的螺旋結(jié)構(gòu)域結(jié)合[5],形成一個(gè)緊密的三螺旋結(jié)構(gòu),并對(duì)Au-roraB激酶的活性和定位進(jìn)行調(diào)控,他們之間的相互作用形成了功能上的相互依賴。因此,CDCA8的編碼蛋白Borealin是CPC的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,在有絲分裂中起重要作用。
2 CDCA8的作用機(jī)制
2.1CDCA8通過(guò)雌激素對(duì)乳腺癌的影響B(tài)U等[通過(guò)培養(yǎng)雌激素刺激和無(wú)雌激素刺激的乳腺癌細(xì)胞并檢測(cè)其CDCA8的表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)雌激素刺激下的CDCA8mRNA和蛋白表達(dá)水平下降,并且對(duì)雌激素作用的細(xì)胞,敲低其CDCA8表達(dá)水平,顯示細(xì)胞的增殖和集落形成受到抑制。分析無(wú)雌激素作用的乳腺癌細(xì)胞,發(fā)現(xiàn) 70% 的細(xì)胞在G1期停滯,而雌激素刺激下的細(xì)胞可以改變這種情況,同時(shí)敲低CDCA8的表達(dá)水平觀察細(xì)胞周期,發(fā)現(xiàn)無(wú)雌激素作用的細(xì)胞無(wú)影響,雌激素刺激的細(xì)胞會(huì)恢復(fù)細(xì)胞周期的分布情況。相反地,免疫組化結(jié)果顯示乳腺癌細(xì)胞中CDCA8的mRNA表達(dá)水平上調(diào)。說(shuō)明CD-CA8也可能作為雌激素刺激乳腺癌細(xì)胞的主要下游因子。一項(xiàng)生信分析的研究顯示[7],CDCA8mRNA在男性乳腺癌、浸潤(rùn)性乳腺癌中較正常乳腺組織表達(dá)水平上調(diào),且在雌激素受體陽(yáng)性、LuminalA型和LuminalB型乳腺癌患者中,CDCA8的過(guò)表達(dá)與乳腺癌患者預(yù)后差、生存率低有關(guān)。乳腺癌是受激素調(diào)控的癌癥,所以內(nèi)分泌治療是乳腺癌治療中重要的一環(huán)。CDCA8可以受雌激素調(diào)控,影響CDCA8可以作為治療乳腺癌的新思路。因此,CDCA8可能作為乳腺癌治療及預(yù)后評(píng)估有前途的新靶點(diǎn)。
2.2 CDCA8通過(guò)FOXM1對(duì)乳腺癌的影響
FOXM1作為一種潛在的致癌基因[8],在乳腺癌等多種惡性腫瘤中被發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)CDCA8是一種新的FOXM1相關(guān)基因[9],并在乳腺癌中高表達(dá)。分析來(lái)自O(shè)ncomine數(shù)據(jù)庫(kù)的信息發(fā)現(xiàn)FOXM1與CDCA8密切相關(guān)且運(yùn)用計(jì)算機(jī)分析進(jìn)一步證明CDCA8在乳腺癌組織中高表達(dá)并與三陰性表型顯著相關(guān)。通過(guò)免疫組化檢測(cè)CDCA8在乳腺癌組織中的表達(dá)水平,結(jié)果顯示上調(diào)的CDCA8在乳腺癌組織中與FOXM1表達(dá)、三陰性表型和較短的生存期呈正相關(guān)。而且,F(xiàn)OXM1與CDCA8在基因表達(dá)水平上的密切關(guān)聯(lián)支持CDCA8可能是FOXM1下游的有效因子。FOXM1-CDCA8基因表達(dá)異??赡茴A(yù)示乳腺癌預(yù)后不良。在乳腺癌的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中信號(hào)通路FOXM1-CDCA8可能發(fā)揮十分重要的作用。研究[0]發(fā)現(xiàn)CDCA8在乳腺癌組織中表達(dá)上調(diào),并與FOXM1高表達(dá)、三陰性乳腺癌以及生存期縮短有關(guān),并且CDCA8-FOXM1聯(lián)合表達(dá)比單個(gè)指標(biāo)表現(xiàn)出更高的風(fēng)險(xiǎn)比。因此,CDCA8-FOXM1共表達(dá)與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展相關(guān),并可能成為潛在的治療靶點(diǎn)。
2.3CDCA8通過(guò)MYBL2對(duì)卵巢癌的影響敲低卵巢癌中MYBL2的表達(dá)后,進(jìn)行MTT和集落形成試驗(yàn)[11],發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比,敲低MYBL2的癌細(xì)胞的生長(zhǎng)速率和集落形成能力下降,說(shuō)明MYBL2在卵巢癌中起促癌基因的作用。通過(guò)將shCDCA8轉(zhuǎn)染到卵巢癌細(xì)胞中以敲低CDCA8表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比沉默組卵巢癌細(xì)胞在觀察期間活細(xì)胞較少,并且集落形成和Transwell試驗(yàn)結(jié)果顯示沉默CDCA8顯著降低癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力。研究者[]通過(guò)在線數(shù)據(jù)庫(kù)檢索到靶向CDCA8啟動(dòng)子的潛在因子MYBL2,通過(guò)敲低或過(guò)表達(dá)MYBL2后觀察CDCA8的mRNA和蛋白表達(dá)情況,結(jié)果顯示,CDCA8隨MYBL2的敲低而降低,隨MYBL2的過(guò)表達(dá)而增加,同時(shí),通過(guò)PT-qPCR檢測(cè)卵巢癌細(xì)胞中MYBL2的表達(dá)譜,發(fā)現(xiàn)MYBL2在卵巢癌中顯著過(guò)表達(dá)。此外,通過(guò)在卵巢癌細(xì)胞中進(jìn)行ChIP-PCR確認(rèn)MYBL2可以直接與CDCA8轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游預(yù)測(cè)的潛在結(jié)合基序的CDCA8啟動(dòng)子結(jié)合。因此,MYBL2可以通過(guò)直接與卵巢癌細(xì)胞中的CDCA8啟動(dòng)子結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)CDCA8表達(dá)。這提示我們,通過(guò)靶向MYBL2-CDCA8通路,可能有助于檢測(cè)卵巢癌的治療效果及預(yù)后。
2.4CDCA8通過(guò)ERK通路對(duì)不同癌癥的影響蛋白質(zhì)印跡(Westemblot)分析細(xì)胞蛋白表達(dá)情況[12],發(fā)現(xiàn)敲低CDCA8基因可導(dǎo)致人子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞中ERK/Akt信號(hào)通路表達(dá)下調(diào),當(dāng)上調(diào)CDCA8基因時(shí)可使人子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞ERK/Akt信號(hào)通路表達(dá)增高。說(shuō)明CDCA8可通過(guò)調(diào)節(jié)ERK/Akt信號(hào)通路影響子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖。免疫印跡表明[13],CDCA8缺陷顯著抑制了肝細(xì)胞癌細(xì)胞中MEK和ERK的磷酸化;CDCA8過(guò)表達(dá)在肝細(xì)胞癌細(xì)胞中誘導(dǎo)MEK和ERK磷酸化;應(yīng)用MAPK抑制劑抑制MEK/ERK通路,并評(píng)估CDCA8過(guò)表達(dá)和對(duì)照組細(xì)胞的遷移及侵襲能力,結(jié)果顯示,對(duì)活化的MEK1/2和ERK1/2的抑制成功逆轉(zhuǎn)了CDCA8過(guò)表達(dá)引起的肝癌細(xì)胞的惡性行為,說(shuō)明CDCA8通過(guò)MEK/ERK通路增強(qiáng)肝癌細(xì)胞的腫瘤生長(zhǎng)和侵襲性。同時(shí)通過(guò)生信分析篩選出與CDCA8呈正相關(guān)的三個(gè)基因TPM3、NECAP2、USP13[14],使用MAPK抑制劑抑制MEK/ERK信號(hào)通路和靶向TPM3、NECAP2和USP13的siRNA進(jìn)行實(shí)驗(yàn):在CDCA8過(guò)表達(dá)細(xì)胞中,抑制MEK/ERK通路或敲低TPM3、NECAP2和USP13均可逆轉(zhuǎn)其促侵襲效應(yīng)。說(shuō)明CDCA8通過(guò)MEK/ERK通路上調(diào)TPM3、NECAP2和USP13可促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖和侵襲。此外,CDCA8的敲低還可以顯著抑制腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移。CDCA8的高表達(dá)被檢測(cè)為肝細(xì)胞癌預(yù)后較差的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。因此,CDCA8可通過(guò)調(diào)控ERK及其上下游影響惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展,可作為檢測(cè)子宮內(nèi)膜癌和肝細(xì)胞癌治療和預(yù)后評(píng)估的新靶點(diǎn)。
2.5CDCA8通過(guò)P53通路對(duì)不同癌癥的影響
CDCA8可以通過(guò)正反饋的形式作用于P53,P53的缺失會(huì)進(jìn)一步誘導(dǎo)有絲分裂缺陷[14],誘導(dǎo)腫瘤惡性進(jìn)展。應(yīng)用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)敲低CDCA8對(duì)膀胱癌細(xì)胞生長(zhǎng)周期的影響。結(jié)果顯示,在膀胱癌細(xì)胞中,si-CDCA8組敲低CDCA8后,GO/G1期細(xì)胞的比例降低,S期細(xì)胞的比例增加,表明CDCA8基因表達(dá)敲低可導(dǎo)致膀胱癌細(xì)胞S期生長(zhǎng)停滯。通過(guò)在線數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行KEGG通路富集,結(jié)果顯示CDCA8可能影響細(xì)胞周期和P53信號(hào)通路。在肺癌細(xì)胞中[15],通過(guò)KEGG通路富集分析和GO富集分析發(fā)現(xiàn)CDCA8通常在腫瘤細(xì)胞中高表達(dá),并與促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)展和腫瘤生長(zhǎng)有關(guān)。并且當(dāng)增加細(xì)胞核中P53的蛋白表達(dá)會(huì)抑制CDCA8的表達(dá)水平同時(shí)使肺癌細(xì)胞的細(xì)胞周期停滯在GO/G1期,從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)。研究[16]發(fā)現(xiàn)通過(guò)RT-qPCR和Westerm 印跡分別檢測(cè)黑色素瘤組織中CDCA8mRNA及其蛋白表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)其mRNA和蛋白表達(dá)水平較正常組織顯著升高。使用CCK-8和Transwell檢測(cè)CDCA8沉默后對(duì)黑色素瘤細(xì)胞系增殖和侵襲的影響,發(fā)現(xiàn)與空白對(duì)照組和NC組相比,si-CDCA8組細(xì)胞侵襲細(xì)胞數(shù)顯著減低。檢測(cè)CDCA8蛋白和mRNA表達(dá)情況,結(jié)果顯示與空白對(duì)照組和NC組相比,si-CDCA8組p-P53蛋白表達(dá)水平顯著升高。所以,CDCA8可能通過(guò)P53信號(hào)通路促進(jìn)黑色素瘤細(xì)胞增殖和遷移。因此可能通過(guò)調(diào)控P53從而影響CDCA8的表達(dá),進(jìn)一步使腫瘤細(xì)胞周期停滯,促進(jìn)癌細(xì)胞的凋亡。
2.6CDCA8與AURKB對(duì)肺癌的影響AURKB作為染色體乘客復(fù)合體的組成成分[17],在細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的細(xì)胞定位模式,發(fā)揮著不可替代的作用。有研究分析肺癌組織的cDNA微陣列,發(fā)現(xiàn)CDCA8在很大一部分肺癌中過(guò)表達(dá),使用基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)檢查了AURKB的表達(dá)狀態(tài),發(fā)現(xiàn)與正常肺細(xì)胞相比,AURKB在肺癌中經(jīng)常過(guò)表達(dá)。通過(guò)Westernblot分析進(jìn)一步證實(shí),CDCA8和AU-RKB蛋白在肺癌細(xì)胞系中被共激活。他們通過(guò)肺癌的組織微陣列,使用親和純化的抗CDCA8和抗AURKB多克隆抗體進(jìn)行了免疫組化實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移、腫瘤大小以及CDCA8/AURKB高表達(dá)對(duì)肺癌患者預(yù)后不良具有重要相關(guān)特征。此外,通過(guò)用針對(duì)AURKB的siRNA選擇性敲低肺癌細(xì)胞中AURKB的表達(dá),AURKB蛋白表達(dá)水平的下降顯著降低了CDCA8蛋白的量,數(shù)據(jù)表明CDCA8和AURKB在肺癌細(xì)胞中共激活,并且AURKB的CD-CA8磷酸化可能在肺癌發(fā)生中起重要作用。所以,通過(guò)選擇性抑制CDCA8-AURKB通路治療肺癌患者是一種潛在的治療策略。
3 CDCA8對(duì)藥物作用的影響
3.1 CDCA8在他莫昔芬治療中的影響他莫昔芬與雌激素結(jié)構(gòu)類似,可與雌二醇競(jìng)爭(zhēng)雌激素受體從而抑制雌激素的作用,阻正癌細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育。SUN等[18]發(fā)現(xiàn)CDCA8在他莫昔芬耐藥細(xì)胞中表達(dá)增高,而CDCA8過(guò)表達(dá)的細(xì)胞可降低他莫昔芬作用下乳腺癌細(xì)胞的凋亡率,促進(jìn)細(xì)胞周期S期的進(jìn)展,加速周期進(jìn)程。并且敲低CDCA8表達(dá)水平后[19],停滯在G1期的乳腺癌細(xì)胞量增加,顯著抑制了他莫昔芬耐藥細(xì)胞的增殖情況,恢復(fù)乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的敏感性。因此,靶向抑制CDCA8可以提高耐藥乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的敏感性,作為治療乳腺癌的新思路。
3.2CDCA8在TTK治療中的影響TTK蛋白激酶(人單極紡錘體1,Mps1)是一種雙特異性絲氨酸/蘇氨酸和酪氨酸激酶[20],在紡錘體組裝檢查點(diǎn)信號(hào)通路中發(fā)揮重要作用。TTK在調(diào)控有絲分裂檢查點(diǎn)復(fù)合體的形成、染色體正確排列、紡錘體復(fù)制、胞質(zhì)分裂和DNA損傷修復(fù)等方面發(fā)揮重要作用。蛋白激酶TTK通過(guò)磷酸化CDCA8調(diào)節(jié)AuroraB激酶[21]并對(duì)染色體比對(duì)發(fā)揮十分重要的作用,缺乏TTK激酶活性的細(xì)胞無(wú)法有效地對(duì)齊染色體。研究發(fā)現(xiàn)CDCA8與TTK表達(dá)呈正相關(guān)且相互作用[22]。在CDCA8過(guò)表達(dá)的細(xì)胞系中敲低TTK,結(jié)果顯示,TTK的敲低可以抑制卵巢癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移,并可以增強(qiáng)卵巢癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性,表明CDCA8通過(guò)TTK促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移及順鉑耐藥性。
4小結(jié)
CDCA8作為染色體乘客復(fù)合體的組成部分參與細(xì)胞分裂的過(guò)程中,調(diào)控腫瘤細(xì)胞有絲分裂的進(jìn)程,并且可能通過(guò)多種不同機(jī)制影響癌癥的治療及預(yù)后。CDCA8可能與腫瘤細(xì)胞的耐藥性相關(guān)。CD-CA8在多種惡性腫瘤中呈現(xiàn)高表達(dá)水平,并與相關(guān)癌癥的發(fā)生、發(fā)展呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)。但其具體機(jī)制尚不明確,希望在不久的將來(lái)關(guān)于CDCA8的研究能更加完善,為癌癥患者減輕痛苦。
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(編輯:梁明佩)