Skp2与恶性肿瘤关系的研究进展

　　作者：李香梅 作者单位：辽宁医学院生物化学教研室, 辽宁 锦州 121001

　　【关键词】 Skp2 恶性肿瘤

　　肿瘤的发生是正常细胞染色体多重损伤的复杂过程，包括抑癌基因的失活，原癌基因的异常激活，DNA转录失控，DNA损伤等。不论何种原因造成的细胞转化，其最终表现均为细胞周期调控机制紊乱，导致细胞失控性生长。

　　泛素-蛋白酶体途径是真核细胞生物内重要的蛋白质调控系统，通过对泛素化蛋白降解，在细胞周期进展，基因转录，信号转导及免疫反应等过程中发挥重要作用。Skp2是细胞从G1期进入S期的必需因子，是泛素连接酶复合物(Skp1 Cullin F box,SCF)中DNA复制所必须的一种F-box蛋白，在泛素化过程中负责对底物蛋白的识别和泛素化降解。Skp2通过对多种靶蛋白的泛素化降解，干扰细胞周期正常运行，参与了细胞增殖和凋亡的调控。

　　国内外研究发现Skp2在肿瘤转化细胞中有异常表达，引起细胞周期调控的异常，促进细胞恶性转化，参与肿瘤的发生和发展。

　　1 Skp2的名称由来

　　Zhang等[1]首次分离了编码P19和P45的cDNA，体外重组实验发现P19和CycinA-CDK2的结合需要P45;体内微量注射抗体或反义寡核苷酸干扰P45的功能，细胞不能进入S期;且它与任何一个功能明确的蛋白都没有明显的同源性。因P45是以前从未报道的CyclinA - CDK2 相关蛋白且又主要存在于恶变细胞的S期，故被命名为S期激酶相关蛋白2，简称Skp2。

　　2 Skp2的结构

　　Skp2基因是1995年由Demetrick等通过荧光原位杂交发现的一个与细胞周期调控密切相关的基因，其定位于5P1,3，该位点与染色体组型的改变有关[2]。编码的蛋白质由436个氨基酸组成，分子量约45kD。目前所知的Skp2含有1个F-盒区、10个富亮氨酸重复区(leucine-rich repeat,LRR)及1个C-末端尾巴结构，三者依次相互连接。约由40个氨基酸组成的F-盒区由三个α-螺旋结构构成，与Skp1调节蛋白相连。每个LRR由一个β-链和一个α-螺旋构成，LRR在蛋白泛素化过程中与底物蛋白直接相连。目前，N-端约100个氨基酸区域结构和功能尚不完全清楚[3]。

　　3 Skp2的功能

　　Skp2 作为人类F-box蛋白家族中的一员，在许多细胞周期调控因子的泛素依赖性蛋白水解途径中起到特异性识别底物的作用，从而参与细胞周期的调控。

　　3.1 Skp2与泛素蛋白酶体途径

　　泛素蛋白酶体途径(ubiquitin proteasome pathway)是真核细胞中的一种蛋白降解途径，主要降解细胞内泛素化的蛋白质。泛素经过泛素活化酶E1、泛素结合酶E2及泛素连接酶E3等一系列催化步骤结合底物蛋白，形成泛素一底物蛋白复合体，使底物进人26S蛋白酶体内实现泛素化降解。SCF的F-box亚基能特异性识别底物并与之结合，使之进入泛素化降解。Skp2正是F-box蛋白家庭成员之一[4]。

　　3.2 Skp2与细胞周期调控

　　细胞周期的运行受多种因素所调控。有两个主要调控点：一个处于G1/S转折点，是控制细胞进入S期的控制点(G1期关卡)，另一个处于G2/M转折点，是控制细胞进入M期的控制点(G2期关卡)。如G1期关卡失控，就会使应该停止增殖或生理性凋亡的细胞不停地进入细胞周期，导致细胞恶性增生及癌的形成。参与细胞周期调控的主要因子有：周期蛋白(cyclin),周期蛋白依赖性激酶(cyclin dependent kinase，CDK)，周期蛋白依赖性激酶抑制剂(CKI)。CDK与cyclin-CDK复合物正性催化细胞周期过程,而CKI通过与cyclin、CDK或cyclin-CDK复合物结合抑制并阻断细胞周期进程。肿瘤发生的共同特征是细胞周期调控机制的紊乱导致细胞的失控性生长。

　　目前已发现许多细胞周期调控因子，如E2F, cyclin Dl、cyclin E， cyclin A， cyclin B，CDC25B， p21wafl，p27kipl， p53都是泛素蛋白酶体途径的底物[5]。其中p27kipl与Skp2的关系最受关注。p27 就是一种负性调节细胞增殖的CKI，被认为是一种候选的抑癌基因。研究发现p27kipl异常表达与许多恶性肿瘤的预后密切相关[6]。

　　3.3 Skp2与p27的关系

　　p27kipl是G1期检查点相关基因，负性调节细胞增殖，被认为是一种抑癌基因。细胞周期G1期向S期过渡需要p27kipl的降解，其浓度在静息的G1期细胞中很高，进入S期时达到最低。Wagner M等[7]在衰老的纤维母细胞中研究发现，Skp2 减少，p27kipl 相对增多，则细胞被阻止在G1期，不能进入S合成期。p27(Thr - 187)突变的静止细胞中，p27kipl 不能被磷酸化和降解，从而抑制细胞进入S期[8]，表明Skp2 通过调节p27的降解在G1-S期转变中发挥关键作用，且p27 的泛素化必须依赖Skp2的表达;该降解过程需要人细胞周期调节蛋白-1(Cksl)的参与，Cksl可与Skp2 结合并促进其对p27的降解[9]。研究还发现，p27mRNA表达和蛋白表达水平之间并不一致，因p27 是在转录后水平表达调节的，其主要是通过Skp2泛素-蛋白酶体途径进行。

　　3.4 Skp2具有原癌蛋白功能

　　大量研究显示Skp2的表达水平同组织的恶性程度呈正相关。Latres等[10]为了评价Skp2在体内对肿瘤的诱导生长情况，通过对转基因鼠的研究发现，导入Skp2基因鼠的生存期缩短，肿瘤的发生率增加。Nelsen等[11]研究发现在有丝分裂原不存在而生长抑制因子存在的情况下，cyclinE和Skp2的共转染缩短了初期肝细胞的G1-S期过渡时间，并且发现体内肝细胞中转染cyclinE和Skp2促进了大量肝细胞的复制和肝组织的增生，证明了Skp2是一种参与G1-S期过渡调控的F-box蛋白，具有致癌基因的作用。

　　4 Skp2与肿瘤的关系

　　4.1 Skp2在淋巴瘤中的表达及意义

　　Latres等[12]培育了表达Skp2的转基因鼠及Skp2和N-ras的双重转基因鼠。与对照组及单一转基因动物比较,这两种转基因具有很强的协同作用，并使T淋巴细胞潜伏期变短,易感性增高，从而导致鼠生存率明显下降。实验中还检测到淋巴瘤中Skp2的表达和p27的表达呈负相关，与肿瘤的恶性程度直接相关。Chiarle等[13]研究发现，Skp2在缓慢生长的淋巴瘤中低表达，而在侵袭性淋巴瘤中高表达，并且在大多数淋巴瘤亚型中Skp2和P27的表达呈负相关，指出Skp2和人类淋巴瘤的恶性程度密切相关有潜在的诊断和预后价值。

　　4.2 Skp2与口腔鳞癌的关系

　　Kudo等[14]利用免疫组化的方法在37例口腔鳞癌患者中检测发现49%的口腔鳞癌病例中Skp2呈高表达，其中58%伴转移，17%不伴转移，而Skp2的表达与肿瘤的组织学分期、患者的年龄及性别、吸烟习惯等无关。口腔鳞癌患者的标本中p27不表达的病例有58%呈现Skp2高表达。Gstaiger等[15]用免疫组化方法检测正常口腔上皮、上皮异常增生和口腔上皮对照组相比，Skp2的表达水平升高，p27的表达水平下降，二者之间呈负相关。他认为Skp2蛋白过表达可能导致p27蛋白水解加速，从而促进上皮异常增生向口腔鳞癌的转变，通过Skp2和H-ras协同作用可促进低级啮齿动物成纤维细胞的恶变，故认为Skp2是人类肿瘤发生、发展中的一种癌基因。

　　4.3 Skp2与肺癌关系的研究

　　Yokoi等[16]发现Skp2在小细胞肺癌(SCLC)和非小细胞肺癌(NSCLC)组织中过度表达，应用Skp2反义寡核苷酸使之表达水平下降，结果发现Skp2下调可直接或间接诱导肺癌细胞凋亡，细胞增殖明显受抑制，说明Skp2可能在SCLC和NSCLC的细胞增殖中均发挥作用。应用Skp2反义核苷酸技术或其他方法如RNA干扰可能是一个可行的凋亡控制策略,但凋亡机制的明确以及在过度表达Skp2的其他类型肿瘤中能否通过下调Skp2而诱导肿瘤细胞凋亡尚待进一步研究。

　　5 Skp2与肿瘤的治疗

　　目前，以Skp2为靶点的抗癌治疗的研究刚刚起步。研究表明，靶向Skp2的抗癌治疗具有巨大的潜力和广阔前景。

　　首先，Skp2在多种肿瘤中高表达或普遍表达，而在相应正常组织中低表达或不表达，使靶向治疗具有较好的特异性;其次，Skp2在细胞中呈周期依赖性表达，靶向治疗能在周期中相应的阶段增加化疗、放疗的药敏性;其三，Skp2对细胞周期调控发挥重要作用，研究发现千金藤碱及维生素D类似物EB1089均可降低癌细胞中Skp2表达，提高p27蛋白水平，导致细胞周期停顿，抑制癌细胞增殖[17，18]。此外，随着肿瘤细胞中Skp2表达调节机制的阐明，将为Skp2的靶向治疗提供新的思路和策略。

　　6 问题与展望

　　Skp2与肿瘤关系的研究日益受到关注,但其作用机制尚未完全明确,Skp2能否作为肿瘤的独立预后指标还有待进一步研究，其与恶性肿瘤治疗的研究目前多限于恶性肿瘤细胞株等实验阶段，各种抑制剂的具体机制仍不完全清楚，相信这些问题的解决必将给临床恶性肿瘤的防治开辟一条新途径。在大量实体肿瘤中Skp2呈高表达,并与p27呈负相关,Skp2、p27kip1之间这总负相关表达使人们推测Skp2-p27kip1 代表了一种致癌通路，抑制或者敲除Skp2基因以提高p27kip1蛋白的表达率，抑制G1-S转换点，从而抑制恶性肿瘤的产生，已经在一些恶性肿瘤的治疗中得到了证实，为从基因水平治疗恶性肿瘤提供了一条途径。因此，Skp2基因对于肿瘤的诊断、治疗及患者预后的判断具有非常广阔的应用前景。

　　【参考文献】

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