MCM蛋白與女性生殖系統疾病發生發展關系的研究進展

柴蓓蓓，李正偉，許益娟，何培，張若鵬

(1大理大學臨床醫學院，云南大理671000；2大理大學第一附屬醫院)

MCM蛋白與女性生殖系統疾病發生發展關系的研究進展

柴蓓蓓1，李正偉1，許益娟1，何培1，張若鵬2

(1大理大學臨床醫學院，云南大理671000；2大理大學第一附屬醫院)

微小染色體維持蛋白(MCM蛋白)廣泛存在于真核生物細胞中，主要以單倍體、二聚體、MCM4/MCM6/MCM7球形三聚體、MCM2～7環狀六聚體等形式存在；其參與DNA復制前復合物的形成、DNA復制的起始及DNA的延長，并保證在1個細胞周期中DNA的復制僅發生1次，是目前已知的評價細胞增殖最可靠的指標之一。其參與卵母細胞的發育過程；可能通過影響DNA損傷修復能力導致原發性卵巢功能不全的發生；參與多囊卵巢綜合征的發生發展；可作為卵巢癌療效評價的潛在標志物；參與子宮內膜癌發生發展；可作為宮頸癌細胞復制應激的備份，其調節機制可能與癌細胞中的HPV狀態有關。

女性生殖系統疾病；微小染色體維持蛋白；DNA復制

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復制的穩定性和準確性存在密切聯系，其參與了DNA復制前復合物的形成、DNA復制的起始及DNA的延長，并保證在1個細胞周期中DNA的復制僅發生1次[2]。故MCM蛋白的異常表達與DNA異常復制、染色體穩定性的關系受到眾多學者的廣泛關注。女性進入青春期后，其生殖系統中部分器官會受雌激素分泌的影響，進入一個新的生長發育模式，如卵巢內初級卵母細胞發育成成熟卵子、子宮內膜周期性剝脫，均伴隨DNA和染色體的復制。同時，近年來發病率顯著增高、發病年齡趨于年輕化的生殖系統腫瘤亦與DNA的異常復制和染色體不穩定有關。因此本文對MCM蛋白與女性生殖系統疾病的關系進行分析總結。

1 MCM蛋白的結構與功能

1.1 MCM蛋白的結構 MCM蛋白以ATP酶AAA+亞類結構為主要特征，除MCM1蛋白、MCM10蛋白外，其余MCM蛋白均存在一個結構相似(長度約200個氨基酸)的特殊核心區域，被稱為MCM盒。盒內含WalkerA/B結構、精氨酸鋅指結構及丙氨酸結構等[3]。MCM蛋白的C端有折疊的WH結構域，N端不保守可延伸，故其可介導多聚體的形成，可結合DNA，調整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環狀六聚體等形式存在并發揮作用[4]。

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

2 MCM蛋白與女性生殖系統疾病發生發展關系

2.1 卵母細胞發育 哺乳動物初級卵母細胞中DNA的復制在G2期后會停止，但卵母細胞可在適宜的條件下重新啟動DNA的復制，即減數分裂過程。Borsuk等[16]利用小鼠的雜交細胞系統分析得知，與普通真核生物細胞不同，卵母細胞重新啟動的DNA復制過程中，Cdc6并未同MCM2～7復合物一起在細胞核中重組，復制中起主要作用的是細胞核內MCM蛋白復合物的重組，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和其調節亞基Dbf4可作用于卵母細胞和單細胞胚胎中的MCM蛋白，控制MCM蛋白的磷酸化，從而控制細胞發育和成熟過程。

2.2 原發性卵巢功能不全 原發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分泌疾病。患者主要表現為40歲前原發或繼發性閉經，可伴不孕，確切病因不明。近年來，經基因測序發現其可能與MCM8基因、MCM9基因有關。Dou等[18]通過對192例散發病例的研究結果發現，MCM8基因上的兩個新型錯義突變，MCM8、c.A950T(p.H317L)和c.A1802G(p.H601R)可能通過降低DNA的修復能力導致原發性卵巢功能不全發生。155例原發性卵巢功能不全患者做MCM8基因測序發現3個可能有損傷的突變，151例原發性卵巢功能不全患者做MCM9基因測序發現7個可能有損傷的突變。在鑒定出的可能會影響DNA損傷修復途徑的34個相關基因里，MCM8檢測組和MCM9檢測組中各有1個基因突變患者存在的突變與影響DNA損傷修復的相關基因相同，推測它們可能通過影響DNA損傷修復導致原發性卵巢功能不全的發生[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卵巢的分泌情況，發現模型卵巢組織中MCM2蛋白高表達，推測MCM2蛋白的高表達可能與多囊卵巢綜合征有關[20]。正常卵巢組織中MCM2蛋白表達很低，而多囊卵巢綜合征患者MCM2蛋白的表達升高可能與小的生長卵泡數目增加、顆粒細胞活躍有關。

2.4 卵巢癌 卵巢癌同多種MCM蛋白有關。潘云翠等[21]研究結果表明，MCM4蛋白高表達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，可用于卵巢良惡性腫瘤的鑒別。Levidou等[22]研究發現，MCM2蛋白、MCM5蛋白和復制蛋白A2(RPA2)高表達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系，三者表達升高均為卵巢漿液性腺癌發生的危險因素。MCM3蛋白、MCM7蛋白、Ki-67高表達均與卵巢漿液性癌的發生有關，MCM3蛋白和Ki-67的表達量還同腫瘤的惡性程度相關[23]。卵巢癌患者經紫杉醇、艾日布林治療后，MCM4蛋白表達下降，艾日布林治療后MCM4蛋白表達下降更明顯。故推測MCM4蛋白可作為艾日布林治療卵巢癌效果評價的潛在標志物[24]。

2.5 子宮內膜癌 研究結果顯示，子宮內膜癌組織中MCM4蛋白、細胞色素P450 1B1(CYP1B1)均上調；如對CYP1B1基因進行敲除后，CYP1B1、MCM4蛋白表達下調，且誘導干擾素β、顆粒酶A和腫瘤壞死因子等相關細胞凋亡誘導配體在癌細胞中的表達上調[25]。由此推測MCM4蛋白表達上調與子宮內膜癌發生發展有關，其可作為子宮內膜癌的預測因子；若子宮內膜癌患者MCM4蛋白表達降低則有利于其恢復。Ray等[26]研究也認為，MCM蛋白家族中的MCM2蛋白與子宮內膜疾病有關，對子宮內膜癌發生發展有預測作用。

2.6 子宮頸癌 Das等[27]發現，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。其中，MCM4蛋白、MCM6蛋白、MCM10蛋白隨著腫瘤的發展表達量逐步增加。在不同類型損傷的子宮頸組織中，MCM4蛋白、MCM5蛋白、MCM6蛋白的表達存在差異。Das等[28]研究發現，MCM4-/HPV16+的SiHa細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細胞對長期順鉑治療仍保持耐藥性。故推測過表達的MCM蛋白可能作為宮頸癌細胞復制應激的備份，其調節機制可能與宮頸癌細胞中的HPV狀態有關。

綜上所述，MCM蛋白在生殖醫學領域，不僅在生殖系統腫瘤的診斷、療效評價、預后評估、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疾病的診療和病因研究等做出貢獻。

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

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A

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

大理大學博士科研啟動費項目(KYBS201612)；大理大學第一附屬醫院重點學(專)科建設項目(2017ZD02)。

張若鵬(E-mail：zrp263000@163.com)

2017-05-05)