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STK15在肿瘤研究中的进展

2020-10-10 来源:品趣旅游知识分享网
科技信息. 博士・专家论坛 STK1 5在肿瘤研夯巾硇进展 河南科技大学医学院病理学与病理生理学教研室 刘小莉 河南科技大学临床医学本科O6级 牛国桢 Sen等”吁1997年首先克隆出丝氨酸/苏氨酸激酶15基因(ser— ine/threoninekinase 15 gene,STK15),因为该基因所处位置20q13常与乳 癌组织扩增及预后有关,因而被命名为BTAK(Breast Tumor Ampliifed— Kinase)。另外,果蝇及线虫也有同型基因,所以也被称为Aurora—A和 Ipl—l。STK15基因的eDNA全长约1.8 kh,有9个外显子,编码一种分子 中起重要作用。目前发现,p53的突变失活能在一轮细胞周期中触发多 轮中心体复制,表明p53可通过多个作用途径调控中心体复制循环 。 这些作用途径的具体机制还有待研究,现在认为可能是通过其转激活 非依赖性和转激活一依赖性机制完成的,而p53的转激活一非依赖 性机制可能是通过影响STK15一完成的 。由于STK15 mRNA表达水平 与肿瘤组织中的染色体不稳定水平正相关,而且p53 缺失和STK15突 变均与引起染色体不稳定的DNA非整倍性和染色体异常有关,故可以 推测,STK15 mRNA过表达与p53缺失突变通过引起染色体不稳定,协 同促进肿瘤生长,且二者可能存在相关性。 目前,p53与STK15可以在蛋白水平通过中心体扩增和细胞转化 过程联系起来:(1)这两种蛋白质的功能失调都可以导致中心体扩增∞ 41,. (2)p53和STK15蛋白都定位于中心体嗍;(3)p53特异地与STK15的Aurora 盒相互作用,后者是一个参与调节STK15活性的区域。Chen等的一项 研究证实,野生型p53蛋白能通过特异地与STK15的Aurora盒相互作 用,进而以转激活一非依赖性的方式抑制STK15的癌基因活性,即阻断 STK15介导的中心体扩增和细胞转化。另外,野生型p53蛋白能使 STK15激酶活性减弱,而STK15的激酶活性被认为是其发挥癌基因作 用必不可少的,这也可能是p53抑制STK15癌基因活性的一种解释 。 非野生型p53蛋白不能与STK15的Aurora盒相互作用,故突变p53蛋 白不能抑制STK15介导的中心体扩增和细胞转化,也不能使STK15激 酶活性减弱。综上,我们认为在肿瘤的发生过程中可能存在这样的途 径:p53基因突变致使p53蛋白缺陷,突变的p53蛋白不能与STK15的 Aurora盒相互作用,丧失了对STK15基因表达的调节功能,使STK15 蛋白过表达,从而诱导中心体复制异常,导致基因组不稳定和肿瘤发 生。p53基因突变可能与STKI5基因过表达协同作用,二者通过影响 DNA和中心体复制过程的调控,引起基因组不稳定。 2.STK1 5基因单核苷酸多态与肿瘤风险 STK15基因第31密码子存在T—A颠换单核苷酸多态,导致该激 酶氨基酸取代(Phe—Ile),这一改变显著影响其生物学功能。研究发现, STK15一Ile等位基因比STK15-Phe等位基因更容易扩增,并且与肿瘤中 的异倍体程度相关;在转化细胞能力方面,STK15一Ile也比STK15一Phe 量为46Kda,由403个氨基酸组成的蛋白质,在细胞分裂过程中对中心 体的成熟、纺锤体的建立及染色体的正常分离起着重要的调控作用口。 Miyoshi等 根据STKI5的表达水平进行的分组显示,随STK15的表达 水平升高,染色体不稳定性也显著升高,在组织分级上STK15的表达水 平呈现随分级增高明显升高的表现。虽然STK15在肿瘤发生和发展中 详细的机制还不清楚,但它已被证实是一种癌基因,其扩增和过表达能 诱导中心体复制一分离异常,引起中心体数目异常增多、染色体不稳 定、哺乳类细胞非整倍体及细胞转化,从而诱导细胞的恶性转化,导致 肿瘤的发生 。STK15可以诱导中心体扩增和非整倍体出现,并可导致 基因组不稳定性而与肿瘤的预后密切相关_引。 1.STK15过表达与肿瘤中心体不稳定的相关性 1.1中心体异常与肿瘤发生的关系 在几乎全部人类实体瘤中,包括脑部、胸部、肺部、结肠、前列腺、胰 腺、胆管和头颈部的肿瘤,都有异常数目的中心体。血液的恶性病变,如 非何杰金氏淋巴瘤和急性白血病也表现了高频率的中心体异常 。中心 体异常被认为与肿瘤的基因组不稳定明显相关,并可能是肿瘤发生的 个早期事件,促使细胞向恶性转化。STK15是一种癌基因,编码一种 中心体相关激酶,其扩增和过表达能诱导中心体异常并通过引起染色 体不稳定在肿瘤发生过程中起作用 。p53是人类肿瘤中最普遍的突 变基因,其失活也能引起中心体异常,且推测其可能是通过影响STK15 一而发挥作用的m。 大多数的中心体功能缺陷表现为下述三类:①微管聚集异常;②中 心体复制异常;③有丝分裂时分离不正确。肿瘤中心体常表现出以微管 聚集活性增高为其特点的功能异常 。而且,至少有两个由中心体缺陷 引起的功能改变在肿瘤转化和肿瘤进展中起重要作用。其一是异常的 中心体复制不利于间期细胞极性的保持,因为在有多个中心体的细胞 中,胞浆结构和定向囊泡运输可能失调。其二是中心体异常可能使多极 有丝分裂的发生率增加,这导致染色体分离异常和非整倍体[2  ̄lo不过, 中心体异常在恶性肿瘤发展中的详细机制很大程度上是未知的。 1.2 STK15过表达与肿瘤中心体不稳定 1.2.1与中心体异常和肿瘤发生相关的基因 强【 。 导致中心体异常的机制和调控中心体功能的因素目前很大程度上 还不清楚ll】1。目前已经证实与中心体异常导致肿瘤发生有关的基因主 要分两大类:①癌基因,如STK15、RA S、Rad6和HER2/neu基因等。② 抑癌基因,如p53、Brcal、B rea2、XRCCl和XRCC2、A PC、nm 23一RI/H1 基因等。其中,有报道认为癌基因STK15与抑癌基因p53存在着某种联 系。 1.2.2 STK15基因及其与中心体异常和肿瘤的关系 STK15是~种中心体上的功能性激酶,并有高水平的酪蛋白激酶 活性。STKI5已证实的基因标志是au ro ra2、ARK1、AIK1或H sAIRKI, STK15的扩增和过表达已经在人类多种类型肿瘤中被检测到。已经报 道在大约12%的主要胸部肿瘤以及胸部、卵巢、结肠、前列腺、神经母细 胞和颈部的肿瘤细胞系中有STKI5基因的扩增以及STK15 mRNA和 蛋白质的过表达。另外,在膀胱癌、胰腺癌和软骨肉瘤中都发现有20q 区域的DNA扩增。在无腋下淋巴结转移的胸部肿瘤中,染色体20q13 区域的DNA扩增与预后不良有关 I。 STKI5的扩增和过表达能诱导中心体复制一分离异常,引起中心 体数目异常(增多),染色体不稳定和哺乳类细胞非整倍体及细胞转化, 且与G1/S期调控无明显关系 。而且STK15与果蝇Aurora和酵母Ipll 同源性很高,后二者的突变分别与中心体周期过程和染色体分离缺陷 有关 。Zhou等日还发现STK15 mRNA可以在无基因扩增的情况下呈高 表达。在组织分级上STK15 mRNA的表达水平呈现随分级增高明显升 高的表现。 有研究表明,STK15基因Phe31 lie单核苷酸多态与食管鳞癌的发 生和发展相关。携带Ile/Ile基因型的个体发生食管鳞癌的风险比携带 Phe/Phe基因型的个体高2倍;携带Ile/Ile基因型的患者比携带Phe/Phe 基因型的患者发生肿瘤侵袭和转移的风险显著增高。STK15的Ile/Ile 基因型(相对于Phe/Phe or Phe31e基因型)可能与高分化的SCC发生关 系密切㈣。还有研究发现携带STK15 Ile/Ile基因型的人患大肠癌的风险 增高,且有报道称Ile/Ile基因型在青年乳腺癌患者具有高表达 81。 STK15基因位于染色体20q13.2,这个区域在许多肿瘤中常常有异 常的扩增l】9,201。STK15编码的丝氨酸、苏氨酸激酶参与调控中心粒的扩 增和分离,而中心粒作为细胞的微管中心,在维持细胞骨架结构稳定和 正常有丝分裂中起非常重要的作用。最近Ewart—Toland等 61发现,位于 STK15基因第31密码子的T/A错义突变(Phe—Ile)导致其蛋白产物发 生显著的生物学功能改变。与STK15一Phe比较,STK15-Ile具有更强的 转化细胞的能力和裸鼠成瘤性;比较基因组杂交实验结果也表明,携带 Pheflle基因型的大肠癌患者肿瘤细胞染色体非整倍体数目明显高于携 带Phe/Phe基因型者。他们还发现,STK15一Ile与泛素相关蛋白UBE2N 的结合能力较弱,提示STK15两种异构体功能差异的原因可能和它们 与不同蛋白质相互作用程度有关。Sen等 1报道,STK15过表达与前列 腺癌病理分期、分化程度和染色体的紊乱程度密切相关。Hidaka等 报 道,STK15在大肠转移癌中的表达量明显高于非转移癌。在食管癌的研 究中发现,进展期食管癌患者的STK15 Ile等位基因频率高于早期食管 癌患者,提示STK15基因单核苷酸多态与食管癌的侵袭和转移相关 。 STK15功能紊乱是癌变过程中的常见事件,而STKI5 Phe31 Ile单 核苷酸多态可能是促使STKI5功能紊乱的遗传因素。基因组不稳定性 可能是导致恶性肿瘤侵袭和转移的原因之一阎。STK15作为维持基因组 稳定性的重要因素,在肿瘤转移方面的作用已引起广泛的关注。 参考文献 [1]Sen S,Zhou H,White RA.A putative serine/threonine kinase en— coding gene BTAK on chromosome 20q13 is amphfied and overexpressed 1 3 STK15过表达和p53突变的相关性与肿瘤中心体不稳定 p53是人类肿瘤中最普遍的突变基因,其失活也能引起中心体异 常,且可能通过影响STK15而发挥作用。野生型p53被称为“基因组卫 士”,它通过对包括DNA损伤、核糖核苷酸缺失、微管断裂、调控点错误 以及由癌基因激活产生的遗传压力进行反应,在保持基因组稳定性中 起关键作用 。p53蛋白也存在于中心体上,并在保持中心体正常功能 in human breast cancer cell lines.Oncogene,1997,14(18):2195—2200. [2]Zhou H,Kuang J,Zhong L,et a1.Tumor ampliifed kinase STK15/ 基金项目:本文系河南科技大学2010年度大学生研究训练计划(SRTP)重点资助项目,项目编号2010072。 作者简介:刘小莉(1979一),女,河南洛阳人,硕士研究生,现任职于河南科技大学医学院,研究方向:食管贲门癌变机制及防治研究。 ...——40...—— 科技信息 博士・专家论坛 的相关性国外医学遗传学分册,2003,26(4):201—205  I14 IFukasawa K,Choi T,Kuriyama R,et a1.Abnorma1 centrosome an1- pliifcation in the absence ofp53.Science,1996,271(5256):1744-1747.  I15 lTarapore P,Tokuyama Y,Horn HF,et a1.Di舔rence in the centro- some duplication regulatory activity among p53’hot spot’nlutants:potential role of Ser 315 phosphorylation—dependent centrosome binding of p53. 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[12]狄根红,刘刚,吴炅等.乳腺癌患者外周血DNA p53基因突变 的检测及其与预后关系的研究.中华肿瘤杂志,2003,25(2):137—140 [13]赵旭,李福才p53突变和STK15过表达与肿瘤中心体不稳定 (上接第38页) 这些城镇都有一些私营体育场馆,虽然各城镇也有 些体育健身中心、全民健身广场、公共体育馆,但是这些对于群众而 言远远不能满足大家的体育需求。 4.结论和建议 1 22 jShackney SE,Shankey TV Common patterns of genetic evolution in human solid tumors.Cytometry,1997,29(1):1-27 一4.1结论 本研究通过对河南小城镇“轻体育”多个方面的调查和分析研究, 得出河南省小城镇“轻体育”面临的一些现状和问题。 4.1.1河南省小城镇“轻体育”的人口只有全部人口的四分之一,而 “轻体育”参与人口接近一半,可看出“轻体育”参与人口还不是太高,目 前仍有大部分人口对“轻体育”没有充分的认识和了解。 4.1.2河南省小城镇“轻体育”的项目选择上呈现多样化,但主要以 方便、强度小的跑步、散步以及一些球类运动为主。 4.1.3河南省小城镇居民在“轻体育”的消费上还不是太高,主要由 于人们的消费意识和经济发展水平所致。 4.1.4影响河南省小城镇居民“轻体育”的因素主要有缺乏时间、缺 乏兴趣、没有耐力、工作繁忙没有精力、缺乏场地设施等。 4.2建议 4.2.1加强“轻体育”的宣传工作,加大宣传力度使河南省小城镇居 民都对“轻体育”有较深的了解和认识,促进“轻体育”的开发,居民是 “轻体育”的直接参与人员,对“轻体育”有切身体验和认识。 4.2.2加强“轻体育”场地的规划和建设,注重“轻体育”各种资源的 整合和利用。规划局、建委、体育局要联合制定居住配套体育设施建设 规划,列入当地的总体规划,做到统一安培、合理布局、逐步建设。集中 建设一批全民健身活动中心或体育广场、体育公园,支持兴建青少年体 育活动中心和老年活动中心,鼓励企事业单位和社会团体自筹资金兴 建体育设施,保障居民基本体育需求得到满足。 4.2.3建立和完善广泛的居民“轻体育”参与机制,开展“轻体育”是 为了广大居民的身体健康和生活质量,应该增加居民的体育意识和体 育能力。 (上接第39页) 4.建议 4.2.4建立和完善居民“轻体育”服务体系,居民体育服务应该采取 政府主导,服务主体多元化的管理模式,建立政府和非政府的合作伙伴 关系。公共部门、非营利组织、家庭及社区共同参与,形成政府、社会、个 人责任和义务相协调的服务机制。 4.2.5丰富体育活动内容,满足居民多元化的需求,现在河南小城镇 居民参与的“轻体育”项目比较单一,应该认真研究“轻体育”的发展项 目,大力向群众推广和应用。 参考文献 [1]胡宝贵,张志强,王中华等.以小城镇建设为中心全面推进农村 社区发展[J]北京:北京农学院学报,2000,15(4):48—51 [2]储利红.我国大众体育的发展趋势[T]上海城市管理职业技术 学院学报,2004(5):51 [3]张永军山东省乡镇城镇体育发展的社会成因及在小康社会建 设中的作用研究[R].国家体育总局体育社会科学、软科学研究项目, 2004,9 [4]虞重干等.我国小城镇及小城镇体育研究之现状[I]上海体育 学院学报,2001(1):11—14 [5]郑杭生.社会学概论新修[M]北京:中国人民大学出版社, 2003:272. 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