背景[1-7]
INH1(Microtubule Associated抑制劑)是細胞滲透性的Hec1抑制劑,其特異性地破環(huán)Hec1/Nek2相互作用。INH1減少Hec1與動粒的聯(lián)系,并減少細胞中總體Nek2蛋白水平。INH1有效抑制人乳腺癌細胞增殖,GI50為10-21μM。此外,INH1也會通過損害紡錘體監(jiān)測點調控的Hec1/Nek2通路,激活細胞殺傷活性。在MDA-MB-468人乳腺癌異種移植的小鼠體內,INH1(100毫克/千克,腹腔注射)抑制乳腺腫瘤生長。
Hec1是紡錘體檢驗點信號途徑中的一個蛋白。在有絲分裂期位于著絲粒。Hec1在有絲分裂期明顯增多,且在S到M期升高尤為明顯。Hec1在終末分化的細胞中不表達,在所有分裂旺盛的細胞中表達量高。激酶Nek2磷酸化Hec1是其發(fā)揮功能的關鍵。Hec1的功能異常會引起嚴重的染色體分離障礙,從而導致染色體不穩(wěn)定,而染色體不穩(wěn)定性與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關。所以Hec1可能成為腫瘤基因治療的一個新的靶點。細胞生命過程中遺傳物質的穩(wěn)定性是通過有絲分裂過程中染色體在兩個子細胞中的均等分配而實施的。
細胞有絲分裂紡錘體微管與著絲粒的粘連是通過動點——組裝在著絲粒上的一個巨大的蛋白質復合物而實現(xiàn)的。高度動態(tài)的紡錘體微管粘連染色體需要著絲粒-動點蛋白機器能夠正確捕獲微管并保證其粘連的穩(wěn)定性。當動點與來自于兩極的微管粘接,這些不斷聚合和解聚的微管需與一系列蛋白質復合物協(xié)同作用才能使染色體排列到赤道板并最終將遺傳信息分配到子代細胞中。NEK2A磷酸化Hec1對于染色體穩(wěn)定性是必需的。
為了探究NEK2A磷酸化Hec1在哺乳動物細胞染色體分離中的機制,我們分析了體內和體外微管對動點的粘連情況,結果發(fā)現(xiàn)NEK2A調控了動點-微管的粘連,對于染色體的正確分離是必需的。ek2通過調節(jié)中心體來影響乳腺上皮增生癌變這一過程,為進一步探索乳腺癌早期診斷標志物及預后檢測指標并研究癌前病變、早期癌變的基因治療提供理論依據(jù)。NEK2在有絲分裂中主要參與G2~M期的關鍵點的調控,促進中心體成熟并影響染色體的濃集和紡錘體形成,其表達異常往往和細胞惡性轉化性疾病相關,在多種腫瘤細胞中存在過度表達,并引起中心體分裂多極化。
應用[8][9]
INH1(Microtubule Associated抑制劑)可用于腫瘤通路的研究:
NEK2(NIMA-related kinase 2,中心體及其相關激酶2)是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,能夠在細胞周期的各個階段對其進行調控。之前有研究發(fā)現(xiàn),在很多惡性腫瘤中都存在NEK2的過表達,并且,NEK2的過表達在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用。然而,在惡性膠質瘤核心區(qū)和瘤周區(qū)NEK2的表達模式及其預后價值仍不清楚。
采用免疫組織化學(IHC)、real-time PCR和Western blot檢測NEK2蛋白在腦膠質瘤組織及遠端非癌腦組織中的表達。同時,我們用western blot方法對NEK2發(fā)揮作用的信號通路進行篩選,重點檢測N-cadherin、E-cadherin、β-catenin、ERK和p-ERK蛋白表達。結果:實驗結果表明,相較于遠端非癌腦組織來說,在惡性膠質瘤中Nek2的mRNA水平及蛋白水平均有顯著上調。分析NEK2表達與病人基本信息發(fā)現(xiàn),NEK2的表達水平與膠質瘤惡性程度呈正相關。
進一步實驗研究提示我們,NEK2蛋白可以活化Wnt信號通路及MAPK信號通路,并且這些信號通路的活化也與NEK2的表達呈正相關。在多形性膠質母細胞瘤患者的研究中發(fā)現(xiàn),NEK2過表達之后,患者具有無進展生存時間過度縮短(5.6個月,*P=0.038)及總生存時間較短(11個月,**P=0.004)的情況存在??傊?這些實驗結果提示我們,NEK2可以作為治療惡性腦膠質瘤的分子靶點及預后標志物,尤其是多形性膠質母細胞瘤。
結論:1.NEK2在惡性腦膠質瘤中表達上調,且NEK2的表達與膠質瘤惡性程度呈正相關。2.NEK2在多形性膠質母細胞瘤中活化ERK及Wnt信號通路,3.NEK2的過表達與β-catenin、p-ERK水平呈明顯正相關,和ERK、N-cadherin的表達呈負相關。
參考文獻
[1]Aneuploidy Acts Both Oncogenically and as a Tumor Suppressor[J].Beth A.A.Weaver,Alain D.Silk,Cristina Montagna,Pascal Verdier-Pinard,Don W.Cleveland.Cancer Cell.2007(1)
[2]In Vitro FRAP Identifies the Minimal Requirements for Mad2 Kinetochore Dynamics[J].Martin Vink,Marco Simonetta,Pietro Transidico,Karin Ferrari,Marina Mapelli,Anna De Antoni,Lucia Massimiliano,Andrea Ciliberto,Mario Faretta,Edward D.Salmon,Andrea Musacchio.Current Biology.2006(8)
[3]Kinetochore Microtubule Dynamics and Attachment Stability Are Regulated by Hec1[J].Jennifer G.DeLuca,Walter E.Gall,Claudio Ciferri,Daniela Cimini,Andrea Musacchio,E.D.Salmon.Cell.2006(5)
[4]The Conserved KMN Network Constitutes the Core Microtubule-Binding Site of the Kinetochore[J].Iain M.Cheeseman,Joshua S.Chappie,Elizabeth M.Wilson-Kubalek,Arshad Desai.Cell.2006(5)
[5]Spindle checkpoint function requires Mad2-dependent Cdc20 binding to the Mad3 homology domain of BubR1[J].James Davenport,Loleta D.Harris,Rakesh Goorha.Experimental Cell Research.2006(10)
[6]Kinetochore structure and function[J].Gordon K.Chan,Song-Tao Liu,Tim J.Yen.Trends in Cell Biology.2005(11)
[7]The spindle checkpoint:tension versus attachment[J].Benjamin A.Pinsky,Sue Biggins.Trends in Cell Biology.2005(9)
[8]Polo-like Kinase 1 Creates the Tension-Sensing 3F3/2 Phosphoepitope and Modulates the Association of Spindle-Checkpoint Proteins at Kinetochores[J].Leena J.Ahonen,Marko J.Kallio,John R.Daum,Margaret Bolton,Isaac A.Manke,Michael B.Yaffe,P.Todd Stukenberg,Gary J.Gorbsky.Current Biology.2005(12)
[9]劉華杰.惡性膠質瘤中Nek2的表達及其在多形性膠質母細胞瘤中的預后價值[D].山東大學,2016.