肿瘤细胞周期中Cyclin E的失调节

　　细胞周期调控机制紊乱是细胞增生失控从而导致癌变的重要原因。Cyclin E作为CDK2的一个正向的调节亚单位，它在正常细胞的S期(S phase)有着重要的启动作用。曾经认为cyclin E的过度表达可以加速细胞周期，异常提高的细胞增殖能力而造成肿瘤发生。随着研究的深入，对于cyclin E及CDK2有了新的认识，并认为是cyclin E的失调节(Deregulation of cyclin E)导致细胞周期中染色体的不稳定性(chromosome instability，CIN)，从而造成肿瘤发生。

　　1 Cyclin E、CDK2与细胞周期

　　细胞周期(cell cycle)是指亲代细胞分裂结束到子细胞分裂结束之间的间隔时期。一个典型的细胞周期有4个期即G1-S-G2-M构成,并受到胞内外信号传导途径及反馈环路的调控。目前已发现A-J 10种细胞周期素(cyclins)作用于细胞周期,有些含亚型如cyclin D1、cyclin D2等共15种cyclins，其中cyclin E及其相关激酶CDK2是重要的G1期调节单位。

　　1.1 Cyclin E与CDK2在细胞周期中的作用

　　Cyclin E是一类核蛋白,最初是从酿酒酵母菌中提取出来的，其表达升高始于G1中期,至G1晚期的G1/S交界处达高峰,细胞进入S期后,cyclin E开始下降,到G2/M期降为零。因此cyclin E主要作用于G1晚期、S期开始之前，调控细胞从静止细胞G0期或者G1期通过限制点“R”(point of no return)进入S期。 细胞周期素依赖激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)是一类蛋白激酶家族,最早发现于酵母菌中即P34cdc2。在哺乳动物中,已发现的CDKS至少达7种,分别命名为CDC2(CDK1),CDK2～7。CDK2作为其成员之一,在G1/S期转换调控中起重要作用。CDK2可与cyclin E形成功能性复合物,当复合物中的相应位点磷酸化后,该复合物才具有激酶活性。一般认为cyclin E及其激酶参与细胞周期调控的程序为:生长因子等与细胞上相应受体结合,通过信息传递促进cyclin基因首先表达,产生cyclin E等, cyclin E与CDK2结合形成复合体,促进CDK2对pRb(视网膜母细胞瘤蛋白)磷酸化;磷酸化后的pRb可释放原来与之结合的转录因子E2F;游离的E2F进入核内结合一系列具有特殊序列的基因启动区,促进这些基因的转录,细胞将通过G1→S调控点,进入自主分裂程序。

　　1.2 细胞周期中Cyclin E与CDK2的新认识

　　Cyclin E- CDK2在很长时期内被认为是细胞周期G1到S期的必要的并且是主要的调节因子。虽然Cyclin E在细胞周期的进程中仍然起着重要的作用，但是近期的试验结果给Cyclin E- CDK2的功能带来了一个新的思考：曾经被认为是不可缺失Cyclin E及CDK2在高级的真核生物发展中和真核细胞的有丝分裂中并不是必须的。试验发现在人结肠癌细胞株增殖培养中发现CDK2并不是必须因子[1]。而且，CDK2缺失的试验鼠被培育成功，并且成功生存了2年，除了不育外而无明显的病理学变化[2,3]。同时，CDK2缺失的小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts，MEFs)在培养中除了退出静止期或进入S期的能力低于正常比率,同样体现了相对正常的增殖能力。以上这些都表明CDK2在细胞周期中的地位与以往相左，但更明确了其在细胞周期中的作用：虽然CDK2对于有丝分裂并不是必要的，而在减数分裂中却是不可少的[3]。这似乎也解释了为何CDK2缺失会使实验鼠是不育。如果，CDK2是不必要的，那么在体细胞中无所不在cyclin E是否也是可有可无的呢。虽然有证据表明从cyclin E缺失的胚胎中移出的MEFs可以在体外培养中持续增殖，但cyclin E缺失的细胞周期是否能够正常的从G1晚期进入有丝分裂过程还没有被报道。而目前对于cyclin E在静止期细胞进入细胞周期的作用却是肯定的，在cyclin E缺失的情况下，即使在其他cyclins及相关激酶处于正常水平，静止期细胞仍不能从G0进入S期[4]。可能是因为需要cyclin E来装载微染色体维持蛋白 (Minichromosome maintenance proteins, MCMs)解旋酶到染色体上，从而装配复制前体复合物(prereplication complexes)到解旋的DNA上[5]。值得注意的是，当不存在

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