秘嘉慶 秦倩 馬惠涵 馬梅杰 綜述 馮勤梅 審校

近年來，惡性腫瘤嚴重威脅人們的健康和生命[1]。在中國其每年發(fā)病率和死亡率分別占全球的23.7%和30%，且腫瘤負擔持續(xù)增加，降低發(fā)病率、死亡率，提高早診率、生存率是中國腫瘤防控的突破點[2]。 其中對于惡性腫瘤治療中的耐藥及復(fù)發(fā)仍是目前一大難點。隨著精準醫(yī)療的廣泛推進，基因分子靶向精準治療是一種很有前途的方法，通過對患者基因測序進行靶向治療在臨床案例中顯現(xiàn)出良好的治療效果，因此需要探索更好的治療靶點，改進治療。而蘇氨酸和酪氨酸激酶(Threonine and tyrosine kinase，TTK)又稱單極紡錘體1(Mps1)，能夠保證染色體的穩(wěn)定性，其異常表達可增加染色體不穩(wěn)定性，從而導致腫瘤的發(fā)生。鑒于TTK在細胞分裂中的關(guān)鍵功能，可能成為新的治療靶點和生物標志物。本文將對TTK在腫瘤治療中的研究進展及其對腫瘤預(yù)后的預(yù)測進行綜述。

1 TTK基因的認識

生命的基礎(chǔ)是一個細胞能夠在其子細胞之間準確地將其基因組物質(zhì)均勻地分開。染色體的分離錯誤會導致遺傳物質(zhì)在細胞分裂過程中不準確地分配給子細胞，并導致諸如染色體重排、特定基因組區(qū)域的獲得/丟失和/或整個染色體的獲得/丟失(即非整倍體)。這些缺陷可能會導致細胞死亡或腫瘤的發(fā)生[3]。TTK是一種雙重特異性蛋白激酶，能磷酸化絲氨酸/蘇氨酸和酪氨酸[4]。且TTK是紡錘體組裝檢查點(SAC)的核心組成部分，SAC是一個關(guān)鍵的監(jiān)控機制，它通過延遲有絲分裂的進程來防止染色體的錯分，直到所有的染色體都正確地附著在紡錘體微管上，能夠保證染色體的準確分離。紡錘體組裝檢查點的失活會導致有絲分裂點的提前退出，最終導致染色體不穩(wěn)定和非整倍體形成甚至細胞死亡，SAC可確保細胞的健康生長和精確分裂[5-7]。此外，通過Northern印跡分析，除了睪丸和胎盤外，TTK基因的轉(zhuǎn)錄本在正常器官中幾乎沒有檢測到。然而，高水平的TTK在許多類型的人類惡性腫瘤中很容易被發(fā)現(xiàn)，TTK的異常表達必然影響SAC的功能[8]。我們可以看出TTK對維持染色體穩(wěn)定性有重要作用，因此，TTK可能成為新的靶點用于腫瘤的治療與腫瘤預(yù)后的預(yù)測。

2 TTK與腫瘤治療

2.1 TTK與胰腺癌

胰腺癌患者的中位生存期為5～8個月，因其易轉(zhuǎn)移，故其預(yù)后差，需要發(fā)現(xiàn)更好的治療靶點，持續(xù)改進治療，從而延長患者生存期。Stratford等[9]通過分析原發(fā)性腫瘤患者與正常胰腺的基因表達譜，發(fā)現(xiàn)了TTK的過表達，且在胰腺導管腺癌原發(fā)腫瘤和細胞系的亞群中過表達。通過RNA干擾技術(shù)敲除TTK基因可導致細胞周期異常，誘導細胞凋亡，降低細胞增殖。選擇性抑制TTK可引起SAC的覆蓋誘導細胞周期阻滯。Kaistha等[10]研究也同樣發(fā)現(xiàn)TTK在人胰腺導管腺癌中高表達。通過采用RNA干擾技術(shù)敲除TTK基因后細胞增殖明顯減弱，而凋亡和壞死率顯著增加。

2.2 TTK與乳腺癌

乳腺癌是一種常見的惡性腫瘤，也是全球女性癌癥死亡的主要原因，占女性癌癥發(fā)病的24%和癌癥死亡的15%，乳腺癌正在成為發(fā)達國家和發(fā)展中國家的主要疾病負擔[11]。Riggs等[12]研究發(fā)現(xiàn)并報告了一系列新的2，4，5-三取代-7H-吡咯嘧啶的合成和結(jié)構(gòu)活性關(guān)系，該物質(zhì)具有獨特的針對TTK和CLK2(mRNA剪接)的雙重抑制特性，對三陰乳腺癌腫瘤細胞系具有強大的抑制作用，通過進一步設(shè)計和優(yōu)化，選擇出了有效性和選擇性的化合物，該化合物具有良好的體內(nèi)外活性特征以及靜脈藥代動力學性能，并在多種三陰乳腺癌異種移植模型中產(chǎn)生了強大的體內(nèi)單藥療效，且沒有顯著的體重減輕。King等[13]研究表明，TTK通過TGF-β和KLF5信號轉(zhuǎn)導調(diào)節(jié)三陰乳腺癌細胞上皮-絨毛膜細胞轉(zhuǎn)化的作用和信號通路，發(fā)現(xiàn)了TTK抑制劑在三陰乳腺癌中的靶向信號通路。

2.3 TTK與肺癌

目前，肺癌是最常見且最致命的癌癥之一，發(fā)病率呈逐年上升趨勢。據(jù)統(tǒng)計，目前我國肺癌患者病死率高達90%，居惡性腫瘤首位[14]。Chen等[15]研究發(fā)現(xiàn)，USP9X在非小細胞肺癌中表達增加，通過采用化學標記、定量蛋白質(zhì)組學篩選等方法，對A549肺癌細胞進行USP9X RNA干擾前后的分析，并進行了體外和體內(nèi)功能實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TTK是USP9X的潛在底物，且USP9X通過直接相互作用和K48泛素鏈上TTK的高效去泛素化穩(wěn)定了TTK。當敲除USP9X或TTK可抑制細胞增殖、遷移和腫瘤發(fā)生，并且通過對非小細胞肺癌病理標本進行免疫組化，分析顯示USP9X和TTK的蛋白質(zhì)表達水平在腫瘤組織中顯著升高。

2.4 TTK與肝癌

肝細胞癌是全球第五大常見惡性腫瘤，是原發(fā)性肝癌中最常見的一種，預(yù)后不佳，盡管有多種治療方法可供選擇，但這些治療方法伴隨著嚴重的副作用。Miao等[16]經(jīng)過多組學分析(包括全基因組和轉(zhuǎn)錄組測序)，發(fā)現(xiàn)與鄰近肝組織相比，肝癌患者腫瘤組織中TTK蛋白水平顯著升高。實驗發(fā)現(xiàn)TTK可促進細胞生長和細胞擴散，以及防止衰老和自噬，敲除TTK可抑制人肝癌細胞的生長和惡性潛能。在實驗動物模型中，體外敲除TTK能有效地阻斷人肝癌細胞在老鼠體內(nèi)的生長。通過系統(tǒng)地將TTK siRNAs輸送到已經(jīng)有腫瘤的老鼠肝臟中，TTK的體內(nèi)沉默限制了肝癌細胞在肝內(nèi)的擴散。這種干預(yù)與腫瘤侵襲性、衰老和自噬增加有關(guān)。

3 TTK抑制劑與化療藥物聯(lián)合應(yīng)用于腫瘤治療

3.1 TTK抑制劑與膠質(zhì)母細胞瘤

膠質(zhì)瘤作為一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤中最常見的惡性病理類型，死亡率極高，是最難以治療的惡性實體腫瘤之一。而在所有膠質(zhì)瘤中，惡性程度最高的是膠質(zhì)母細胞瘤[17]。Tannous等[18]研究開發(fā)了一種TTK的選擇性小分子抑制劑MPS1-IN-3，它能引起膠質(zhì)母細胞瘤細胞的有絲分裂異常，并與長春新堿聯(lián)合誘導有絲分裂檢查點覆蓋，增加非整倍體，增加細胞死亡。MPS1-IN-3使小鼠膠質(zhì)母細胞瘤細胞對長春新堿敏感，延長存活時間，無毒性。因此TTK可能成為膠質(zhì)母細胞瘤的治療靶點，其抑制劑MPS1-IN-3可選擇性抑制膠質(zhì)母細胞瘤細胞對抗有絲分裂藥物的敏感性。

3.2 TTK抑制劑與乳腺癌

Maia等[19]研究開發(fā)了一種高效、選擇性的TTK小分子抑制劑NTRC 0066-0。該化合物具有靶向時間長、抑制多種人類癌細胞增殖等特點，其效價與已上市的細胞毒性藥物相同，NTRC 0066-0聯(lián)合多西紫杉醇可使三陰乳腺癌模型小鼠存活率提高一倍，延長腫瘤緩解期，且無毒性。且治療效果只有在兩種化合物的協(xié)同作用下才能實現(xiàn)，表明在體內(nèi)兩者存在協(xié)同作用。紫杉醇類藥物治療在這類患者中很常見。但是，安全性問題限制了紫杉醇的臨床應(yīng)用，即急性骨髓毒性和累積性外周感覺神經(jīng)毒性，二者合用可以有效擴大紫杉醇在臨床的應(yīng)用范圍[20-21]，靶向藥物可以使紫杉醇以較低的劑量給藥，同時保持相同的療效，可以為三陰乳腺癌患者的治療提供顯著的益處。因此提出將TTK作為三陰乳腺癌新輔助治療的新靶點。

3.3 TTK抑制劑與肺癌

Wu等[22]研究發(fā)現(xiàn)，ATP結(jié)合盒是導致多藥耐藥的一個關(guān)鍵因素，例如ABCG2。CC-671是TTK和CLK2的強選擇性抑制劑。研究發(fā)現(xiàn)CC-671是一種有效的ABCG2逆轉(zhuǎn)劑，CC-671的逆轉(zhuǎn)作用主要是由于抑制了ABCG2的藥物外排活性，從而導致細胞內(nèi)化療藥物水平升高，可以提高化療藥物對ABCG2過度表達肺癌細胞的療效。此外，CC-671不改變ABCG2的蛋白表達或亞細胞定位。計算分子對接分析表明CC-671與ABCG2的結(jié)合位點具有很高的結(jié)合親和力。

4 TTK抑制劑與放射治療聯(lián)合應(yīng)用于腫瘤的治療

4.1 TTK抑制劑與膠質(zhì)母細胞瘤

Maachani等[23]通過TTK抑制劑NMS-P715與放射治療聯(lián)合作用于多個模型系統(tǒng)(包括膠質(zhì)母細胞瘤細胞系、正常星形膠質(zhì)細胞和正常成纖維細胞系)，并進行檢測，發(fā)現(xiàn)NMS-P715通過減少DNA雙鏈斷裂修復(fù)和誘導輻射后有絲分裂突變，提高膠質(zhì)母細胞瘤細胞的放射敏感性，且NMS-P715聯(lián)合分次劑量放療可顯著抑制腫瘤增殖。

4.2 TTK抑制劑與乳腺癌

基底樣乳腺癌在放射治療后的局部復(fù)發(fā)率最高。通過基因表達與早期局部復(fù)發(fā)的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)TTK可能是治療耐藥性的中介。抑制TTK可能通過多種機制增加放射治療的敏感性，代表了一個可行的治療策略[24]。Chandler等[25]通過遺傳和藥理學方法抑制TTK可增強多個基底樣細胞系的放射敏感性，在體內(nèi)TTK抑制劑聯(lián)合放射療法應(yīng)用于基底樣乳腺癌細胞導致異位和原位腫瘤生長顯著下降，這些數(shù)據(jù)支持TTK抑制劑作為基底樣乳腺癌患者放射增敏策略的臨床發(fā)展的基本原理。

5 TTK與腫瘤預(yù)后

5.1 TTK與膠質(zhì)母細胞瘤

有研究表明，TTK在膠質(zhì)母細胞瘤中的過度表達與腫瘤分級呈正相關(guān)，甚至在最低級別的膠質(zhì)瘤中，與生存時間呈負相關(guān)[19，23，26]。Wang等[27]研究發(fā)現(xiàn)，TTK在膠質(zhì)母細胞瘤中高表達，尤其在膠質(zhì)瘤干細胞樣細胞中，且在膠質(zhì)母細胞瘤患者中TTK高表達，預(yù)后差，說明TTK對膠質(zhì)瘤干細胞樣細胞維持腫瘤干性至關(guān)重要。且TTK在膠質(zhì)母細胞瘤中富集，與膠質(zhì)母細胞瘤患者預(yù)后不良有關(guān)，實驗還發(fā)現(xiàn)TTK是膠質(zhì)瘤干細胞樣細胞體外增殖、自我更新和體內(nèi)腫瘤發(fā)生所必需的。通過RNA干擾技術(shù)敲除TTK基因，發(fā)現(xiàn)沉默TTK可顯著降低膠質(zhì)瘤干細胞樣細胞的生長和腫瘤發(fā)生。

5.2 TTK與乳腺癌

據(jù)報道TTK在促進細胞侵襲中起作用。在乳腺癌中，高表達的TTK與侵襲性和治療抵抗有關(guān)。此外，在乳腺癌細胞系和患者樣本中觀察到TTK高表達。且三陰乳腺癌細胞株表現(xiàn)出最高水平的TTK表達，而敲除TTK增加細胞凋亡并抑制腫瘤生長[13]。但是Xu等[28]采用免疫組織化學方法檢測169例三陰乳腺癌患者的TTK表達，通過受試者工作特征曲線確定TTK表達的切點，運用統(tǒng)計學方法分析其與患者臨床病理因素和生存期的關(guān)系，結(jié)果顯示TTK是一種與三陰乳腺癌生存有關(guān)的良好預(yù)后生物標志物。因此，TTK基因在乳腺癌預(yù)后預(yù)測方面仍有待進一步研究。

5.3 TTK與肺癌

Zhang等[29]通過在GEO和TCGA數(shù)據(jù)庫中下載miRNAs和mRNAs的表達譜，經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)處理，選擇非小細胞肺癌組織和正常組織中的差異表達基因(DEGs)和差異表達miRNA(DEMs)，并構(gòu)建調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)，使用RT-PCR驗證了幾個關(guān)鍵的DEMs和DEGs，并采用多因素Logistic回歸分析對結(jié)果進行了統(tǒng)計學解釋。發(fā)現(xiàn)34個DEGs(包括TOP2A、CCNB1、BIRC5和TTK)和2個miRNAs(miR-21-5p和miR-31-5p)與非小細胞肺癌的預(yù)后顯著相關(guān)。Zheng等[30]對癌癥基因組圖譜的調(diào)查顯示，與正常肺組織相比，肺腺癌和鱗狀細胞癌中TTK表達較高。這與肺腺癌患者的不良預(yù)后相關(guān)。Tsai等[31]發(fā)現(xiàn)TTK在肺癌患者腫瘤組織中上調(diào)，并在體內(nèi)外增強腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。Du等[32]通過結(jié)合基因表達與患者生存率和體外功能研究的相關(guān)性，確定了LMO1是一個癌基因，其表達與肺癌的神經(jīng)內(nèi)分泌分化有關(guān)，是肺癌侵襲性和預(yù)后的決定因素，而且TTK介導LMO1在肺癌細胞中的致癌作用。

5.4 TTK與宮頸癌

在中國，宮頸癌是導致女性癌癥死亡的主要原因之一，盡管外科技術(shù)、放射治療和化學療法得到了發(fā)展，但生存率幾乎沒有提高，我們需要探討新的治療靶點。Kang等[33]利用NCBI的GEO數(shù)據(jù)集，分析發(fā)現(xiàn)TTK在宮頸癌中的表達與宮頸癌患者放化療后的病情緩解有關(guān)。Guo等[34]發(fā)現(xiàn)HPV16E7通過干擾Mps1-MAP4信號級聯(lián)干擾宿主有絲分裂進程的分子機制，從而導致感染窗口的擴大，并可能促進HPV16的持續(xù)感染。

5.5 TTK與膀胱癌

Chen等[35]采用免疫組化、qRT-PCR和Western印跡法檢測70例膀胱癌組織和正常膀胱上皮組織中TTK的表達水平，并進行了細胞活力和細胞遷移實驗，發(fā)現(xiàn)膀胱癌組織中TTK表達水平明顯高于癌旁組織。細胞活力和細胞遷移分析顯示，TTK促進人膀胱癌細胞的增殖和遷移。此外，通過用qRT-PCR檢測上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物標志物，發(fā)現(xiàn)TTK介導上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化。

5.6 TTK與腎透明細胞癌

Liu等[36]采用免疫組化檢測了112例腎透明細胞癌組織及鄰近非腫瘤組織中TTK的表達水平，發(fā)現(xiàn)腫瘤組織TTK表達相對高，并于T分期和淋巴轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)。敲除TTK可抑制體外細胞增殖和侵襲。通過將TTK shRNA慢病毒注射至小鼠皮下發(fā)現(xiàn)TTK促進小鼠腎細胞癌的生長和轉(zhuǎn)移，提出TTK通過誘導細胞增殖和侵襲參與透明細胞癌的增殖和轉(zhuǎn)移。

6 小結(jié)與展望

TTK是一種重要的紡錘體組裝檢查點激酶，其過表達在許多人類腫瘤中普遍存在。抑制TTK活性會損害紡錘體組裝檢查點，增加染色體錯配錯誤，降低癌細胞存活率。一些TTK抑制劑在各種腫瘤細胞系和異種移植模型中顯示出顯著的抗增殖活性[37-38]，TTK極有可能成為腫瘤治療靶點和預(yù)測預(yù)后的標志物。目前關(guān)于TTK在卵巢癌的研究僅限于生物信息學分析，發(fā)現(xiàn)TTK在卵巢癌中高表達，且與預(yù)后不良有關(guān)[39-41]，因此需要進一步研究分析TTK與卵巢癌的確切關(guān)系及其機制。