SPC25 在惡性腫瘤中的研究

歐志燕，奎 翔，易曉佳，張 靜，王 燕

（昆明醫科大學第二附屬醫院病理科，云南 昆明 650101）

在細胞周期中，基因組的穩定性主要取決于染色體的精確分離，該過程由多種基因與蛋白共同參與調控，任一環節失控，都可能造成染色體的異常分配及遺傳物質的損傷，增加惡性腫瘤形成的可能性。紡錘體成分25（spindle pole body component 25，SPC25）是有絲分裂和紡錘體組裝檢查點的重要調節因子[1]，SPC25 異常表達是導致細胞增殖紊亂的重要因素之一。針對SPC25 的研究是當下的一個熱點，目前已在多種惡性腫瘤中被報道，在這些腫瘤中均發現SPC25 高表達，高表達患者預后相對較差，且在某些惡性腫瘤中是獨立的危險因素，推測SPC25 可能在診斷及預后評估中起重要作用。針對SPC25 的抗靶點治療藥物正在深入研究，且已有一定的研究成果，因此若明確SPC25 是抗腫瘤靶點治療的重要靶標，或將為腫瘤患者提供新的治療方案。因此，本文圍繞SPC25 在細胞分裂中的作用，及其在多種惡性腫瘤和非腫瘤性病變中的研究進行綜述。

1 SPC25 在細胞分裂中的作用

SPC25 是參與真核生物細胞分裂的一個重要分子，在不同生物中，SPC25 基因序列長度變化為666～4156 bp，其中人類的基因序列長度為1375 bp，但從真菌到脊椎動物，SPC25 基因的開放閱讀框長度變化都較小，幾乎都在666～717 bp，編碼序列比較保守，且大部分生物以TAA 作為終止密碼子。脊椎動物和哺乳動物中SPC25 基因外顯子幾乎都為8個，因此SPC25 基因是一個較為保守的基因[2]。SPC25 蛋白是核分裂周期蛋白80 復合體（nuclear division cycle 80 complex，Ndc80）的重要組成成分，在細胞分裂中起著重要作用[1]。Ndc80 復合體由Ndc80（nuclear division cycle 80）、Nuf2（Ndc80 kinetochore complex component）、SPC24（spindle pole body component 24）和SPC25 組成，其中Ndc80/Nuf2、SPC24/SPC25 分別組合成球形亞基復合體，Ndc80/Nuf2 的C 端螺旋區和Spc24/Spc25 的N 端螺旋區通過重疊殘基而形成四聚結構域，結構域的折疊彎曲，允許Ndc80/Nuf2 球形頭部在一定范圍內活動[3]。細胞的有絲分裂受多種相關蛋白與激酶調控，其中Ndc80 復合體于G2晚期開始，在動粒上逐步組裝，SPC24/SPC25 復合體領先一步錨定動粒外板，隨后Ndc80/Nuf2 捕捉微管并連接，促進動粒-微管附著體的形成[4，5]。Ndc80 亞基尾部磷酸化有助于增強動粒-微管附著體的穩定性，并影響微管的解聚能力[6，7]。Ska 復合體可通過在Ndc80 復合體和微管之間形成承重橋，共同維持染色體和微管末端之間的連接[8]。Ndc80 復合體是微管與動粒連接的橋梁，為配對姐妹染色單體正確向細胞兩極移動打下良好基礎。。

Ndc80 復合物是紡錘體組裝檢查點所必需的[9]，紡錘體組裝檢查點可以修正動粒-微管錯誤附著，保證Ndc80/Nuf2 與微管正確連接，檢查點的缺失已被證明會導致真核生物的染色體分離錯誤。Sun SC 等[10]在研究小鼠卵母細胞減數分裂過程中發現，過表達或缺失SPC25 后，皆觀察到未連接的微管、異常的紡錘體結構和錯位染色體等現象，提示SPC25 是小鼠卵母細胞減數分裂過程中染色體排列、紡錘體形成和紡錘體組裝檢查點的關鍵調節因子。無論是在有絲分裂還是減數分裂中，SPC25 的異常表達皆對紡錘體和染色體造成了不良影響，精確的染色體分配過程失衡，遺傳物質受到損傷，這增加了機體惡性腫瘤的形成幾率。研究者們已在多種惡性腫瘤中發現Ndc80 復合體及其組成亞基的異常表達[11-13]，其中SPC25 總是扮演著促進腫瘤生長、增殖的角色，總結其作用特點，有助于后續的學習與研究。

2 SPC25 在肝癌中的研究

肝細胞性肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是最常見的惡性腫瘤之一，據2020 年全球癌癥的統計顯示，肝癌的死亡率為8.3%，位居第3[14]，我國肝病高發，肝癌的死亡率上升至第2 位[15]。魏建波等[16]通過檢測血液樣本SPC25 蛋白水平，發現SPC25 蛋白水平在肝癌患者中較肝硬化患者和健康者升高，與AFP 聯合檢測可明顯提高肝癌的診斷敏感性。為了探索HCC 增殖、侵襲和轉移等相關分子機制，研究者們通過對相關數據庫進行基因篩選，Wan Z等[17]通過對TCGA 和GTEx 數據庫的檢索，比較HCC 患者的腫瘤組織和鄰近的正常組織來篩選鑒定潛在的HCC 相關基因，發現SPC25 在肝癌組織中上調。Wang X 等[18]通過WGCNA 分析發現，SPC25高表達的HCC 患者預后較差。Yang X 等[19]通過評估TCGA 數據庫中SPC25 在HCC 患者中的mRNA表達水平，同時分析SPC25 表達與臨床病理參數的相關性，發現SPC25 在HCC 上調，SPC25 的表達水平與患者年齡、性別、組織學分級、腫瘤家族史有統計學意義，并獨立預測SPC25 高表達患者的整體存活率低，因此SPC25 可能是HCC 有效的診斷和預后生物標志物。Zhang B 等[20]研究發現，SPC25 的mRNA 水平與DNA 甲基轉移酶mRNA 的水平呈正相關，與miR-451a 表達負相關，在HCC 患者中與伴HBV 感染的患者相比，不伴HBV 感染的患者SPC25 表達更高；通過數據庫分析SPC25 的表達與HCC 中免疫細胞浸潤的關系，結果顯示SPC25 高表達與B 細胞、CD4+T 細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞和中性粒細胞呈顯著正相關。Chen F 等[21]通過敲低SPC25 基因，發現HCC 細胞增殖、侵襲、遷移及黏附能力顯著抑制，P53 和P21 的蛋白表達水平顯著升高，提示P53 通路被激活，這進一步驗證了SPC25在HCC 是一種潛在的腫瘤促進因子，推斷可能通過P53 途徑發揮作用。

上述研究表明，SPC25 可能是HCC 的重要的分子標志物之一，或將在診斷、治療、預后評估等方面起著重要作用，并初步提出SPC25 可能調控P53 通路的推測，但SPC25 在HCC 中的研究結論多基于數據庫分析得出，部分通過QRT-PCR、細胞學實驗等加以驗證，缺乏充分的臨床數據分析，相關發生發展機制尚不清楚，因此SPC25 在HCC 中的研究亟待探索。

3 SPC25 在肺癌中的研究

肺癌位居男性癌癥死亡的第1 位，據統計[14]，2020 年估計有220 萬肺癌新發病例和180 萬例死亡病例，且大多數國家的發病率正在逐年上升。Sun ZY等[22]在研究Ndc80 復合體在肺癌中的表達情況時發現，Ndc80、NUF2、SPC24 和SPC25 在腫瘤組織中的表達較正常明顯升高，其中SPC25 不論在單變量和多變量分析中，其高表達與低生存率相關，因此聯合檢測Ndc80 復合體各成分可能成為肺腺癌診斷的新研究方向和腫瘤基因靶向治療的新靶點。Jeong J等[23]在研究肺癌組織細胞外基質沉積引起的基質硬化與腫瘤進展關系時，通過數據庫分析篩選出SPC25 是硬基質中上調最多的基因之一，與軟基質相比，H1299 細胞株在硬基質中的增殖率明顯增加，并證明了ERK 和MCL 通路在該細胞株中被高度激活。在肺癌伴特發性肺纖維化（IPF-LC）患者中，SPC25 基因突變頻率為53%，SPC25 在腫瘤組織中的表達高于正常組織，并可能參與TGF-β1 信號通路傳導，因此SPC25 基因突變可能是IPF-LC 的新診斷標志物和治療靶點[24]。Chen J 等[25]研究發現，與正常肺組織相比，SPC25 在肺腺癌和肺鱗癌組織中顯著上調，通過細胞實驗發現SPC25 上調可增加肺腺癌A549 細胞株癌癥干細胞（CSC）性質和侵襲能力，但對肺鱗癌H520 細胞株沒有影響，因此SPC25上調可能增加肺腺癌中CSC 的屬性。

SPC25 在肺癌的研究不僅發現其在肺癌中高表達，還探索了SPC25 在硬基質中的作用。間質增生硬化是大多數惡性腫瘤的表現之一，SPC25 在其他惡性腫瘤基質中的作用及SPC25 上調在肺腺癌和肺鱗癌中表現出差異的原因仍有待進一步研究。

4 SPC25 在乳腺癌中的研究

乳腺癌的發病率逐年升高，乳腺癌已成為女性惡性腫瘤發病率最高的惡性腫瘤，全球乳腺癌負擔在不斷加重，尋找乳腺癌的新治療手段是目前最迫切的需求[14]。Pathania R 等[26]通過數據庫分析發現，與正常乳腺組織相比，在HER2 陽性和基底細胞亞型的乳腺癌患者中SPC25 的表達顯著增加，在5-AzaC 和丁酸鹽的作用下可降低SPC25 表達，因此5-AzaC 和丁酸鹽的聯合使用可能是乳腺癌的有效治療方法。Wang Q 等[27]研究發現，SPC25高表達的乳腺癌患者復發率增加、生存期較短，且單細胞分析表明，SPC25 與細胞周期調控、DNA 損傷修復以及乳腺癌細胞增殖有關，通過集落形成和CCK-8 實驗證實敲除SPC25 基因可顯著抑制乳腺癌細胞增殖；此外，發現針對SPC25 的DNA 甲基轉移酶抑制劑和轉錄因子抑制劑治療可能會提高乳腺癌患者的生存率。Gao C 等[28]通過數據庫分析顯示，篩選出6 個相關基因構建預后風險評分系統，其中SPC25 與SPC24 的mRNA 水平上調與Her2 陽性乳腺癌患者的預后風險密切相關，高表達患者生存期較短，探索SPC25 表達水平與Her2 陽性乳腺癌患者的預后關系，對篩查和診斷高危復發患者具有重要意義。針對SPC25 在乳腺癌中的研究，不僅驗證了SPC25 在乳腺癌中高表達，還提出了新的可能治療方案，另有研究者構建了預后風險評分系統，這為SPC25 在乳腺癌中的應用提出了新的構思。

5 SPC25 在前列腺癌中的研究

前列腺癌是男性最常見的惡性腫瘤之一，據2020 年全球癌癥統計顯示[15]，前列腺癌的發病率位居第3，死亡率位居第8。Cui F 等[29]研究證明，SPC25在前列腺癌中顯著上調，進一步行功能喪失試驗發現，SPC25 敲除抑制前列腺癌腫瘤細胞增殖，并誘導S 期細胞數量減少和G2/M 期細胞數量增加；此外，敲除SPC25 可促進前列腺癌腫瘤細胞的凋亡，這些結果表明SPC25 過表達為細胞的異常增殖提供了前提條件，可能在前列腺組織癌變過程中發揮致癌作用，同時SPC25 也可能成為前列腺癌新的診斷和治療靶點。同時，Cui F 等[30]研究發現，SPC25 可能是前列腺癌的癌癥干細胞標記物，與SPC25-細胞相比，SPC25+細胞在培養中形成明顯更多的腫瘤球，且似乎對多西紫衫醇誘導的細胞凋亡更具抵抗性，與SPC25-細胞移植小鼠相比，SPC25+細胞移植小鼠的腫瘤形成更頻繁，這些數據表明SPC25+前列腺癌腫瘤細胞在體內呈現CSC 特征。

SPC25 在前列腺癌中的研究并不多，但卻從細胞實驗和動物實驗為SPC25 促進惡性腫瘤增殖生長提供了一定的論據，并再次證明了SPC25 與CSC的相關性。除此之外，與SPC25 結構和功能都密切相關的SPC24 蛋白，在前列腺癌中同樣具有促進腫瘤細胞增殖的能力，可能是前列腺癌潛在的分子標志物[31]，因此聯合探討SPC24 與SPC25 的致癌機制，或將為前列腺癌提供新的治療靶標。目前SPC25在前列腺癌組織中的表達與臨床參數的分析尚未見具體報道，充分收集資料補足這方面的研究，將為SPC25 在前列腺癌中的應用獲得更嚴密的證據。

6 SPC25 在其他惡性腫瘤中的研究

SPC25 在其他惡性腫瘤中的作用也正在探索，Yamada Y 等[32]發現，miR-451a 的低表達與腎細胞癌患者的不良預后顯著相關，篩選出16 個癌基因被認為是miR-451a 調控的可能靶點，其中SPC25 的高表達與不良預后顯著相關。Turk S 等[33]在研究糞腸球菌感染對胃癌細胞的作用時發現，SPC25 作為影響腫瘤細胞增殖的基因，糞腸球菌感染胃癌細胞系MKN74 后，通過探針檢測發現，SPC25 的表達下降。在子宮內膜癌中也發現了SPC25 的高表達，Liu J 等[34]利用WGCNA 識別子宮內膜癌預后相關基因，發現SPC25 的高表達與子宮內膜癌的分期、分級和年齡有關，且與Wnt/β-catenin 通路相關，并通過RT-PCR 對癌組織與正常組織中mRNA 水平進行驗證，發現癌組織中SPC25mRNA 水平顯著高于正常組織。汪德秀等[35]通過Western blot、熒光定量PCR 和免疫組化檢測膠質瘤中SPC25 的表達水平，發現SPC25 在膠質瘤中高表達，且通過細胞實驗證實，SPC25 高表達可促進膠質瘤細胞的生長；同時生存分析發現，與低表達膠質瘤患者相比，高表達患者的預后較差。Chen YJ 等[36]在頭頸部腫瘤抗順鉑耐藥性的研究中發現，SPC25 在順鉑耐藥細胞中表達上調，而沉默SPC25 則增加了順鉑的敏感性，雷公藤紅素被證明能有效抑制SPC25 的表達，雷公藤紅素和SPC25 沉默協同抑制腫瘤細胞集落形成，提示雷公藤紅素和SPC25 沉默的聯合方案可能為難治性腫瘤提供了新的治療方案。

就目前所獲文獻資料而言，SPC25 在其他惡性腫瘤中的研究并不多，但在已有的研究中，SPC25 都呈現出高表達并與患者不良預后相關，繼續推進SPC25 在其他惡性腫瘤中的研究，或為惡性腫瘤提供一個可普及的預后評估生物標志物。

7 SPC25 在非腫瘤性病變中的研究

除了在惡性腫瘤中的研究，SPC25 在其他非腫瘤性疾病中的診斷應用價值也正在探索。Shim SM等[37]在阿爾茨海默病及輕度認知障礙患者的血液樣本中檢測到SPC25 升高，并將其作為阿爾茨海默病的血清診斷標志物之一。Cui F 等[38]研究發現，SPC25與神經的退行性變相關，SPC25 的特異性缺失將減弱小膠質細胞的增殖生長，進而減緩阿爾茲海默癥的發展。研究者為了更全面地了解銀屑病的發病機制，通過數據庫分析發現SPC25 等有絲分裂相關基因在銀屑病中上調[39]。Zhang Z 等[40]基于數據庫分析發現，在椎間盤退變組織中，SPC25 的mRNA 水平較正常組織下調，這可能增進臨床對椎間盤退變的認知。介于過敏性和刺激性接觸性皮炎在臨床診斷中仍舊難以鑒別，Fortino V 等[41]通過分析差異基因表達發現，SPC25 或可作為區分人類皮膚過敏性和刺激性接觸性皮炎的潛在生物標記物。盡管臨床對SPC25 在非腫瘤性病變中的具體作用機制尚不清楚，但SPC25 的探索價值仍具有重要意義[42,43]。

8 總結與展望

SPC25 在腫瘤的生長增殖、復發轉移等方面有促進作用，但SPC25 在惡性腫瘤中出現高表達的原因尚不清楚，SPC25 參與的通路途徑目前仍需探索，在上述的研究中提到SPC25 參與的途徑可能有紡錘檢查點、Wnt/β-catenin、P53 等，但這仍待進一步的驗證。SPC25 過表達在肺癌、前列腺癌中發現與CSC 的性質有關，這可能是其在細胞分裂周期重要的作用所決定的。探索SPC25 在惡性腫瘤中的表達情況，一方面為腫瘤的診斷提供新的標記物，為患者的預后評估提出新的參考，為腫瘤發生的機制和通路提供新的思考方向，另一方面SPC25 抑制劑的開發研制，或許能為SPC25 過表達的腫瘤患者帶來新的治療方案。