Aurora-A與卵巢癌早期診斷、耐藥性產(chǎn)生和預(yù)后之間關(guān)系的研究進展

高 蓓，胡 軍

( 1. 大連醫(yī)科大學(xué) 2007級七年制, 遼寧 大連 116044; 2. 大連醫(yī)科大學(xué) 組織胚胎學(xué)教研室, 遼寧 大連 116044)

Aurora 蛋白激酶家族包括Aurora-A、Aurora-B、Aurora-C，在有絲分裂過程中均承擔(dān)著重要的生理功能，其異常表達將導(dǎo)致細胞分裂發(fā)生錯誤，與食管癌、肝癌、前列腺癌、卵巢癌等多種腫瘤的發(fā)生有關(guān)。其中Aurora-A是一種參與有絲分裂的絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶，具有調(diào)節(jié)中心體成熟、分離以及紡錘體裝配的功能，并且在調(diào)節(jié)細胞周期G2/M期轉(zhuǎn)變以及檢測點方面發(fā)揮重要的作用。Aurora-A表達異常，會引起細胞分裂發(fā)生錯誤，最終導(dǎo)致腫瘤的形成。

1 Aurora-A與中心體

中心體在細胞有絲分裂過程中承擔(dān)著重要作用。在有絲分裂間期的G1/S期過渡期，兩個中心粒分離、復(fù)制，S期裝配各種蛋白，即成熟過程；G2期成熟的中心體分離，移向細胞兩極，形成紡錘體，參與染色體的分離，從而維持子代細胞遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性。如果上述過程受到阻礙，會造成多倍體的形成，導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。

Aurora-A在S期定位于中心體，參與中心體的成熟。果蠅中，D-TACC是一種中心體蛋白，與穩(wěn)定、組織中心體微管有關(guān)。MsPs是一種微管相關(guān)蛋白，在維持紡錘體的完整性方面發(fā)揮作用。Aurora-A 可以與D-TACC直接結(jié)合并將其磷酸化，磷酸化的D-TACC與MsPs結(jié)合形成復(fù)合物，進而，Aurora-A促進該復(fù)合物聚集到中心體上。利用RNAi沉默Aurora-A后，D-TACC與MsPs 將不再聚集到中心體。D-TACC 與MsPs可以發(fā)生相互作用，當(dāng)Aurora-A基因突變后，不僅在有絲分裂紡錘體極的分布減少，而且D-TACC 與MsPs的相互作用也被破壞，導(dǎo)致微管的長度及密度下降，既影響中心體的分離，也影響了紡錘體的裝配與穩(wěn)定。Aurora-A還通過另一個中心體蛋白CNN(centrosomin)調(diào)節(jié)γ-TuRC (γ-tubulin ring complex) 的募集[1]。秀麗線蟲中還有一種中心體蛋白SPD-2，也依靠Aurora-A 募集到中心體，已經(jīng)證實Aurora-A參與了SPD-2的磷酸化[2]。

Aurora-A還可能通過對一些動力蛋白，如驅(qū)動蛋白、驅(qū)動蛋白相關(guān)蛋白(kinesins related protein，KRP)的磷酸化參與G2期中心體的分離過程。Aurora-A也參與了紡錘體的形成，Joukov V等[3]研究發(fā)現(xiàn)中心體蛋白cep192(SPD-2)通過參與Aurora-A的活化過程催化中心體驅(qū)導(dǎo)的紡錘體形成。cep192直接作用于Aurora-A定位于中心體并形成寡聚體。這些內(nèi)源性Aurora-A二聚體在cep192的作用下誘發(fā)了潛在的Aurora-A活性進而驅(qū)動了微管聚集。

2 Aurora-A與細胞周期轉(zhuǎn)換

腫瘤發(fā)生與細胞周期紊亂密切相關(guān)。G1/S期及G2/M期是細胞周期中的2個關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點。Seki等[4]發(fā)現(xiàn)，Aurora-A可以與細胞不對稱分裂相關(guān)蛋白Bora協(xié)同作用，激活Polo樣激酶1(PLK1)，并誘導(dǎo)體細胞進入有絲分裂。Ouchi M等[5]研究發(fā)現(xiàn)，Aurora-A 可與BRCA1 結(jié)合使其磷酸化，參與細胞G2/M期轉(zhuǎn)換。

Jantscher F等[6]發(fā)現(xiàn)，在人類原始細胞中短暫的Auraro-A過表達可以引起細胞周期蛋白Cyclin D1的表達減少，導(dǎo)致Rb蛋白的磷酸化減少，從而引起G1/S期阻滯；若Cyclin D1表達增多，可以使細胞通過Aurora-A介導(dǎo)的G1/S期阻滯，但是仍無法通過G2/M期檢測點，使細胞阻滯在G2期。但當(dāng)Aurora-A作用于P53及Rb后，可以使部分細胞成功逃逸，成為異倍體。

在有絲分裂開始，高爾基體發(fā)生了多級的碎裂過程，以使其能正常分割進入子代細胞。若抑制此過程將導(dǎo)致G2/M期阻滯，說明在有絲分裂中存在一個高爾基體檢測點。實驗發(fā)現(xiàn)，阻止該過程將減少中心體招募Aurora-A和其激活。而Aurora-A過表達能跨越G2/M期阻滯，說明Aurora-A是參與高爾基體檢測點的一個重要因素[7]。Cazales M等[8]在體外實驗中發(fā)現(xiàn)Aurora-A可磷酸化M期CDK的激活劑CDC25的353位絲氨酸。當(dāng)353位被抗體封閉后，細胞顯示出G2/M 阻滯期。

3 Aurora-A與細胞惡性轉(zhuǎn)化

Aurora-A可以通過上調(diào)癌基因c-myc的表達及抑制抑癌基因p53的作用等使細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。有研究發(fā)現(xiàn)，在人卵巢細胞HIOSE118、乳腺上皮細胞MCF210A中高表達Aurora-A可以上調(diào)c-myc，通過與人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶啟動子上c-myc 結(jié)合位點誘導(dǎo)端粒酶活性[9]，從而使細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。

抑癌基因p53能直接和Aurora-A的N端結(jié)合并抑制其活性。但Aurora-A高度活化又可以對P53 315 位絲氨酸磷酸化，導(dǎo)致P53通過泛素化途徑降解，從而抑制P53對其的負調(diào)控。Aurora-A 還可以對P53 215位絲氨酸磷酸化，導(dǎo)致P53活性降低，抑制細胞凋亡從而造成細胞惡性增殖[10]。Hsueh KW等[11]研究發(fā)現(xiàn)，Aurora-A可以磷酸化p53的轉(zhuǎn)錄激活物hnRNPK，雖沒有影響hnRNPK的轉(zhuǎn)錄后活性或細胞內(nèi)定位，但是影響了其與p53的相互作用。

4 Aurora-A與卵巢癌的關(guān)系

4.1 Aurora-A與卵巢癌早期診斷

卵巢癌是具有高度轉(zhuǎn)移性的疾病，而且是婦科惡性腫瘤的主要致死原因, 對此病還沒有很好的臨床預(yù)測指標(biāo)。Gritsko TM等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在10%～25%的卵巢癌中有Aurora-A的過表達。體外酶活性分析，在92例原發(fā)性卵巢癌患者中， 44例(48%)Aurora-A活性增加，52例(57%)Aurora-A含量升高。含量的增多很大程度上意味著Aurora-A活性也增加了。Aurora-A過表達、活性高多見于早期低等級的卵巢癌。此外，經(jīng)免疫組化染色實驗發(fā)現(xiàn)，Aurora-A更多表達于非侵襲性腫瘤。結(jié)果提示，Aurora-A的改變是人類卵巢癌發(fā)生中的早期事件。

Kulkarni AA等[13]研究發(fā)現(xiàn)，Ki67、Mcm2、聯(lián)會蛋白、Aurora-A 和Aurora-B與腫瘤分級、多倍體形成有明顯關(guān)系。其中Aurora-A及其H3S10ph還與亞基國際聯(lián)合會婦產(chǎn)科腫瘤分期有明顯關(guān)系。在同組人群中，Aurora-A 與腫瘤多倍體是無疾病存活率的預(yù)測值，而Aurora-A 在早期階段有著特別的預(yù)測價值。

4.2 Aurora-A與卵巢癌耐藥

很大一部分復(fù)發(fā)性卵巢癌患者對化療藥物紫杉醇產(chǎn)生了耐藥性。有數(shù)據(jù)顯示，Aurora-A的過表達與紫杉醇耐藥性產(chǎn)生有關(guān)[14]。實驗結(jié)果顯示，Aurora-A激酶的抑制物VE-465與紫杉醇共同使用，誘導(dǎo)卵巢癌細胞凋亡的量是單獨使用紫杉醇的4.5倍。表明對于Aurora-A高表達的患者可以在使用紫杉醇的同時聯(lián)合使用Aurora-A激酶抑制物，從而逆轉(zhuǎn)耐藥，取得更好的療效[15]。而Aurora-A激酶抑制物MK-0457與多烯紫杉醇聯(lián)合應(yīng)用也比多烯紫杉醇單獨治療的療效更好，誘導(dǎo)凋亡的效率更高[16]。

Yang H等[17]研究Aurora-A的過表達使卵巢癌細胞產(chǎn)生耐藥性的機制發(fā)現(xiàn)，異位表達的Aurora-A通過依賴P53途徑激活A(yù)Kt，使細胞對順鉑、依托泊苷、紫杉醇產(chǎn)生了多藥耐藥性。Aurora-A抑制了細胞色素C的釋放和順鉑引發(fā)的Bax構(gòu)象改變。通過RNAi技術(shù)敲除Aurora-A基因，能使卵巢癌細胞恢復(fù)對順鉑的敏感性而發(fā)生凋亡，降低野生型P53細胞的磷酸化AKt水平。使用AKt抑制物ApI-2，可以克服Aurora-A對卵巢癌細胞的保護作用，逆轉(zhuǎn)耐藥性。可見Aurora-A經(jīng)P53途徑激活A(yù)Kt誘導(dǎo)產(chǎn)生耐藥性，抑制AKt也許是克服Aurora-A介導(dǎo)的耐藥性的有效方式。

Chefetz I等[18]研究發(fā)現(xiàn)，Aurora-A抑制物MK-5108作用于卵巢上皮癌干細胞，細胞內(nèi)發(fā)生了以下變化：異多倍體產(chǎn)生，細胞周期阻滯，NF-κB活性抑制，細胞因子減少，細胞核IKBa積聚。由此看出抑制Aurora-A過表達，通過細胞周期阻滯和影響NF-κB通路，使得卵巢上皮癌干細胞增殖減少；另一方面，卵巢上皮癌干細胞與卵巢上皮癌的耐藥性有關(guān)。故Aurora-A是治療卵巢癌耐藥性的有效靶點。同樣，Sun C等[19]發(fā)現(xiàn)人類卵巢癌細胞表達高水平的NF-κB與對細胞毒性物質(zhì)依托泊苷產(chǎn)生耐藥性相關(guān)。經(jīng)Aurora-A抑制物治療，可以下調(diào)NF-κB活性，恢復(fù)卵巢癌細胞對依托泊苷的敏感性。

4.3 Aurora-A與卵巢癌患者的預(yù)后

Landen CN等[20]研究發(fā)現(xiàn)，與正常卵巢上皮細胞相比，58名卵巢癌患者的樣本(82.8%)中Aurora-A明顯高表達，且與腫瘤細胞中超數(shù)中心體有關(guān)。過表達Aurora-A的卵巢癌患者的生存率降低。經(jīng)過多變量分析，Aurora-A高表達與不適合手術(shù)及不良生存率有關(guān)。故Aurora-A也許可以作為卵巢癌預(yù)測生存率的指標(biāo)。

Lassus H等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在27%卵巢癌樣本中有 Aurora-A過表達，其中11%在細胞質(zhì)中過表達，17%為細胞核過表達，且都與生存時間短、增殖指數(shù)高和P53異常有關(guān)。但細胞質(zhì)過表達與異倍體有關(guān)，且為磷酸化的Aurora-A；而細胞核過表達與DNA多倍體、低醫(yī)療成效有關(guān)。提示細胞質(zhì)與細胞核中Aurora-A過表達可能具有不同的作用。在多變量分析中，Aurora-A與對治療后無病生存率、分期、分級、多倍體是獨立的預(yù)后因素。

Yang G等[22]實驗發(fā)現(xiàn)，敲除Aurora-A減少了中心體擴增、紡錘體變形、染色質(zhì)畸變，最終減少了腫瘤的生長。Aurora-A基因沉默阻滯了細胞周期的進行，通過恢復(fù)P21、RB、BRCA2的表達，增強了損害。在高等級的漿液性卵巢癌中，BRCA2陽性預(yù)示著整體較好，無病生存率較高；而Aurora-A與BRCA2的比值越高，整體情況越差，生存率越低。也許可以將Aurora-A與BRCA2的比值作為卵巢癌患者的治療預(yù)后指標(biāo)。

卵巢癌已成為中國目前惡性腫瘤中導(dǎo)致女性死亡的首要原因。探索卵巢癌新的治療藥物及新的腫瘤標(biāo)記物和治療靶點，是目前卵巢癌治療的研究熱點。Aurora-A由于其生理功能及其與腫瘤形成的關(guān)系已經(jīng)成為一個新的靶點。目前，對Aurora-A的生理功能、分子結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)機制、與其他致癌基因、抑癌基因的關(guān)聯(lián)、在腫瘤形成過程中的作用及機制已經(jīng)有了許多闡述，但仍有許多問題亟待進一步的研究，以更好地服務(wù)于臨床。

參考文獻：

[1] LeBot N, Tsai MC, Andrews RK, et al.TAC-1,a regulator of microtubule length in the C.Elegans embryo[J]. Curr Biol, 2003, 13(17):1499-1505.

[2] Kemp CA, Kopish KR，Zipperlen P, et al. Centrosome maturation and duplication in C.elegans require the coiled-coil protein SPD-2[J]. Dev Cell, 2004, 6(4):511-523.

[3] Joukov V, De Nicolo A, Rodriguez A, et al. Centrosomal protein of 192 kDa (Cep192) promotes centrosome-driven spindle assembly by engaging in organelle-specific Aurora A activation[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2010,107(49):21022-21027.

[4] Seki A,Coppinger JA, Jang CY,et al. Bora and the Kinase Aurora-A Cooperatively Activate the Kinase Plk1 and Control Mitotic Entry[J]. Science, 2008, 320(5883):1655-1658.

[5] Ouchi M,Fujiuchi N,Sasai K,et al . BRCA1 phosphorylation by Aurora-A in the regulation of G2to M trainsition [J]. J Biol Chem, 2004, 279(19):19643-19648.

[6] Jantscher F, Pirker C, Mayer CE, et al. Overexpression of Aurora-A in primary cells interferes with S-phase entry by diminishing Cyclin D1 dependent activities[J]. Mol Cancer， 2011, 16(10):28.

[7] Persico A, Cervigni RI, Barretta ML,et al. Golgi partitioning controls mitotic entry through Aurora-A kinase[J]. Mol Biol Cell, 2010,21(21):3708-3721.

[8] Cazales M， Schmitt E，Montembault E，et al . CDC25B phosphorylation by Aurora-A occurs at the G2/M transition and is inhibited by DNA damage[J]. Cell Cycle, 2005, 4(9):1233-1238.

[9] Yang H,Ou CC,Feldman RI,et al. Aurora-A kinase regulates telomerase activity through c-Myc in human ovarian and breast epithelialcells[J]. Cancer Res, 2004, 64(2):463-467.

[10] Liu Q,Kaneko S,Yang L,et al. Aurora-A abrogation of p53 DNA binding and transactivation activity by phosphorylation of serine 215[J]. J Biol Chem, 2004, 279(50):52175-52182.

[11] Hsueh KW, Fu SL, Huang CY,et al.Aurora-A phosphorylates hnRNPK and disrupts its interaction with p53[J]. FEBS Lett， 2011, 585(17):2671-2675.

[12] Gritsko TM,Coppola D,Paciga JE,et al. Activation and overexpression of centrosome kinase BTAK/Aurora-A in human ovarian cancer[J]. Clin Cancer Res, 2003, 9(4):1420-1426.

[13] Kulkarni AA, Loddo M, Leo E,et al. DNA replication licensing factors and aurora kinases are linked to aneuploidy and clinical outcome in epithelial ovarian carcinoma[J]. Clin Cancer Res, 2007, 13(20):6153-6161.

[14] Anand S,Penrhyn Lowe S,Venkit araman AR,et al. Aurora-A amplification overrides the mitotic spindle assembly check point,inducing resistance to Taxol[J]. Cancer Cell, 2003, 3(1):51-62.

[15] Scharer CD,Laycock N,Osunkoya AO,et al. Aurora kinase inhibitors synergize with paclitaxel to induce apoptosis in ovarian cancer cells[J]. J Transl Med, 2008, 11(6):79.

[16] Yvonne G Lin, Anand Immaneni, William M Merritt,et al. Targeting Aurora Kinase with MK-0457 Inhibits Ovarian Cancer Growth[J]. Clin Cancer Res, 2008, 14(17):5437-5446.

[17] Yang H, He L, Kruk P,et al. Aurora-A induces cell survival and chemoresistance by activation of Akt through a p53-dependent manner in ovarian cancer cells[J]. Int J Cancer, 2006, 119(10):2304-2312.

[18] Chefetz I, Holmberg JC, Alvero AB, et al. Inhibition of Aurora-A kinase induces cell cycle arrest in epithelial ovarian cancer stem cells by affecting NFκB pathway[J]. Cell Cycle, 2011, 10(13):2206-2214.

[19] Sun C, Chan F, Briassouli P,et al. Aurora kinase inhibition downregulates NF-kappaB and sensitises tumour cells to chemotherapeutic agents[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2007, 352(1):220-225.

[20] Landen CN Jr,Lin YG,Immaneni A,et al.Overexpression of the Centrosomal Protein Aurora-A Kinase is Associated with Poor Prognosis in Epithelial Ovarian Cancer Patients[J]. Clin Cancer Res, 2007, 13(14):4098-4104.

[21] Lassus H, Staff S, Leminen A, et al.Aurora-A overexpression and aneuploidy predict poor outcome in serous ovarian carcinoma[J]. Gynecol Oncol, 2011, 120(1):11-17.

[22] Yang G, Chang B, Yang F,et al.Aurora kinase A promotes ovarian tumorigenesis through dysregulation of the cell cycle and suppression of BRCA2[J]. Clin Cancer Res, 2010, 16(12):3171-3181.