CDCA2在腫瘤中的研究進展

曹金玉，陳敏洋，柯小林，劉繁榮

細胞分裂周期相關蛋白2(cell devision cycle associated 2, CDCA2)是與細胞周期有關的一種蛋白，CDCA2基因在人類基因組8號染色體上[1-3]。因CDCA2可以協同蛋白磷酸酶1(protein phosphatase 1, PP1)在細胞的有絲分裂過程中共同發揮作用[3-4]，故CDCA2蛋白又名為RepoMan(recruits PP1 onto mitotic chromatin at anaphase)。研究表明，CDCA2可參與核膜重組[5]、染色質重塑[6]、DNA損傷修復[7]等過程；還可影響腫瘤細胞周期、凋亡和增殖等生物學功能[8-11]。因此，CDCA2有望成為一個重要的腫瘤分子治療靶點，該文就CDCA2在腫瘤中的研究進展作一綜述。

1 CDCA2簡述

細胞分裂周期相關蛋白(cell devision cycle associated, CDCA)是與細胞周期有關的一種蛋白，CDCA基因共有CDCA1～8八個家族成員[12]。CDCA2是2006年由Trinkle-Mulcahy等[4]首次發現，其是一種新發現的、與細胞周期有關的蛋白。CDCA2基因位于人類基因組8號染色體上，該基因有15個外顯子[3-4]。Trinkle-Mulcahy等[4]首次將CDCA2蛋白分離出來，CDCA2蛋白的相對分子質量為11.3×104，由1 023個氨基酸組成。CDCA2蛋白有N和C端兩個染色體靶向結構域，N、C兩端分別在細胞有絲分裂過程中的不同時間和空間扮演著不同角色?，F有研究表明，一方面CDCA2可參與核膜重組、染色質重塑、DNA損傷和DNA修復等過程；另一方面CDCA2調控AKT/CCND1、p53、PI3K/AKT、HIF-1a等多種信號通路，進而參與多種腫瘤的發生、發展[13-17]。

2 CDCA2與腫瘤的關系

研究表明CDCA2在多種腫瘤中均高表達，并在腫瘤中發揮重要作用。明確CDCA2在肝細胞肝癌、腎透明細胞癌、肺腺癌、結直腸癌、食管鱗狀細胞癌和前列腺癌等多種惡性腫瘤中的表達及其作用機制，對腫瘤的早期診斷、分子靶點治療和預后均可提供新的理論依據。

2.1 CDCA2與肝細胞癌原發性肝癌是常見的發病率和病死率均高的惡性腫瘤，其最常見的亞型是肝細胞癌[18-19]。多項研究表明：CDCA2可通過多種信號通路調控肝細胞癌。Li等[13]研究證實CDCA2在肝細胞癌中高表達，CDCA2低表達可下調CCND1進而影響細胞周期G1/S期，該研究證明CDCA2是通過激活AKT/CCND1信號通路促進腫瘤細胞增殖過程。羅金武等[20]發現肝細胞癌中CDCA2呈高表達，與患者年齡、TNM分期、臨床分期、病理分級、AFP值均有關，與患者性別、N分期、肝功能分級無關，此研究也證實CDCA2與患者無復發生存率密切相關，CDCA2高表達患者的預后不佳。Yu等[14]發現CDCA2與病理分級和TNM分期呈正相關。Yu等[14]和Wu等[15]發現CDCA2可能通過多種信號通路(p53、NF-κB、PI3K-AKT、hippo)調控肝細胞癌的發生。Wang等[21]研究顯示：CDCA2與肝細胞癌中的甲基化和免疫浸潤的相關。

2.2 CDCA2與腎透明細胞癌腎透明細胞癌是腎癌的最常見亞型[19-22]。Li等[23]通過TCGA數據庫分析發現，CDCA2在腎癌組織中表達上調。隨后細胞學實驗進一步證實了CDCA2在腎癌細胞中表達上調。為深入研究CDCA2在腎癌細胞中的生物學功能和具體的作用機制，將腎透明細胞癌細胞786-O和CAKI-1轉染脂質體si-CDCA2，沉默CDCA2后癌細胞的生長受抑制；沉默CDCA2后CDK4和Cyclin D1等周期蛋白的表達降低；敲低CDCA2可增加786-O和CAKI-1細胞凋亡的比例，BCL-2蛋白表達顯著降低。綜上所述，CDCA2在腎透明細胞癌中扮演致癌因子的作用，參與腫瘤細胞的增殖、周期和凋亡等過程。

2.3 CDCA2與肺腺癌肺癌是全球發病率和病死率均高居首位的惡性腫瘤，其病理學類型以腺癌最常見[19,24]。肺腺癌通常是源于周圍肺組織，與患者吸煙關系不大[25]。Shi等[11]應用TCGA數據庫、實時熒光定量PCR和Western blot實驗檢測CDCA2在肺腺癌組織和細胞中的表達，發現CDCA2在肺腺癌組織和細胞中均呈高表達；利用CCK-8實驗、Western blot實驗、平板克隆實驗得出：過表達CDCA2能通過上調CCNE1促進肺腺癌細胞增殖，影響細胞周期G1期，但并不影響其凋亡過程；構建體外裸鼠成瘤模型結果表明，沉默CDCA2可抑制腫瘤的生長。多變量Cox回歸分析表明，CDCA2可能是肺腺癌患者潛在的獨立預后因素之一。提示CDCA2在肺腺癌中扮演著致癌因子的作用，其可能是一種新的肺腺癌預后生物標志物。

2.4 CDCA2與結直腸癌結直腸癌是常見的原發于結腸和(或)直腸的消化道惡性腫瘤，是導致患者死亡的主要原因之一[26]。Feng等[16]通過TCGA數據庫分析發現，CDCA2在結直腸癌組織中表達上調，CDCA2高表達與結直腸癌腫瘤大小和淋巴結轉移密切相關，而與患者年齡、原發灶部位無關；利用流式細胞實驗發現CDCA2可上調CCND1表達，進而促進細胞周期進程；通過實時熒光定量PCR、Western blot、免疫組化、CCK-8、平板克隆、小鼠成瘤模型等體內、體外多種實驗證實，CDCA2可能以CCND1為靶點，通過激活PI3K/AKT信號通路促進結直腸癌細胞的增殖。

2.5 CDCA2與食管鱗狀細胞癌食管癌是食管上皮來源的惡性腫瘤，主要分為鱗狀細胞癌和腺癌，以鱗狀細胞癌更常見[27]。Xu等[28]通過相關數據庫分析發現，CDCA2在食管鱗狀細胞癌組織中表達上調；應用Western blot實驗和實時熒光定量PCR分析食管鱗狀細胞癌細胞系中CDCA2蛋白和mRNA的表達發現，食管鱗狀細胞癌細胞中CDCA2也存在高表達，特別是KYSE450和TE13細胞。研究者為確定CDCA2促進食管鱗狀細胞癌抗輻射方面的重要作用，構建CDCA2相關慢病毒shRNA敲除細胞系KYSE450和TE13，細胞學實驗結果發現兩種細胞系中CDCA2表達均下調。生物學功能進一步研究發現，CDCA2與食管鱗狀細胞癌細胞增殖和周期密切相關，CDCA2可調控細胞周期G2/M期阻滯，進一步影響食管鱗狀細胞癌細胞的抗輻射能力。小鼠體內實驗進一步證實了在食管鱗狀細胞癌細胞中下調CDCA2可以抑制細胞增殖，提高腫瘤輻射敏感性。綜上所述，CDCA2可以調控食管鱗狀細胞癌的腫瘤生長，其是一個潛在的輻射增敏分子靶點。

2.6 CDCA2與前列腺癌前列腺癌是發生于前列腺上皮細胞的惡性腫瘤，是男性泌尿系統常見的腫瘤。Zhang等[17]使用RNA測序法檢測前列腺癌細胞株和正常前列腺組織發現，CDCA1～5在前列腺癌細胞系中表達上調，實時熒光定量PCR檢測結果與RNA測序結果一致；運用免疫組化檢測前列腺癌組織中CDCA2蛋白表達，分析CDCA2與臨床病理特征的相關性發現，CDCA2與前列腺癌腫瘤進展呈正相關。敲低CDCA2可抑制癌細胞的增殖活性，增加細胞凋亡。裸鼠移植瘤體內實驗表明：CDCA2低表達可抑制裸鼠體內腫瘤的生長。分析現有的ChIP測序和RNA測序結果以及相關文獻表明：CDCA2是缺氧信號通路的靶點，提示CDCA2可能通過調控HIF-1a/SMAD3信號通路進而參與調控前列腺癌的發生、發展。

2.7 CDCA2與其它腫瘤除上述腫瘤外，CDCA2在黑色素瘤、乳腺癌、鼻咽癌、胰腺導管腺癌、卵巢上皮癌、膀胱癌、神經母細胞瘤等多種腫瘤中均表達上調。Jin等[29]研究證實過表達CCAD1可促使CDCA2刺激黑色素瘤細胞的遷移能力，進而促進腫瘤的發展。矯璐宇等[30]的研究表明：沉默CDCA2可抑制細胞的增殖活性與克隆形成率，誘導乳腺癌細胞調亡，抑制腫瘤生長。羅玉珍[3]的實驗表明：CDCA2可能通過促進鼻咽癌細胞增殖和抑制鼻咽癌細胞凋亡來發揮促癌因子的作用。王夢一等[8]的實驗結果顯示：CDCA2可通過調控細胞周期過程調控胰腺導管腺癌的發生。另有研究表明[9]，卵巢上皮癌中CDCA2可能通過抗凋亡和促進細胞周期進程促進腫瘤的發生發展，提示其可能是卵巢上皮癌的一個潛在的治療靶點。Sugawara等[31]研究結果表明，在膀胱癌中下調CDCA2可抑制膀胱癌細胞的增殖活性，提示CDCA2在膀胱癌中發揮促癌因子作用。Krasnoselsky等[32]研究顯示：CDCA2基因在侵襲性神經母細胞瘤中過表達，提示CDCA2上調可能和侵襲性神經母細胞瘤的發生有關。另外，Xing等[33]發現CDCA2是胰腺腺癌不良預后的危險因素之一。羅倩等[34]發現CDCA2高表達胃癌患者的預后較好，推測CDCA2在胃癌組織中可能是通過HER-2信號通路發揮作用，但其在胃癌中的具體機制有待深入研究。

3 結語

迄今為止，關于CDCA2的研究仍處于初級階段，一方面在組織、細胞水平檢測CDCA2表達和其對腫瘤的影響及CDCA2可能參與的調控機制，另一方面動物模型實驗證實CDCA2表達可影響腫瘤生長[35]。CDCA2可通過調控AKT/CCND1、p53、PI3K/AKT、HIF-1a、HER-2、缺氧等多種信號通路發揮致癌或抑癌因子作用；此外，CDCA2可能通過競爭性RNA轉錄后調控模式進而參與腫瘤的發生[36]。研究表明，CDCA2表達與腫瘤分級、淋巴結轉移、病理分級、臨床分期呈正相關，而與患者性別、原發腫瘤部位無關。然而，CDCA2表達與患者年齡和總生存期的相關性在不同腫瘤中有不同結果。在結直腸癌中CDCA2表達與患者年齡無關[16]，而在肝細胞癌中CDCA2表達與患者年齡有關[20]。在肺腺癌和肝細胞癌中CDCA2表達與患者總生存時間呈負相關[11,15]，而在胃癌中兩者呈正相關[34]。關于CDCA2表達與肝細胞癌中N分期的相關性也有不同結果，羅金武等[20]研究認為CDCA2表達與N分期無關，而Yu等[14]發現過表達CDCA2與TNM分期相關。

總之，目前對CDCA2認知較淺，其在多種腫瘤中的調控機制、臨床病理特征等的相關性還有待多種實驗進一步證實，隨著對CDCA2的深入研究，其有望成為腫瘤的分子治療靶點和預后標志物。