細胞周期蛋白B2在惡性腫瘤中的研究進展

梁想易 王順 李濤 江克華 陳敏堅 孫發△

(1.遵義醫科大學,貴州 遵義 563000;2.貴州省人民醫院,貴州 貴陽 550002;3.肇慶市第一人民醫院,廣東 肇慶 526000)

細胞周期是細胞眾多生命活動的基本進程之一,由間期(G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)共同組成,解除細胞周期調控是癌細胞無限增殖的主要原因[1]。細胞周期蛋白(CCN)家族成員長期以來被認為是細胞周期進程的關鍵調節因子,其異常表達與腫瘤的發生發展密切相關;細胞周期蛋白B2(CCNB2)作為細胞周期蛋白家族的一員,在G2/M轉化中起著關鍵作用,并在多種人類癌癥中被發現上調[2]。CCNB2由Evans等人在1983年首次發現,其表達在一些癌癥細胞中失去有效的控制,導致G2/M的轉換過程發生異常[3]。有研究報道該過程可能與惡性腫瘤的發生發展相關,但具體機制仍待進一步研究。

1 CCNB2的結構和功能

CCNB2位于人類染色體15q22.2,CCNB2蛋白在調節細胞周期各過程中具有極其重要的作用;CCNB2蛋白可以協同細胞蛋白周期性激酶(CDKs)相互作用,通過激活其生物活性來促進細胞周期中G2/M期的轉換;此外,CCNB2表達異常時,細胞周期中G2/M轉換檢查點功能將會失效,影響DNA的高保真復制及復制體的準確遷移。因此,CCNB2異常表達可能會引起基因突變、甚至誘導腫瘤發生[4]。

2 CCNB2與惡性腫瘤

2.1CCNB2促進腫瘤細胞增值 CCNB2高表達是肺腺癌(LUAD)患者預后不良的生物學標志,有學者通過細胞功能實驗證實基因miR-335-5p的過度表達顯著抑制了LUAD細胞活性、增殖、遷移和侵襲,而同時CCNB2的過度表達將逆轉miR-335-5p在LUAD細胞中過度表達所起的作用,沉默CCNB2對LUAD細胞的增殖、遷移和侵襲有抑制作用;此外,在機制調節方面,他們還證明miR-335-5p與CCNB2的3′-UTR有結合位點,并且miR-335-5p可以靶向調節CCNB2的表達。由此可知,miR-335-5p的過度表達可以抑制LUAD的發展、轉移,而CCNB2過表達則逆轉這一進程;而且通過miR-335-5p靶向調節CCNB2干預LUAD細胞的快速增殖,可能是LUAD治療的一條有效途徑方法,但仍需通過基礎實驗驗證這一機制是否有效。三陰性乳腺癌(TNBC)是最具侵襲性的乳腺癌;盡管靶向治療在TNBC的治療取得了很大進展,但仍然需要更有效的治療靶點以改善其治療效果。有學者發現細胞周期蛋白CCNB2在人TNBC組織中異常高表達,且TNBC患者的預后、臨床病理特征和腫瘤組織中CCNB2表達之間存在相關性;根據這些結果,認為CCNB2可以作為TNBC治療的一個有前途的治療靶點;學者還通過集落形成和MTT檢測驗證了CCNB2有助于TNBC細胞的體外增殖,且與體外數據一致,證實CCNB2也促進體內TNBC細胞的腫瘤生長;由此證明,CCNB2也可以促進小鼠TNBC細胞的腫瘤生長。然而,CCNB2高表達促進TNBC進展的機制尚不清楚。作為細胞周期調節劑,CCNB2參與維持有絲分裂過程[5]。眾所周知,CCNB2的缺陷會導致細胞分裂異常和細胞周期停滯,并且CCNB2表達也依賴于細胞周期過程[6]。CCNB2可以通過調節細胞增殖來影響TNBC的進展。因此,還需通過檢測CCNB2對TNBC細胞周期的影響以明確這一作用機制。

2.2CCNB2作為惡性腫瘤的診療預后分子標志物 通過分析60對腫瘤和相鄰正常肺組織樣本的微陣列數據(GSE19804),學者發現CCNB2在非小細胞肺癌(NSCLC)組織中顯著過表達;同時驗證了非小細胞肺癌組織中CCNB2的mRNA和蛋白質表達均升高;該研究還發現CCNB2蛋白過表達與分化程度、腫瘤大小、淋巴結轉移、遠處轉移和臨床分期呈正相關;表明CCNB2的過度表達通過促進腫瘤生長和加速腫瘤細胞轉移在NSCLC進展中起著重要作用;此外,該研究還發現,CCNB2蛋白在NSCLC組織中的表達與患者的總體生存率相反;根據多變量分析,CCNB2蛋白的過度表達是NSCLC患者預后不良的獨立預測因子[7]。R.Li等[4]研究發現,與正常肝組織相比,肝癌組織中CCNB2的水平較高;CCNB2高水平HCC患者的5年總生存率和無病生存率低于CCNB2低水平者;該研究還通過在肝癌細胞系BEL-7404細胞中敲除CCNB2,發現可抑制腫瘤細胞的增殖和遷移、促進細胞凋亡、并導致S期阻滯;而且CCNB2與GEPIA數據庫和BEL-7404細胞中的Polo樣激酶1(PLK1)相關。研究[4,8]表明,CCNB2在HCC中表達上調,與患者的生存和預后密切相關;且CCNB2在HCC組織中過度表達,沉默CCNB2基因可抑制HCC細胞的增殖、遷移和G2/M期進展,并誘導其凋亡。由此推測,CCNB2可能作為一種預后因子,通過CCNB2/PLK1途徑參與肝癌的發生發展,促進細胞增殖和遷移,CCNB2和PLK1之間存在蛋白質相互作用網絡。由于研究局限于HCC細胞系中的生物學功能,有關CCNB2/PLK1在HCC中的調節機制需進行相關實驗加以證明。D.Wen等[9]的研究發現,LINC00665在肝癌患者中的過度表達與總生存率(OS)顯著相關;通過生物信息學分析確定了469個相關基因,進一步的分析支持了LINC00665通過CCNB2等10個核心基因調節細胞周期中的通路,以促進肝癌的發展和進展,且CCNB2在肝細胞癌組織中過表達并與LINC00665水平呈正相關;因此,CCNB2可能作為肝癌發生發展過程中重要的分子標志,對肝癌的早期診斷和預后有重要意義。

2.3CCNB2與腫瘤免疫浸潤水平的關系 CDK1、CCNB1和CCNB2的mRNA表達在包括肝細胞癌(HCC)在內的各種腫瘤組織中上調,這些基因的高表達與HCC患者預后較差相關;這些基因較低的啟動子甲基化可能導致HCC腫瘤組織中較高的表達水平,它們的遺傳改變和幾個甲基化CpG位點與生存顯著相關;值得注意的是,CDK1、CCNB1和CCNB2的表達水平與HCC中CD4+T細胞、CD8+T細胞,中性粒細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞的浸潤水平呈正相關;此外,還觀察到這些基因的表達與HCC中的各種免疫標記物(如PD-1、PDL-1和CTLA-4)之間的顯著相關性。然而,上述研究缺乏實驗驗證,還需要通過測試臨床樣本進行進一步的實驗。D.Wang[10]等的研究顯示,CCNB2在LGG組織中的表達高于正常組織;CCNB2高表達的LGG患者預后較差,與年齡、腫瘤分級、異檸檬酸脫氫酶(IDH)突變狀態、染色體1p/19q編碼缺失狀態和其他臨床病理特征相關;此外,CCNB2在LGG中的表達與B細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞的浸潤水平呈正相關;因此推測CCNB2可作為判斷LGG預后的潛在生物標志物并與免疫浸潤有關。盡管需要進一步的研究來驗證該假設,但上述結果已表明CCNB2主要通過調節B細胞參與腫瘤免疫微環境。B.Tu等[11]的研究發現,在42個CDGE中前5個相互作用基因為ASPM、CCNB2、PRC1、AURKA和SCM2;這五個基因在SARC組的表達水平高于正常組,CCNB2的轉錄水平與SARC的較差生存率相關;此外,這五個基因廣泛參與免疫浸潤、免疫檢查點和m6A修飾。

2.4CCNB2介導多信號通路誘導惡性腫瘤發生 有學者[12]確定了膠質瘤惡性轉化的關鍵因子CCNB2;CCNB2誘導膠質瘤細胞出現衰老相關分泌表型(SASP),惡性進展如侵襲和過度增殖是通過分泌SASP細胞因子、組織蛋白酶B和PGE2介導的。這些發現證實了先前未發現的衰老、CCNB2/SASP/組織蛋白酶B和PGE2軸與膠質瘤惡性轉化之間的聯系;該研究還構建了動物模型來研究CCNB2/SASP/PGE2軸對體內腫瘤生長的影響;根據生長動力學曲線,SASP細胞因子在Lenti-CCNB2細胞培養基中顯著加速腫瘤的增殖,證實了CCNB2對SASP細胞因子分泌和腫瘤惡性轉化的調節作用。研究[13]發現,CCNB2可能通過上調NF-Y、協調其他細胞周期相關基因表達、加速細胞周期進程,最終促進結直腸癌細胞的分裂增殖。Z.Shi等[14]人發現NF-Y可以將SOX9募集到結直腸癌細胞的CCNB2基因的啟動子中,并相互作用調節細胞周期,參與結直腸癌的發生發展。X.Zhu等[15]通過分析KEGG數據庫發現CCNB2和LOC105374879在p53信號通路中共同表達和富集,而p53通路在直腸腺癌中極其豐富,因此推測CCNB2可能通過p53信號通路參與直腸癌的發展,而CCNB2也有望成為結直腸癌診治和預后評價的重要參考指標。Q.Shi等[16]發現,ISL1轉錄因子在胃癌(GC)組織中存在異常表達;通過與CCNB2基因的啟動子相互作用,ISL1可以使CCNB2在胃癌細胞中的表達水平上調,而敲除ISL1將降低CCNB2的表達;因此ISL1-CCNB2可能是促進胃癌發生的一則重要分子信號通路。H.Zhang[17]等發現,在癌癥基因組圖譜數據集中,胃癌組織中CCNB2的表達水平顯著高于正常組織;而且CCNB2的高表達與總體生存率低有關,與細胞周期、p53信號通路、FoxO信號通路、病毒致癌和AMPK信號通路在內的多種生物學途徑有關;富集分析還表明CCNB2還與某些轉錄因子相互作用,如FOXM1、SIN3A、NFYA和E2F4等。因此,CCNB2的高表達與GC患者的不良預后相關,這有助于未來對GC患者指導個體化治療。生物信息學分析顯示miR-582-3p被環狀RNA hsa_cir_0000285和靶向細胞周期蛋白B2(CCNB2)所吸收;miR-582-3p通過與CCNB2的30個UTR相互作用而負性調CCNB2,并且miR-582-3p/CCNB2軸參與調節HCC進展;CCNB2敲除消除了miR-582-3p抑制劑的作用,即刺激HCC細胞的遷移和增殖以及抑制凋亡;CCNB2在HCC中的功能應在體內進行驗證,通過移植攜帶CCNB2敲除載體的HCC細胞系來建立腫瘤異種移植小鼠模型,觀察CCNB2對腫瘤形成的影響[18]。亦有研究[19]報道,CCNB2是miR-582-3p0的下游靶點,miR-582-3p通過抑制CCNB2表達來抑制急性髓系白血病的細胞周期。

2.5CCNB2下調可誘導癌細胞凋亡 D.Qian等[20]通過分析鼻咽癌基因表達譜發現,CCNB2在該基因表達譜中上調并且在細胞周期控制途徑中富集;學者通過評估在敲除CCNB2狀況下細胞的活力、侵襲、凋亡、細胞周期進入和線粒體膜電位(MMP)的情況,發現敲除CCNB2可以調節細胞周期的G2/M期并減少細胞周期進入和MMP,可誘導鼻咽癌細胞凋亡;這表明CCNB2是鼻咽癌治療的一個重要分子,但控制CCNB2的分子機制需要進一步研究。C.Gao等[21]研究發現,CCNB2和CDK1 mRNA的表達水平同時降低;MTT檢測結果表明該細胞株的增殖能力顯著降低;由于CDK1和CCNB2與細胞周期中G2/M轉換的調節有關,因此使用流式細胞術研究KPNA2敲除對細胞周期分布的影響,結果發現Huh7細胞在G2/M期阻滯;由此推測,下調CCNB2可抑制肝癌細胞增殖,誘導細胞周期阻滯在G2/M期;因此,CCNB2下調可誘導肝癌細胞凋亡。同樣的,Y.Xiao等[22]研究發現,CCNB2的敲除降低了HCC腫瘤形成率、腫瘤體積和重量,并抑制了腫瘤增殖。CCNB2作為肝癌治療的潛在有效靶點,其作用機制尚待進一步研究,需要更多的動物實驗明確其有效的抑癌通路。

2.6CCNB2調控惡性腫瘤放化療敏感性 C.G.Huang等[23]的研究發現,CCNB2可能與TGF-β結合參與細胞周期的調控,以促進前列腺癌發生轉移和耐藥;因此,干預CCNB2表達可能對去勢抵抗性前列腺癌的治療產生一定效果。P.Rajan等[24]的研究發現,前列腺癌治療后CCNB2的表達明顯下調,且CCNB2高表達與早期發生進展的前列腺癌關系緊密。F.Cai等[25]的研究表明,敲除circ_CCNB2可通過miR-30b-5p/KIF18A軸抑制自噬、最終增強前列腺癌的放療敏感性;因此,作為一項放療抗性標記物,抑制circ_CCNB2能夠增強放療敏感性、改善前列腺癌患者的放療效果。

3 小 結

CCNB2是近年在惡性腫瘤診療領域的研究熱點。大量的研究報道,CCNB2在不同的惡性腫瘤中存在著表達的差異性,并且通過多種信號通路和分子途徑參與腫瘤的發生發展和轉移。CCNB2可能成為各類癌癥診療和判斷預后的生物學指標,有望為癌癥的治療提供一個有效靶點。當然,CCNB2在各種腫瘤中的作用是不同的,雖然其具體作用機制仍是無法明確,但是可作為今后腫瘤預防及治療的重要研究方向進行突破。