中心体异常与恶性肿瘤发生相关性研究的回顾与展望

2，cyclin-depend ent kinase2）被核酸磷酸酶磷酸化，为中心体复制签发了通行证。CDK2复合物包 括Rb肿瘤抑制基因，Rb肿瘤抑制基因编码Rb蛋白，Rb蛋白磷酸化后，即失去抑制E 2F的作用，E2F游离出来，这些转录因子进入细胞核并激活S期中与中心体复制和D NA复制有关的基因。中心体复制由CaMKⅡ（钙调蛋白依赖激酶Ⅱ，calmodulin-de pendent kinase II）触发，细胞内自由钙离子浓度增加使CaMKⅡ激活，CaMKⅡ激 活触发中心体复制的开始。在S期中心体复制依靠cyclin A CDK2复合物。中心体周 期与细胞周期的协调由Mps1p在多水平控制，而Mps1p由CDK2控制 ［14］ 。 　 1.4 细胞周期和中心体复制的关系 G 0 期:G 0 期不支持中心体复制。只要 细胞处于细胞周期的静止期，中心体就不会复制 ［8］ 。 　G 1 期:无论中心体复制是否始于G 1 期，当细胞通过限制点后，细胞已经 开始着手准备分裂。大量研究结果表明，中心体复制始于G 1 晚期或S早期，尽管 在此之前已经观察到原中心粒的形成 ［15］ 。反之当细胞周期在G 1 期被含羞 草碱抑制后，虽然可以观察到γ微管蛋白的免疫反应点，但中心体并不会进行复制 。虽然原中心粒形成与S期的起始有一些相关性，但这并不是普遍现象。如L929细 胞培养中，在DNA合成开始前4h已经形成原中心粒。总之，大量研究表明G 1 期是 中心体复制的起始，如子代中心粒的装配，复制中心体的分裂/分离。但是为什么 一些细胞中心粒的复制始于G 1 期，而另一些细胞中心粒的复制始于S期，其原因 仍不清楚，可能与CDK2-E激酶的活性升高有关。 　 S期:中心体复制周期完成于S期，包括母代—子代中心粒的分裂、复制和中 心体的分裂/分离。在正常条件下，并不会因为中心体复制而导致S期延长。但是有 文献报道在受精卵和中国仓鼠体细胞中中心体复制时S期延长，其原因并不清楚。 　 G 2 期:在G 2 期子代中心体分裂和分离。在G 2 期中心体也不会连续复制 。M期:中心体在M期不复制。 　 1.5 纺锤体装配检测点（spindle assembly checkpoint）的调控机制 纺锤 体由星体微管，极间微管，动粒微管纵向排列组成。有丝分裂前期，每对中心粒周 围出现放射状星体微管，由此构成两个星体，并排于核膜附近。中心粒之间形成极 间微管。星体微管，极间微管通过向其远离中心粒的一端（A端）加入微管蛋白二 聚体而不断延长，从而推动中心粒移向细胞两极。到前期末，随着核膜的崩裂，由 纺锤体一极发出的一些微管可进入胞核，其A端附着于染色体的动粒上即成为动粒 微管。 　纺锤体装配检测点的成分包括Mad1，Mad2，Mad3（miˉtotic arrest defi cient），Bub1/BubR1and Bub3（budding uninhibitˉed by benzimidazole）。 检测点蛋白Mad2对附着敏感，而 Bub1/BubR1对张力敏感。在有丝分裂期，纺锤体 装配检测点的功能在于确保染色体复制的忠实性。最新的研究表明，纺锤体装配检 测点是通过微管的着丝粒附着点从相对的纺锤体两极附着在染色体上并且对着丝粒 施加张力这两者的共同作用来调节染色体复制的忠实性。只有当所有的微管着丝粒 附着在染色体上，在赤道面成直线排列，并对配对的着丝粒施加适当的张力时，细 胞分裂后期才有可能被触发。此时Mad2失活，BubR1停止与Cdc20-APC作用，而当B ubR1停止与Cdc20-APC作用后，Cdc20-APC被激活，激活的Cdc20-APC导致securin降 解，降解后的securin引起separin释放，游离separin触发染色体的分离和细胞分 裂后期开始 ［16］ （这一部分是原文的信号通道，securin和separin两词无法 翻译）。 　 2 中心体异常导致癌症的假说和恶性肿瘤细胞中中心体结构的异常 　 2.1 中心体异常导致癌症的假说 在癌细胞中，染色体组型的改变非常普遍 ，包括整个染色体的丢失和获得、染色体倍性的改变，以及大量的染色体异常。如 果细胞未能协调好中心体复制和DNA复制的关系，将不可避免地导致染色体倍性的 改变，形成单极和多极纺锤体，而单极和多极纺锤体将驱使染色体异常分裂。一些 遗传性染色体不稳定综合征如Bloom综合征、Fanconi贫血等疾病的患者就容易患肿 瘤 ［17］ 。在20世纪初期，Boveri就提出恶性肿瘤细胞极性的改变和染色体分 裂异常（非整倍体）可能是由于中心体功能缺陷引起的。但是这个观点一直未引起 研究者的重视。Kenji和Fukasawa等通过研究发现如果缺乏p53肿瘤抑制基因，细胞 将具有多倍体中心体而不是正常的一个或二个。如今人们已经认识到中心体复制功 能障碍可能是引起染色体分裂异常的重要原因并且最终导致癌症的形成。现在已经 有越来越多的研究结果证实了这一观点。 　 2.2 恶性肿瘤细胞中中心体结构的异常 Lingle首先在乳腺癌中发现了中心 体的异常结构、中心体蛋白的异常磷酸化和中心体微管组织能力的改变。Lingle对 此又进行了进一步的研究，在31例人乳腺癌中，与正常乳腺组织相比，24例有中心 体的明显改变，其中11例有两个以上的中心粒。在Lingle的研究中，将正常乳腺导 管上皮细胞与乳腺腺癌细胞的中心体进行了对比并得出以下结论:与正常细胞相比 ，肿瘤细胞中心体结构有很显著的异常，包括:（1）中心粒数量过多;（2）中心粒 周围基质过量;（3）中心粒筒状结构混乱;（4）分散的微管复合物;（5）中心粒长 度异常;（6）中心体错位;（7）中心体蛋白异常磷酸化。这些异常与细胞极性的改 变、细胞和组织分化异常及染色体异常分离有关 ［6］ 。Lingle随后又研究了高 分化乳腺癌中心体增生与非整倍体，染色体不稳以及p53突变和缺失的关系。其结 果显示中心体增生与非整倍体，染色体不稳有线性关系。p53突变与中心体微管聚 集能力的增加有显著的关系。由此得出结论为:中心体增生与肿瘤的发生发展有关 ［18］ 。 Sato等在免疫荧光显微镜下发现了大量胰腺癌细胞系中有中心体大小、形态及 数目的明显改变，在中心体表型异常的细胞系中经荧光原位杂交（FISH）观察到染 色体数目的显著异常。Pihan ［19］ 等证实在大多数前列腺癌中有中心体结构和 数量的改变，通过增加中心粒周围蛋白的水平选择性诱导中心体异常，可在前列腺 上皮细胞系中产生前列腺癌的特征性表型。Gustafson等 ［20］ 用免疫组化的方 法发现在18例头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）患者中17例有中心体的扩增（94%），而 且复发的肿瘤中有中心体扩增的细胞数比非复发的要多。 　 3 导致中心

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