楊開炎，黃蘭誠，林鉆平，唐鳳珠

(1.廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸科，南寧 530000； 2.百色市人民醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科，廣西 百色 533000)

惡性腫瘤是僅次于缺血性心臟病的全球第二大死亡原因[1]。既往研究表明，惡性腫瘤是一種與基因組動態(tài)變化相關(guān)的疾病，致癌基因或抑癌基因的功能變化均可能導(dǎo)致惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展[2]。因此，腫瘤相關(guān)基因功能和分子機制的研究對惡性腫瘤的治療及預(yù)后均具有重要意義。異常紡錘體樣小頭畸形相關(guān)蛋白(abnormal spindle-like microcephaly-associated protein，ASPM)基因是果蠅異常紡錘體的人類直系同源基因。研究發(fā)現(xiàn)，ASPM 信使RNA通常在增生組織中表達，包括胚胎組織和成年人類組織，但成年人類組織中的ASPM水平遠低于胚胎組織，且在成人大腦中檢測不到ASPM表達；研究還發(fā)現(xiàn)，ASPM在多種惡性腫瘤中高表達，且其表達水平與細胞增殖的常見生物標(biāo)志物增殖細胞核抗原的表達水平相關(guān)[3]。Zeng等[4]研究發(fā)現(xiàn)，ASPM在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞系中高表達，敲低ASPM可顯著抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞增殖、遷移和侵襲。Zhang等[5]研究顯示，在肝癌樣本中ASPM表達上調(diào)，且與腫瘤侵襲性顯著相關(guān)。Gao等[6]報道，ASPM在膀胱癌中高表達，且與膀胱癌細胞的增殖有關(guān)。由此可見，ASPM與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，但ASPM在惡性腫瘤中的功能及分子機制目前尚未明確?，F(xiàn)就ASPM在惡性腫瘤中的研究進展予以綜述。

1 ASPM的分子結(jié)構(gòu)和生理功能

ASPM基因位于染色體1q31上，其產(chǎn)物位于紡錘體兩極、中心體和中間體，包含1個N端微管結(jié)合結(jié)構(gòu)域、2個鈣調(diào)蛋白同源結(jié)構(gòu)域、74個重復(fù)的鈣調(diào)蛋白結(jié)合異亮氨酸-谷氨酰胺結(jié)構(gòu)域和1個C端區(qū)域；根據(jù)氨基酸組成數(shù)量不同，ASPM轉(zhuǎn)錄本異構(gòu)體分別由3 477個氨基酸(ASPM-iⅠ)、1 892個氨基酸(ASPM-iⅡ)、1 389個氨基酸(ASPM-iⅢ)和1 062個氨基酸(ASPM-iⅣ)組成[3]。在正常或惡性人類組織中，與最大異構(gòu)體ASPM-iⅠ相比，ASPM-iⅡ、ASPM-iⅢ和ASPM-iⅣ缺乏某些功能域(如異亮氨酸-谷氨酰胺基序和鈣調(diào)蛋白同源結(jié)構(gòu)域)，表明不同的ASPM 轉(zhuǎn)錄本可能在正?；驉盒约毎邪l(fā)揮不同作用[7]。

中心體由一對中心粒以及中心粒周圍基質(zhì)組成，在動物細胞正確分裂中起作用，胞質(zhì)分裂后，每個子細胞均獲得一個中心體，然后在G1/S期以細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)2-細胞周期蛋白(Cyclin)E活性的方式復(fù)制；而中心體復(fù)制的調(diào)節(jié)異常可通過不恰當(dāng)?shù)娜旧w分離和異常細胞分裂導(dǎo)致腫瘤發(fā)生，因此保持準(zhǔn)確的中心體數(shù)量對細胞命運非常重要[8]。乳腺癌基因1(breast cancer gene 1，BRCA1)位于中心體，是一種DNA修復(fù)相關(guān)蛋白，在中心體維持中起關(guān)鍵作用，敲低BRCA1可導(dǎo)致中心體過度復(fù)制[8-9]。Zhong等[10]發(fā)現(xiàn)，敲低ASPM表達與BRCA1蛋白水平降低相關(guān)，ASPM可能通過調(diào)節(jié)BRCA1參與中心體復(fù)制和有絲分裂紡錘體極形成；研究還發(fā)現(xiàn)，ASPM在有絲分裂間期位于中心體，在有絲分裂前期至末期位于紡錘體極。

ASPM的主要功能包括正確引導(dǎo)有絲分裂中紡錘體向兩極運動以及維持細胞質(zhì)的均等分裂，在協(xié)調(diào)有絲分裂過程中發(fā)揮作用[11]。在大腦發(fā)育過程中，ASPM可促使神經(jīng)上皮細胞對稱增殖分裂，并通過促進神經(jīng)母細胞增殖和控制有絲分裂的方向使大腦表面擴張[12]，因此ASPM缺失可導(dǎo)致小頭畸形[13]。以上研究表明，在生理條件下，ASPM主要通過調(diào)控細胞周期發(fā)揮重要作用。

2 ASPM與腫瘤的關(guān)系

腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個多因素、多環(huán)節(jié)、多階段的過程，主要包括細胞異常增殖、侵襲、遷移、循環(huán)擴散以及血管生成和遠處克隆等。ASPM在多種惡性腫瘤中高表達，通過調(diào)控腫瘤細胞不同的生物學(xué)過程及信號通路，影響惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后。

2.1ASPM調(diào)控腫瘤細胞周期 細胞周期異常改變是惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵步驟之一，因此細胞周期紊亂可引發(fā)細胞癌變。CDK是細胞周期調(diào)控的重要因素，可通過磷酸化其底物調(diào)控細胞周期。有報道顯示，ASPM可通過穩(wěn)定Cyclin E調(diào)節(jié)Cyclin E-CDK2復(fù)合物的活性，從而影響有絲分裂的持續(xù)，如ASPM可在神經(jīng)前體細胞分裂過程中穩(wěn)定Cyclin E的豐度并通過G1限制點[11]。因此，ASPM缺失或突變可導(dǎo)致細胞周期紊亂[14]。Chen等[15]研究發(fā)現(xiàn)，敲低ASPM可降低人類惡性膠質(zhì)瘤細胞系中Cyclin E的表達，導(dǎo)致人類惡性膠質(zhì)瘤細胞系細胞周期停滯在G0/G1期；研究還發(fā)現(xiàn)，Cyclin E可免疫共沉淀ASPM，表明ASPM可與Cyclin E相互作用，并通過Cyclin E控制細胞周期。此外，Cyclin D1和CDK4作為細胞周期調(diào)節(jié)因子，在調(diào)節(jié)正常和腫瘤細胞的細胞周期中也發(fā)揮重要作用，許多原癌基因可通過調(diào)控Cyclin D1-CDK4信號通路影響細胞周期，從而促進腫瘤細胞異常增殖[16]。Yuan等[17]發(fā)現(xiàn)，敲低ASPM可導(dǎo)致人肺鱗狀細胞癌中的Cyclin D1和CDK4水平顯著降低，進而導(dǎo)致G1/S期阻滯。Cyclin B1是G2/M期中起調(diào)控作用的重要周期蛋白，Cyclin B1與CDK1結(jié)合為有絲分裂促進因子，驅(qū)動G2/M期轉(zhuǎn)換[18]。生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，ASPM可與CDK1相互作用[19]，提示ASPM也可能調(diào)控G2/M期轉(zhuǎn)換。Komatsu等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在三陰性乳腺癌臨床樣本和細胞系中ASPM的表達均上調(diào)，敲低內(nèi)源性ASPM可導(dǎo)致G2/M周期阻滯。以上研究表明，ASPM在調(diào)節(jié)腫瘤細胞周期中發(fā)揮重要作用。

2.2ASPM調(diào)控腫瘤干細胞特性及上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT) 腫瘤干細胞具有自我更新能力且可產(chǎn)生異質(zhì)性腫瘤細胞，對腫瘤細胞的存活、增殖以及腫瘤轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)均有重要作用。與其他增殖細胞相比，ASPM對神經(jīng)干細胞或祖細胞尤為重要[3]。研究發(fā)現(xiàn)，用干擾小RNA抑制ASPM可減少膠質(zhì)母細胞瘤細胞和神經(jīng)干細胞增殖[21]。Vulcani-Freitas等[22]報道，ASPM過表達可能與髓母細胞瘤的發(fā)生、進展有關(guān)，ASPM可通過改變干細胞的分化能力，促進髓母細胞瘤的進展。此外，ASPM還可調(diào)控其他腫瘤干細胞。如Pai等[23]研究顯示，ASPM可通過Wnt/β聯(lián)蛋白(β-catenin)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)前列腺癌細胞的干細胞特性，促進腫瘤侵襲。Hsu等[7]發(fā)現(xiàn)，ASPM-iⅠ主要在細胞質(zhì)中表達，其表達可影響胰腺導(dǎo)管腺癌細胞的Wnt活性、干細胞特性和致瘤性，而ASPM-iⅡ主要存在于細胞核內(nèi)，主要影響胰腺導(dǎo)管腺癌細胞中Cyclin E的表達和細胞周期進程。以上研究表明，ASPM可通過調(diào)控腫瘤干細胞特性影響腫瘤細胞增殖、侵襲和遷移，與多種人類腫瘤相關(guān)。

EMT是一個細胞過程，細胞失去其上皮特征并獲得間充質(zhì)細胞特征，導(dǎo)致其可更有效地遷移并侵入底層間充質(zhì)[24]。越來越多的證據(jù)表明，EMT通過誘導(dǎo)間充質(zhì)細胞標(biāo)志物的表達、降低上皮標(biāo)志物的表達參與腫瘤的侵襲和早期轉(zhuǎn)移[25-26]。Wang等[27]研究發(fā)現(xiàn)，敲低ASPM可抑制間充質(zhì)標(biāo)志物神經(jīng)鈣黏素和Snail的表達并誘導(dǎo)上皮標(biāo)志物上皮鈣黏素的表達，進而抑制EMT過程，影響肺腺癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。Xia等[28]研究表明，ASPM的異常表達可通過調(diào)節(jié)EMT過程或基質(zhì)金屬蛋白酶的表達促進非小細胞肺癌細胞的侵襲，而ASPM沉默可顯著降低EMT標(biāo)志物和基質(zhì)金屬蛋白酶水平。以上研究表明，ASPM可通過調(diào)控EMT影響腫瘤細胞的遷移和侵襲，但目前關(guān)于ASPM調(diào)控EMT的研究仍較少。

2.3ASPM調(diào)控的腫瘤信號通路 Wnt是一類分泌型糖蛋白，通過自分泌或旁分泌發(fā)揮作用。Wnt可與細胞表面特異性受體相互作用，通過下游分子的磷酸化和去磷酸化過程，使β-catenin聚集于胞質(zhì)中；游離的β-catenin進入細胞核內(nèi)可影響下游靶基因轉(zhuǎn)錄，其異常表達或激活均可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[29-30]。Wnt/β-catenin信號通路在細胞發(fā)育和分化中起關(guān)鍵作用，與腫瘤發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[29]。同時，異常的Wnt/β-catenin信號通路還與人類惡性腫瘤的高發(fā)病率和病死率密切相關(guān)[30]。Stemmer等[31]報道，Wnt信號通路可通過上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子Slug、Snail和Twist的表達，下調(diào)鈣黏素的表達促進EMT，增強細胞遷移和侵襲能力。研究表明，ASPM下調(diào)可減弱惡性膠質(zhì)瘤中Wnt/β-catenin信號通路的活性[15]。此外，Zhou等[32]在子宮內(nèi)膜癌細胞系中構(gòu)建Wnt熒光素酶報告基因，并將子宮內(nèi)膜癌細胞系分為敲低ASPM組和空白對照組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，敲低ASPM組的熒光素酶活性低于空白對照組，表明敲低ASPM可顯著抑制Wnt介導(dǎo)的熒光素酶報告基因的激活，且與空白對照組相比，敲低ASPM組的β-catenin、c-myc、Cyclin D1表達水平以及細胞活性、遷移和侵襲能力均顯著減弱，而過表達β-catenin可逆轉(zhuǎn)敲低ASPM的影響。Pai等[23]研究發(fā)現(xiàn)，前列腺癌患者的ASPM表達顯著上調(diào)，ASPM可通過與蓬亂蛋白-3交互作用抑制蛋白酶體降解，從而增強Wnt誘導(dǎo)的β-catenin的轉(zhuǎn)錄活性，影響前列腺癌細胞的增殖和侵襲。ASPM-iⅠ可與Wnt信號通路成員蓬亂蛋白-2共定位，用特異性干擾小RNA沉默ASPM-iⅠ導(dǎo)致蓬亂蛋白-2和β-catenin水平均顯著降低，表明ASPM-iⅠ是Wnt通路的重要調(diào)節(jié)劑[33]。

磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)信號通路控制關(guān)鍵的細胞過程，包括新陳代謝、運動、生長和增殖等，這些細胞過程異常與腫瘤細胞的存活、擴增和傳播有關(guān)，PI3K/Akt信號通路異常激活是人類惡性腫瘤最常見的事件之一[34-35]。Wang等[27]研究發(fā)現(xiàn)，敲低ASPM可影響PI3K和磷酸化Akt的表達水平，進而影響肺腺癌細胞的遷移與侵襲能力，但ASPM與PI3K/Akt信號通路的直接關(guān)系還有待進一步研究證實。以上研究表明，ASPM可通過調(diào)控Wnt/β-catenin信號通路和PI3K/Akt信號通路，影響腫瘤細胞增殖、遷移和侵襲。

2.4ASPM參與腫瘤細胞DNA雙鏈斷裂修復(fù) 放療可直接導(dǎo)致惡性腫瘤細胞DNA雙鏈斷裂，某些化療藥物也可破壞惡性腫瘤細胞DNA分子結(jié)構(gòu)或影響核苷酸合成代謝過程，從而導(dǎo)致雙鏈DNA斷裂。同源重組是一種在兩個相似或相同的DNA分子核苷酸序列之間交互的遺傳重組，可精確修復(fù)DNA雙鏈的斷裂，通過同源重組修復(fù)DNA雙鏈斷裂對于確保基因組穩(wěn)定性至關(guān)重要[36]。BRCA1是介導(dǎo)同源重組DNA修復(fù)的重要蛋白，BRCA1可直接與BRCA2相互作用，通過調(diào)節(jié)DNA斷裂處依賴BRCA2的BRCA2-RAD51修復(fù)機制微調(diào)同源重組修復(fù)[37]。有研究報道，ASPM蛋白與BRCA1蛋白可以相互作用[38]。抑制ASPM 表達，增加BRCA1與含HECT和RLD結(jié)構(gòu)域的E3泛素蛋白連接酶2的相互作用，可導(dǎo)致BRCA1泛素化增強和蛋白質(zhì)水平降低，從而損害同源重組修復(fù)效率和染色體穩(wěn)定性，并導(dǎo)致腫瘤細胞對放療敏感[36]。非同源末端鏈接是另一種DNA雙鏈斷裂修復(fù)機制，非同源末端鏈接修復(fù)機制完全不需要任何模板的幫助，相關(guān)修復(fù)蛋白可直接將雙股斷裂的末端拉近，再在DNA連接酶的幫助下，將斷裂的兩股鏈重新接合。Iliakis等[39]研究發(fā)現(xiàn)，抑制ASPM可降低非同源末端鏈接信號通路修復(fù)DNA雙鏈斷裂的能力。Kato等[40]研究顯示，敲低ASPM可損害DNA雙鏈斷裂修復(fù)，從而增加放療及某些腫瘤治療藥物的敏感性。以上研究表明，ASPM參與腫瘤細胞DNA雙鏈斷裂修復(fù)，并與腫瘤細胞化療或放療耐藥性有關(guān)。

2.5ASPM與腫瘤進展、復(fù)發(fā)及預(yù)后的關(guān)系 目前關(guān)于ASPM與腫瘤臨床相關(guān)性的研究較多。Zeng等[4]研究表明，ASPM信使RNA與膠質(zhì)瘤的病理分級及患者的不良預(yù)后均呈顯著正相關(guān)，提示ASPM信使RNA表達升高是膠質(zhì)瘤惡性進展和侵襲性的標(biāo)志。除神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤外，ASPM還參與卵巢癌的進展，并與卵巢癌的腫瘤分級等臨床特征相關(guān)。如Alsiary等[41]研究發(fā)現(xiàn)，在卵巢癌漿液亞型中，胞質(zhì)ASPM水平降低與腫瘤分級增加有關(guān)；在卵巢癌子宮內(nèi)膜樣亞型中，胞質(zhì)ASPM水平升高與腫瘤分級增加有關(guān)。陳悅康等[42]研究顯示，ASPM基因表達水平與腎透明細胞癌患者性別、腫瘤分級、T分期、M分期以及臨床分期均顯著相關(guān)。Lin等[43]研究發(fā)現(xiàn)，ASPM信使RNA在肝細胞癌中表達上調(diào)，且與腫瘤轉(zhuǎn)移、早期腫瘤復(fù)發(fā)以及不良預(yù)后相關(guān)。此外，ASPM高表達還與膀胱癌及前列腺癌患者不良預(yù)后呈正相關(guān)[6，44]。張銳等[45]通過免疫組織化學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)，ASPM在非小細胞肺癌患者腫瘤組織中高表達，且其表達水平是影響非小細胞肺癌患者預(yù)后的危險因素。而ASPM不同轉(zhuǎn)錄本對腫瘤的預(yù)后價值也不同，Hsu等[7]分析50例胰腺導(dǎo)管腺癌患者腫瘤標(biāo)本中的ASPM轉(zhuǎn)錄本發(fā)現(xiàn)，只有ASPM-iⅠ亞型的表達對患者預(yù)后有重要意義。以上研究表明，ASPM與多種腫瘤的臨床病理特征及預(yù)后相關(guān)，因此可作為腫瘤患者預(yù)后的重要指標(biāo)。

3 小 結(jié)

ASPM可調(diào)控腫瘤的細胞周期、干細胞特性、EMT以及Wnt/β-catenin、PI3K/Akt信號通路，并參與腫瘤細胞DNA雙鏈斷裂修復(fù)，導(dǎo)致腫瘤細胞增殖、侵襲、遷移以及患者化療或放療耐藥。目前對于ASPM轉(zhuǎn)錄本的研究較少，由于不同ASPM轉(zhuǎn)錄本具有不同的功能，深入研究ASPM不同轉(zhuǎn)錄本可為精準(zhǔn)開發(fā)ASPM的靶向療法提供幫助。雖然目前關(guān)于ASPM調(diào)控Wnt/β-catenin信號通路的研究較多，但ASPM與其他腫瘤信號通路的關(guān)系仍需進一步探索。ASPM在腫瘤組織中高表達，與腫瘤進展、復(fù)發(fā)及預(yù)后相關(guān)，可作為腫瘤的預(yù)測靶標(biāo)，但其預(yù)測價值仍需未來進一步研究驗證。此外，ASPM在胚胎組織中高表達，在成人組織中低表達，且在成人腦組織中不表達，表明ASPM的組織表達特異性較高，因此靶向ASPM不良反應(yīng)更少，可以為未來惡性腫瘤的治療提供更多選擇。