柴蓓蓓，李正偉，許益娟，何培，張若鵬

(1大理大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，云南大理671000；2大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院)

MCM蛋白與女性生殖系統(tǒng)疾病發(fā)生發(fā)展關(guān)系的研究進(jìn)展

柴蓓蓓1，李正偉1，許益娟1，何培1，張若鵬2

(1大理大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，云南大理671000；2大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院)

微小染色體維持蛋白(MCM蛋白)廣泛存在于真核生物細(xì)胞中，主要以單倍體、二聚體、MCM4/MCM6/MCM7球形三聚體、MCM2～7環(huán)狀六聚體等形式存在；其參與DNA復(fù)制前復(fù)合物的形成、DNA復(fù)制的起始及DNA的延長，并保證在1個(gè)細(xì)胞周期中DNA的復(fù)制僅發(fā)生1次，是目前已知的評價(jià)細(xì)胞增殖最可靠的指標(biāo)之一。其參與卵母細(xì)胞的發(fā)育過程；可能通過影響DNA損傷修復(fù)能力導(dǎo)致原發(fā)性卵巢功能不全的發(fā)生；參與多囊卵巢綜合征的發(fā)生發(fā)展；可作為卵巢癌療效評價(jià)的潛在標(biāo)志物；參與子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展；可作為宮頸癌細(xì)胞復(fù)制應(yīng)激的備份，其調(diào)節(jié)機(jī)制可能與癌細(xì)胞中的HPV狀態(tài)有關(guān)。

女性生殖系統(tǒng)疾病；微小染色體維持蛋白；DNA復(fù)制

微小染色體維持蛋白(MCM蛋白)家族廣泛存在于真核生物細(xì)胞中，由MCM基因編碼，序列高度保守[1]。目前已知家族成員包括MCM1～10共10種MCM單體，這10種單體存在高度同源性。MCM蛋白家族與DNA復(fù)制的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性存在密切聯(lián)系，其參與了DNA復(fù)制前復(fù)合物的形成、DNA復(fù)制的起始及DNA的延長，并保證在1個(gè)細(xì)胞周期中DNA的復(fù)制僅發(fā)生1次[2]。故MCM蛋白的異常表達(dá)與DNA異常復(fù)制、染色體穩(wěn)定性的關(guān)系受到眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。女性進(jìn)入青春期后，其生殖系統(tǒng)中部分器官會受雌激素分泌的影響，進(jìn)入一個(gè)新的生長發(fā)育模式，如卵巢內(nèi)初級卵母細(xì)胞發(fā)育成成熟卵子、子宮內(nèi)膜周期性剝脫，均伴隨DNA和染色體的復(fù)制。同時(shí)，近年來發(fā)病率顯著增高、發(fā)病年齡趨于年輕化的生殖系統(tǒng)腫瘤亦與DNA的異常復(fù)制和染色體不穩(wěn)定有關(guān)。因此本文對MCM蛋白與女性生殖系統(tǒng)疾病的關(guān)系進(jìn)行分析總結(jié)。

1 MCM蛋白的結(jié)構(gòu)與功能

1.1 MCM蛋白的結(jié)構(gòu) MCM蛋白以ATP酶AAA+亞類結(jié)構(gòu)為主要特征，除MCM1蛋白、MCM10蛋白外，其余MCM蛋白均存在一個(gè)結(jié)構(gòu)相似(長度約200個(gè)氨基酸)的特殊核心區(qū)域，被稱為MCM盒。盒內(nèi)含WalkerA/B結(jié)構(gòu)、精氨酸鋅指結(jié)構(gòu)及丙氨酸結(jié)構(gòu)等[3]。MCM蛋白的C端有折疊的WH結(jié)構(gòu)域，N端不保守可延伸，故其可介導(dǎo)多聚體的形成，可結(jié)合DNA，調(diào)整DNA螺旋的程序化、極化。因此MCM蛋白能以單倍體、二聚體、MCM4/MCM6/MCM7球形三聚體、MCM2～7環(huán)狀六聚體等形式存在并發(fā)揮作用[4]。

1.2 MCM蛋白的功能 MCM蛋白是DNA復(fù)制必不可少的因子，但在靜止期細(xì)胞中不表達(dá)。MCM蛋白在真核細(xì)胞有絲分裂G1期表達(dá)開始增加，G1/S交界期達(dá)峰值，分裂晚期、G0期或衰老期表達(dá)下降[5～7]，因此其可作為細(xì)胞增殖活性標(biāo)志。在真核細(xì)胞分裂G1期早期，MCM2～7環(huán)狀六聚體復(fù)合物在啟動(dòng)子和起始識別復(fù)合體的作用下，通過細(xì)胞分裂周期蛋白6(Cdc6)和Cdc10依賴性轉(zhuǎn)錄因子1(Cdt1)裝載到復(fù)制起點(diǎn)的染色質(zhì)上，形成復(fù)制前復(fù)合物。進(jìn)入S期時(shí)，細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)和Dbf4依賴性蛋白激酶(DDK)促進(jìn)Cdc45、GINS與MCN2～7環(huán)狀復(fù)合物結(jié)合形成CMG復(fù)制解旋酶[8]。在此過程中，MCM4/MCM6/MCM7球狀復(fù)合物是解螺旋酶的核心，Cdc45、GINS是活化劑，MCM2～7環(huán)狀復(fù)合物負(fù)責(zé)DNA分子的打開和閉合[9，10]。MCM4亞基除了是復(fù)制檢查的靶目標(biāo)位點(diǎn)[11]，還參與DNA的復(fù)制、相關(guān)蛋白的裝配和MCM4/MCM6/MCM7解螺旋酶的活性調(diào)節(jié)[12]。MCM8蛋白、MCM9蛋白參與DNA的復(fù)制、同源重組以及損傷修復(fù)[13]。MCM1蛋白、MCM10蛋白與其他MCM蛋白不同源，但前者在 Bck2和Yox1競爭性結(jié)合的作用下參與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)起始基因的激活[14]，后者的C端與MCM2～7六聚體結(jié)合并相互作用，參與CMG復(fù)制解旋酶的激活[15]。

2 MCM蛋白與女性生殖系統(tǒng)疾病發(fā)生發(fā)展關(guān)系

2.1 卵母細(xì)胞發(fā)育 哺乳動(dòng)物初級卵母細(xì)胞中DNA的復(fù)制在G2期后會停止，但卵母細(xì)胞可在適宜的條件下重新啟動(dòng)DNA的復(fù)制，即減數(shù)分裂過程。Borsuk等[16]利用小鼠的雜交細(xì)胞系統(tǒng)分析得知，與普通真核生物細(xì)胞不同，卵母細(xì)胞重新啟動(dòng)的DNA復(fù)制過程中，Cdc6并未同MCM2～7復(fù)合物一起在細(xì)胞核中重組，復(fù)制中起主要作用的是細(xì)胞核內(nèi)MCM蛋白復(fù)合物的重組，且其對CDK和母源mRNA腺苷酸化的抑制均敏感。Murai等[17]研究表明，Cdc7和其調(diào)節(jié)亞基Dbf4可作用于卵母細(xì)胞和單細(xì)胞胚胎中的MCM蛋白，控制MCM蛋白的磷酸化，從而控制細(xì)胞發(fā)育和成熟過程。

2.2 原發(fā)性卵巢功能不全 原發(fā)性卵巢功能不全是一種雌激素缺乏、促性腺激素水平升高的內(nèi)分泌疾病?；颊咧饕憩F(xiàn)為40歲前原發(fā)或繼發(fā)性閉經(jīng)，可伴不孕，確切病因不明。近年來，經(jīng)基因測序發(fā)現(xiàn)其可能與MCM8基因、MCM9基因有關(guān)。Dou等[18]通過對192例散發(fā)病例的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MCM8基因上的兩個(gè)新型錯(cuò)義突變，MCM8、c.A950T(p.H317L)和c.A1802G(p.H601R)可能通過降低DNA的修復(fù)能力導(dǎo)致原發(fā)性卵巢功能不全發(fā)生。155例原發(fā)性卵巢功能不全患者做MCM8基因測序發(fā)現(xiàn)3個(gè)可能有損傷的突變，151例原發(fā)性卵巢功能不全患者做MCM9基因測序發(fā)現(xiàn)7個(gè)可能有損傷的突變。在鑒定出的可能會影響DNA損傷修復(fù)途徑的34個(gè)相關(guān)基因里，MCM8檢測組和MCM9檢測組中各有1個(gè)基因突變患者存在的突變與影響DNA損傷修復(fù)的相關(guān)基因相同，推測它們可能通過影響DNA損傷修復(fù)導(dǎo)致原發(fā)性卵巢功能不全的發(fā)生[19]。

2.3 多囊卵巢綜合征 多囊卵巢綜合征患者除高雄激素血癥外，還存在以胰島素抵抗、高胰島素血癥為表現(xiàn)的糖代謝異常和卵巢功能障。有研究建立小鼠卵巢胰島素抵抗體外模型，模擬多囊卵巢綜合征時(shí)卵巢的分泌情況，發(fā)現(xiàn)模型卵巢組織中MCM2蛋白高表達(dá)，推測MCM2蛋白的高表達(dá)可能與多囊卵巢綜合征有關(guān)[20]。正常卵巢組織中MCM2蛋白表達(dá)很低，而多囊卵巢綜合征患者M(jìn)CM2蛋白的表達(dá)升高可能與小的生長卵泡數(shù)目增加、顆粒細(xì)胞活躍有關(guān)。

2.4 卵巢癌 卵巢癌同多種MCM蛋白有關(guān)。潘云翠等[21]研究結(jié)果表明，MCM4蛋白高表達(dá)于卵巢漿液性腺癌組織和卵巢交界性漿液性瘤組織，推測其可作為卵巢漿液性腫瘤增殖的指標(biāo)，可用于卵巢良惡性腫瘤的鑒別。Levidou等[22]研究發(fā)現(xiàn)，MCM2蛋白、MCM5蛋白和復(fù)制蛋白A2(RPA2)高表達(dá)于卵巢漿液性腺癌組織，并且RPA2同MCM2蛋白、MCM5蛋白存在相互作用關(guān)系，三者表達(dá)升高均為卵巢漿液性腺癌發(fā)生的危險(xiǎn)因素。MCM3蛋白、MCM7蛋白、Ki-67高表達(dá)均與卵巢漿液性癌的發(fā)生有關(guān)，MCM3蛋白和Ki-67的表達(dá)量還同腫瘤的惡性程度相關(guān)[23]。卵巢癌患者經(jīng)紫杉醇、艾日布林治療后，MCM4蛋白表達(dá)下降，艾日布林治療后MCM4蛋白表達(dá)下降更明顯。故推測MCM4蛋白可作為艾日布林治療卵巢癌效果評價(jià)的潛在標(biāo)志物[24]。

2.5 子宮內(nèi)膜癌 研究結(jié)果顯示，子宮內(nèi)膜癌組織中MCM4蛋白、細(xì)胞色素P450 1B1(CYP1B1)均上調(diào)；如對CYP1B1基因進(jìn)行敲除后，CYP1B1、MCM4蛋白表達(dá)下調(diào)，且誘導(dǎo)干擾素β、顆粒酶A和腫瘤壞死因子等相關(guān)細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)配體在癌細(xì)胞中的表達(dá)上調(diào)[25]。由此推測MCM4蛋白表達(dá)上調(diào)與子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展有關(guān)，其可作為子宮內(nèi)膜癌的預(yù)測因子；若子宮內(nèi)膜癌患者M(jìn)CM4蛋白表達(dá)降低則有利于其恢復(fù)。Ray等[26]研究也認(rèn)為，MCM蛋白家族中的MCM2蛋白與子宮內(nèi)膜疾病有關(guān)，對子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展有預(yù)測作用。

2.6 子宮頸癌 Das等[27]發(fā)現(xiàn)，MCM2蛋白、MCM4蛋白、MCM5蛋白、MCM6蛋白、MCM7蛋白、MCM10蛋白在宮頸癌組織中高表達(dá)。其中，MCM4蛋白、MCM6蛋白、MCM10蛋白隨著腫瘤的發(fā)展表達(dá)量逐步增加。在不同類型損傷的子宮頸組織中，MCM4蛋白、MCM5蛋白、MCM6蛋白的表達(dá)存在差異。Das等[28]研究發(fā)現(xiàn)，MCM4-/HPV16+的SiHa細(xì)胞不能耐受亞致死劑量的長期順鉑治療(5 d)；而MCM4-/HPV16+/HPV18+的CaSki細(xì)胞對長期順鉑治療仍保持耐藥性。故推測過表達(dá)的MCM蛋白可能作為宮頸癌細(xì)胞復(fù)制應(yīng)激的備份，其調(diào)節(jié)機(jī)制可能與宮頸癌細(xì)胞中的HPV狀態(tài)有關(guān)。

綜上所述，MCM蛋白在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，不僅在生殖系統(tǒng)腫瘤的診斷、療效評價(jià)、預(yù)后評估、靶向治療或是尋找新的治療途徑方面擁有廣闊前景，將來還可能為不孕不育相關(guān)疾病的診療和病因研究等做出貢獻(xiàn)。

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10.3969/j.issn.1002-266X.2017.37.038

R711

A

1002-266X(2017)37-0110-03

大理大學(xué)博士科研啟動(dòng)費(fèi)項(xiàng)目(KYBS201612)；大理大學(xué)第一附屬醫(yī)院重點(diǎn)學(xué)(專)科建設(shè)項(xiàng)目(2017ZD02)。

張若鵬(E-mail：zrp263000@163.com)

2017-05-05)