Haspin抑制劑抗腫瘤的研究進展

趙小蓉

【摘要】Haspin（單倍體生殖細胞特異性核蛋白激酶）一種非典型的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。在有絲分裂期間與染色體結合并磷酸化H3T3。Haspin過表達或缺失會導致有絲分裂不良。已經(jīng)表明，Haspin抑制劑具有有效的抗腫瘤作用，其通過抑制腫瘤細胞增殖，誘導腫瘤細胞凋亡，影響細胞的有絲分裂等發(fā)揮作用。

【關鍵詞】Haspin抑制劑;腫瘤;綜述

【中圖分類號】R73 【文獻標識碼】A 【文章編號】ISSN.2095.6681.2020.26..02

單倍體生殖細胞特異性核蛋白激酶基因（Haspin），也稱為生殖細胞特異性基因2（GSG2），編碼絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶[1]。Haspin首先在雄性生殖細胞中發(fā)現(xiàn)，主要在單倍體細胞中表達[2]。此外，還在各種組織中表達，如睪丸，骨髓和胸腺，特別是在增殖細胞中表達。Haspin由非結構化N末端區(qū)域和C末端非典型激酶結構域組成[3]。研究表明，Haspin參與組蛋白磷酸化，尤其是有絲分裂期間的蘇氨酸3上的組蛋白H3（H3T3）磷酸化[4]，這種特定的磷酸化在有絲分裂期間充當著絲粒處的染色體乘客復合物（chromosomal passenger complex，CPC）的停靠位點，CPC包括硼烷，INSENP和Aurora激酶B（AURKB）[5]。Haspin主要位于有絲分裂期間的濃縮染色體，核膜破裂后的中心體，中期紡錘體微管[2]。Haspin介導的H3T3ph將染色體乘客復合物募集到著絲粒區(qū)域，該復合物調節(jié)著絲粒-微管連接，以實現(xiàn)染色體的正確排列和分離[6]。RNAi或者抑制Haspin會導致染色體失衡，姐妹染色單體之間的內聚力過早喪失，并形成多級紡錘體，從而防止有絲分裂處于中期前狀態(tài)[7]。由于缺乏在其激活區(qū)段中保守的ATP / Mg2 +結合基序Asp-Phe-Gly（DFG）和激酶結構域中的發(fā)散結構，Haspin是被認為是非典型真核蛋白激酶的少數(shù)蛋白質之一[8]。這種結構上的特異性使得有可能設計出更具選擇性或特異性的Haspin抑制劑，并減少可能由于對具有更保守的激活片段的激酶的伴隨活性而引起的副作用[9]。最近，Haspin激酶已成為抗癌藥物的重點[10]。總體而言，抑制Haspin激酶活性可被視為癌癥治療的有前途的治療策略。

1 Haspin抑制劑在體外抗腫瘤的研究進展

Haspin在單倍體生殖細胞的細胞周期和分化中起著至關重要的作用，目前針對Haspin抑制劑在腫瘤治療中的研究主要還處于體外研究階段，包括膽囊癌，胰腺癌，黑色素瘤，肺癌，結腸癌和卵巢癌等。據(jù)報道，Haspin抑制劑可以在多種腫瘤中抑制細胞增殖，Jong-Eun Kim等研究表明Haspin抑制劑（香豆雌酚）影響肺癌細胞系A549、結腸癌細胞系 HCT116和HT-29、黑色素瘤細胞系SK-Mel 5等細胞增殖[11]。Johannes C. Melms等報道Haspin抑制劑（CX-6258）在RAF/MEK抑制劑敏感/耐藥的黑色素瘤中顯示出活性。首先，與癌旁組織相比，Haspin在惡性腫瘤中的表達更強，并且CX-6258對Haspin的抑制作用在離體擴增的人腫瘤浸潤淋巴細胞（tumor-infiltrating lymphocyte，TIL），增殖的TIL和體外分化的神經(jīng)元中毒性低，這表明Haspin可作為惡性腫瘤潛在治療靶標。其次，對Haspin的靶向抑制通過誘導IFNα1和IFNβ1以減少增殖，使腫瘤細胞有絲分裂停滯促進微核形成。同時，免疫微環(huán)境中的免疫抑制性T調節(jié)細胞被耗盡，并且增加了在產(chǎn)生IFNγ的CD8 + T細胞中的表達[12]。Xu Han等人在胰腺癌中進行了功能喪失實驗，敲除Haspin后通過分子生物學實驗證實Haspin通過下調Bcl-2、Bcl-w、clAP-2、HSP60和Livin的表達，促進細胞增殖及遷移能力，同時誘導細胞凋亡[13]。同樣地，Dawei Zhu等人在膽囊癌中的研究，提示Haspin通過下調與凋亡相關的Caspase 3、IGFBP-5、p21及sTNF-R1基因的表達發(fā)揮作用[14]。其中，Caspase、Livin和BCL-2 家族均與腫瘤凋亡相關。Clement Opoku-Temeng等人證明CHR-6494可誘導G2/M細胞周期停滯以及HCT116和HeLa細胞凋亡，HSD929和HSD972既是Haspin的有效抑制劑，又對HCT116和HeLa細胞系具有抗增殖活性[4]。藥物滲透性和穩(wěn)定性等都會影響Haspin抑制劑表型，從而影響其抗癌活性。

2 Haspin抑制劑在體內抗腫瘤的研究進展

目前，Haspin抑制劑在體內抗腫瘤作用的精準機制尚未明確，但是其抗腫瘤作用已得到廣泛證實。在減數(shù)分裂前期，Haspin對于通過AURKC對紡錘體組裝檢驗點（spindle assembly checkpoint， SAC）的正向調控來延遲有絲分裂的進行發(fā)揮重要作用。Suzanne M. Quartuccio團隊通過功能喪失實驗，揭示Haspin抑制導致減數(shù)分裂I的加速，阻止SAC的募集以及破壞染色體間軸中Aurora激酶C （AURKC） 的定位和活性，該方法靶向表觀遺傳標記來調節(jié)細胞生長[15]。此外，Haspin抑制劑能夠誘導良好的免疫環(huán)境來控制腫瘤的生長并增加對免疫檢查點抑制劑（immune checkpoint inhibitors，ICI）敏感性。Johannes C. Melms等發(fā)現(xiàn)Haspin抑制劑以cGAS依賴性方式誘導I型干擾素反應，并抑制體內腫瘤的生長，其團隊以CX-6258處理尤因肉瘤細胞系后，進行皮下成瘤實驗，結果提示細胞生長在低粘附力環(huán)境中以抑制腫瘤的形成[12]，有絲分裂分離錯誤導致的染色體不穩(wěn)定性（CIN）與Haspin通過激活Sting信號通路引起的轉移潛力增加相關[11]，從而導致了免疫抑制性腫瘤微環(huán)境。Huertas D.等人報道了使用小鼠異種移植模型的Haspin激酶抑制劑CHR-6494）的抗腫瘤活性，CHR-6494可在具有以下作用的小鼠模型中減少血管生成和腫瘤生長，且被無毒性證據(jù)[16]。在此基礎上，Hiromitsu Tanaka證實CHR-6494可抑制Apcmin/+小鼠的腸息肉發(fā)展、惡病質和性腺功能減退[17]。

3 Haspin抑制劑研究進展

目前，關于Haspin抑制劑目前主要為靶向ATP結合位點Haspin抑制劑，如下所示：（1）以5-Itu為代表的核苷類：其靶向腺苷激酶（Adk），已證明5-ITu的細胞毒性對于抑制裸鼠結腸癌異種移植物中的腫瘤有作用[18];（2）以LDN-0192960為代表的Cr啶衍生物：在HeLa細胞中，LDN-0192960通過降低中過表達Haspin的p-Thr3H3的水平以抑制經(jīng)典的Haspin抑制表型[19];（3）以LDN-211898為代表的β-Carboline衍生物：在有絲分裂的HeLa細胞中，經(jīng)LDN-211898處理后顯示了經(jīng)典的Haspin抑制表型，且p-Thr3H3表達下調，這與5-Itu相類似[20]。（4）以CHR-6494為代表的咪唑并噠嗪衍生物：在離體雞胚主動脈弓環(huán)測定中，已顯示CHR-6494可起抑制血管生成作用[16];在體內，CHR-6494抑制裸鼠異種移植的腫瘤生長。（5）其他。

4 總結與展望

在活躍增殖的細胞中，有絲分裂是生物賴以生存的基本方式，而細胞周期是一個復雜且進化上保守的過程。鑒于細胞周期畸變是癌癥的標志，數(shù)十年來，有絲分裂一直是抗癌策略的聚焦點。在本文中，我們從有絲分裂出發(fā)，著眼于有絲分裂重要的蛋白激酶Haspin，其相較于癌旁組織，在多種類型癌癥類型中高表達，這為Haspin抑制劑可以作為多種惡性腫瘤的治療提供可行性基礎。在過去的十年中，已研究及開發(fā)出許多Haspin抑制劑。這些發(fā)現(xiàn)支持Haspin作為直接抑制腫瘤生長的靶標，且可以作為癌癥治療的手段之一，Haspin抑制劑抗腫瘤主要機制是在有絲分裂中的作用是促進抗增殖活性和增強免疫原性。它結構與眾不同，因此在癌癥中可能具有潛在的治療用途，副作用更少。但是，Haspin抑制劑當前未知的下游目標仍尚未明確，需要進一步探索其抗腫瘤作用的機制。

參考文獻

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