CHFR基因?qū)?xì)胞周期的調(diào)節(jié)作用

摘要：細(xì)胞在長期進(jìn)化過程中發(fā)展出一套保證細(xì)胞周期中DNA復(fù)制和染色體分配質(zhì)量的檢查機(jī)制，通常被稱為細(xì)胞周期檢查點(diǎn)。CHFR （checkpoint with FHA and ring finger）基因是最近新發(fā)現(xiàn)的一種有絲分裂前期檢查點(diǎn)，在正常組織中廣泛表達(dá)。許多研究表明CHFR在細(xì)胞分裂過程中發(fā)揮著重要作用，當(dāng)細(xì)胞分裂存在有絲分裂應(yīng)激時(shí)，CHFR通路激活引起Plk1的泛素化并降解，控制Cdc2激酶的活性，阻止細(xì)胞于有絲分裂前期，它的表達(dá)增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)應(yīng)激的生存能力。本文對(duì)有關(guān)CHFR基因結(jié)構(gòu)、定位及其對(duì)細(xì)胞周期調(diào)控功能的研究進(jìn)展作一綜述。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞周期有絲分裂前期檢查點(diǎn)CHFR基因

引言

在有絲分裂過程中，染色體運(yùn)動(dòng)都是通過紡錘體微管與染色體上的動(dòng)粒/中心體的相互作用實(shí)現(xiàn)的。染色體異常是腫瘤標(biāo)志性特征，70 %的腫瘤表現(xiàn)為非整倍體。染色體分離有三個(gè)步驟。一個(gè)有絲分裂應(yīng)激響應(yīng)通路是Scolnick和Halazonetis[1]于2000年發(fā)現(xiàn)的一種能夠檢測處于分裂期正常細(xì)胞的分裂情況及控制分裂進(jìn)行的基因，命名為CHFR。細(xì)胞存在有絲分裂應(yīng)激時(shí)，CHFR通路激活延遲染色體凝集和中心體分離，因此它是一個(gè)有絲分裂前期檢查點(diǎn)，它的表達(dá)增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)應(yīng)激的生存能力。近幾年來，這個(gè)檢查點(diǎn)作用機(jī)制的研究是細(xì)胞生物學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)，本文就這一方面作簡要回顧。

1.CHFR基因的結(jié)構(gòu)與定位

CHFR基因克隆和定位在染色體12q24. 3，其編碼產(chǎn)物為664個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)，N2端有叉頭相關(guān)（forkhead associated，F(xiàn)HA）區(qū)和環(huán)指（ring finger）區(qū)，羧基端有半胱氨酸富集區(qū)。CHFR可能是包含F(xiàn)HA區(qū)和環(huán)指區(qū)家族的一員，這個(gè)家族的其他成員有有絲分裂檢查點(diǎn)蛋白Dma1（有絲分裂缺陷蛋白）、Yhr115c和Yn1116w，而Dma1、Yhr115c和Yn1116w彼此高度相關(guān)，Dma1阻止退出有絲分裂期[2]。CHFR的FHA區(qū)能識(shí)別并結(jié)合磷酸化蛋白質(zhì)[3-5]，并在中心體附近并影響微管結(jié)合[6]，其蛋白為細(xì)胞周期檢查點(diǎn)，因此命名為CHFR。

2.CHFR基因的功能

2.1 CHFR是泛素化連接酶

有兩個(gè)可能機(jī)制：第一，自動(dòng)泛素化的活性可能與底物連接酶活性是分離的。第二個(gè)可能是CHFR同時(shí)泛素化自身和底物，并被降解。這個(gè)機(jī)制存在于c2Cb1連接酶，c2Cb1調(diào)節(jié)自身和c2Src的泛素化。兩個(gè)蛋白質(zhì)泛素化都需要激酶參與，并且c2Cb1的絲氨酸被Src磷酸化，提示自身泛素化和底物泛素化是互相依賴的[7-8]。

2.2 CHFR是P1k1的泛素連接酶和有絲分裂應(yīng)激激活通路

在有絲分裂應(yīng)激存在時(shí)，是CHFR一種延遲進(jìn)入有絲分裂期所需的檢查點(diǎn)蛋白。他是一種在有絲分裂早前期到中前期過渡時(shí)調(diào)控Cdc2激酶活性的泛素化連接酶。因此，CHFR通路被定義為一種新的調(diào)控進(jìn)入有絲分裂期的依賴泛素化的蛋白質(zhì)水解通路早期起始有絲分裂事件，包括核膜破裂和染色體凝集，需要有絲分裂激酶的激活，如Cdc2/CyclinB。CHFR可能通過控制Cdc2/CyclinB的底物來調(diào)節(jié)核膜破裂和染色體凝集。CHFR的FHA區(qū)能使蛋白磷酸化，因此，蛋白激酶可能充當(dāng)他的上游并調(diào)節(jié)他的活性[9-11]。

3.CHFR在腫瘤細(xì)胞中的高甲基化現(xiàn)象

已有研究發(fā)現(xiàn)了CHFR基因監(jiān)控有絲分裂過程的一種全新機(jī)制。肺癌CHFR基因啟動(dòng)子區(qū)腫瘤特異的異常超甲基化，以及與難以檢測到CHFR轉(zhuǎn)錄之間的聯(lián)系，在37個(gè)原代肺癌細(xì)胞中，有7個(gè)檢測到CHFR異常超甲化，CHFR基因異常超甲基化的細(xì)胞株，經(jīng)去甲基化試劑5-氮-2-脫氧胞苷處理恢復(fù)表達(dá)。研究表明，肺癌CHFR基因失活是由于它的啟動(dòng)子區(qū)異常超甲基化。需要在生物學(xué)和生化方面研究CHFR基因失活是如何促使肺癌進(jìn)展，以進(jìn)一步支持CHFR基因失活與癌之間的聯(lián)系。任一突變類型對(duì)肺癌的不同基因似乎都是重要的，那么外遺傳學(xué)機(jī)制CHFR基因可能優(yōu)先失活，如啟動(dòng)子區(qū)的異常超甲基化。同時(shí)G與A錯(cuò)換突變導(dǎo)致基因重要功能降低，可能代表一個(gè)功能的多形性[12-13]。

結(jié)語

腫瘤細(xì)胞的周期調(diào)控異常在腫瘤發(fā)生過程中起十分關(guān)鍵的作用。有絲分裂前期檢查點(diǎn)CHFR可能具有抑癌基因的作用，但許多資料來源于爪蟾等低等動(dòng)物，所以用它們來推測人體細(xì)胞的生命活動(dòng)，難以回答腫瘤發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵問題。其作用機(jī)制的研究還只是剛剛開始，檢查點(diǎn)的失調(diào)如何導(dǎo)致癌癥的發(fā)生機(jī)制也遠(yuǎn)未闡明。對(duì)CHFR在腫瘤中作用的研究，可能為放療和化療等多靶位治療癌癥提供理論及技術(shù)基礎(chǔ)，還有許多問題等待我們?nèi)ソ鉀Q。

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