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(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院病理科，云南 昆明 650101）

在細(xì)胞周期中，基因組的穩(wěn)定性主要取決于染色體的精確分離，該過(guò)程由多種基因與蛋白共同參與調(diào)控，任一環(huán)節(jié)失控，都可能造成染色體的異常分配及遺傳物質(zhì)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(diǎn)的重要調(diào)節(jié)因子[1]，SPC25 異常表達(dá)是導(dǎo)致細(xì)胞增殖紊亂的重要因素之一。針對(duì)SPC25 的研究是當(dāng)下的一個(gè)熱點(diǎn)，目前已在多種惡性腫瘤中被報(bào)道，在這些腫瘤中均發(fā)現(xiàn)SPC25 高表達(dá)，高表達(dá)患者預(yù)后相對(duì)較差，且在某些惡性腫瘤中是獨(dú)立的危險(xiǎn)因素，推測(cè)SPC25 可能在診斷及預(yù)后評(píng)估中起重要作用。針對(duì)SPC25 的抗靶點(diǎn)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(diǎn)治療的重要靶標(biāo)，或?qū)槟[瘤患者提供新的治療方案。因此，本文圍繞SPC25 在細(xì)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(jìn)行綜述。

1 SPC25 在細(xì)胞分裂中的作用

SPC25 是參與真核生物細(xì)胞分裂的一個(gè)重要分子，在不同生物中，SPC25 基因序列長(zhǎng)度變化為666～4156 bp，其中人類(lèi)的基因序列長(zhǎng)度為1375 bp，但從真菌到脊椎動(dòng)物，SPC25 基因的開(kāi)放閱讀框長(zhǎng)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(dòng)物和哺乳動(dòng)物中SPC25 基因外顯子幾乎都為8個(gè)，因此SPC25 基因是一個(gè)較為保守的基因[2]。SPC25 蛋白是核分裂周期蛋白80 復(fù)合體（nuclear division cycle 80 complex，Ndc80）的重要組成成分，在細(xì)胞分裂中起著重要作用[1]。Ndc80 復(fù)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(fù)合體，Ndc80/Nuf2 的C 端螺旋區(qū)和Spc24/Spc25 的N 端螺旋區(qū)通過(guò)重疊殘基而形成四聚結(jié)構(gòu)域，結(jié)構(gòu)域的折疊彎曲，允許Ndc80/Nuf2 球形頭部在一定范圍內(nèi)活動(dòng)[3]。細(xì)胞的有絲分裂受多種相關(guān)蛋白與激酶調(diào)控，其中Ndc80 復(fù)合體于G2晚期開(kāi)始，在動(dòng)粒上逐步組裝，SPC24/SPC25 復(fù)合體領(lǐng)先一步錨定動(dòng)粒外板，隨后Ndc80/Nuf2 捕捉微管并連接，促進(jìn)動(dòng)粒-微管附著體的形成[4，5]。Ndc80 亞基尾部磷酸化有助于增強(qiáng)動(dòng)粒-微管附著體的穩(wěn)定性，并影響微管的解聚能力[6，7]。Ska 復(fù)合體可通過(guò)在Ndc80 復(fù)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(fù)合體是微管與動(dòng)粒連接的橋梁，為配對(duì)姐妹染色單體正確向細(xì)胞兩極移動(dòng)打下良好基礎(chǔ)。。

Ndc80 復(fù)合物是紡錘體組裝檢查點(diǎn)所必需的[9]，紡錘體組裝檢查點(diǎn)可以修正動(dòng)粒-微管錯(cuò)誤附著，保證Ndc80/Nuf2 與微管正確連接，檢查點(diǎn)的缺失已被證明會(huì)導(dǎo)致真核生物的染色體分離錯(cuò)誤。Sun SC 等[10]在研究小鼠卵母細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)或缺失SPC25 后，皆觀察到未連接的微管、異常的紡錘體結(jié)構(gòu)和錯(cuò)位染色體等現(xiàn)象，提示SPC25 是小鼠卵母細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中染色體排列、紡錘體形成和紡錘體組裝檢查點(diǎn)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。無(wú)論是在有絲分裂還是減數(shù)分裂中，SPC25 的異常表達(dá)皆對(duì)紡錘體和染色體造成了不良影響，精確的染色體分配過(guò)程失衡，遺傳物質(zhì)受到損傷，這增加了機(jī)體惡性腫瘤的形成幾率。研究者們已在多種惡性腫瘤中發(fā)現(xiàn)Ndc80 復(fù)合體及其組成亞基的異常表達(dá)[11-13]，其中SPC25 總是扮演著促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)、增殖的角色，總結(jié)其作用特點(diǎn)，有助于后續(xù)的學(xué)習(xí)與研究。

2 SPC25 在肝癌中的研究

肝細(xì)胞性肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，據(jù)2020 年全球癌癥的統(tǒng)計(jì)顯示，肝癌的死亡率為8.3%，位居第3[14]，我國(guó)肝病高發(fā)，肝癌的死亡率上升至第2 位[15]。魏建波等[16]通過(guò)檢測(cè)血液樣本SPC25 蛋白水平，發(fā)現(xiàn)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(lián)合檢測(cè)可明顯提高肝癌的診斷敏感性。為了探索HCC 增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移等相關(guān)分子機(jī)制，研究者們通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行基因篩選，Wan Z等[17]通過(guò)對(duì)TCGA 和GTEx 數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索，比較HCC 患者的腫瘤組織和鄰近的正常組織來(lái)篩選鑒定潛在的HCC 相關(guān)基因，發(fā)現(xiàn)SPC25 在肝癌組織中上調(diào)。Wang X 等[18]通過(guò)WGCNA 分析發(fā)現(xiàn)，SPC25高表達(dá)的HCC 患者預(yù)后較差。Yang X 等[19]通過(guò)評(píng)估TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)中SPC25 在HCC 患者中的mRNA表達(dá)水平，同時(shí)分析SPC25 表達(dá)與臨床病理參數(shù)的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)SPC25 在HCC 上調(diào)，SPC25 的表達(dá)水平與患者年齡、性別、組織學(xué)分級(jí)、腫瘤家族史有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并獨(dú)立預(yù)測(cè)SPC25 高表達(dá)患者的整體存活率低，因此SPC25 可能是HCC 有效的診斷和預(yù)后生物標(biāo)志物。Zhang B 等[20]研究發(fā)現(xiàn)，SPC25 的mRNA 水平與DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶mRNA 的水平呈正相關(guān)，與miR-451a 表達(dá)負(fù)相關(guān)，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(dá)更高；通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)分析SPC25 的表達(dá)與HCC 中免疫細(xì)胞浸潤(rùn)的關(guān)系，結(jié)果顯示SPC25 高表達(dá)與B 細(xì)胞、CD4+T 細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞呈顯著正相關(guān)。Chen F 等[21]通過(guò)敲低SPC25 基因，發(fā)現(xiàn)HCC 細(xì)胞增殖、侵襲、遷移及黏附能力顯著抑制，P53 和P21 的蛋白表達(dá)水平顯著升高，提示P53 通路被激活，這進(jìn)一步驗(yàn)證了SPC25在HCC 是一種潛在的腫瘤促進(jìn)因子，推斷可能通過(guò)P53 途徑發(fā)揮作用。

上述研究表明，SPC25 可能是HCC 的重要的分子標(biāo)志物之一，或?qū)⒃谠\斷、治療、預(yù)后評(píng)估等方面起著重要作用，并初步提出SPC25 可能調(diào)控P53 通路的推測(cè)，但SPC25 在HCC 中的研究結(jié)論多基于數(shù)據(jù)庫(kù)分析得出，部分通過(guò)QRT-PCR、細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)等加以驗(yàn)證，缺乏充分的臨床數(shù)據(jù)分析，相關(guān)發(fā)生發(fā)展機(jī)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(jù)統(tǒng)計(jì)[14]，2020 年估計(jì)有220 萬(wàn)肺癌新發(fā)病例和180 萬(wàn)例死亡病例，且大多數(shù)國(guó)家的發(fā)病率正在逐年上升。Sun ZY等[22]在研究Ndc80 復(fù)合體在肺癌中的表達(dá)情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，Ndc80、NUF2、SPC24 和SPC25 在腫瘤組織中的表達(dá)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(dá)與低生存率相關(guān)，因此聯(lián)合檢測(cè)Ndc80 復(fù)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(diǎn)。Jeong J等[23]在研究肺癌組織細(xì)胞外基質(zhì)沉積引起的基質(zhì)硬化與腫瘤進(jìn)展關(guān)系時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)分析篩選出SPC25 是硬基質(zhì)中上調(diào)最多的基因之一，與軟基質(zhì)相比，H1299 細(xì)胞株在硬基質(zhì)中的增殖率明顯增加，并證明了ERK 和MCL 通路在該細(xì)胞株中被高度激活。在肺癌伴特發(fā)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(dá)高于正常組織，并可能參與TGF-β1 信號(hào)通路傳導(dǎo)，因此SPC25 基因突變可能是IPF-LC 的新診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)[24]。Chen J 等[25]研究發(fā)現(xiàn)，與正常肺組織相比，SPC25 在肺腺癌和肺鱗癌組織中顯著上調(diào)，通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)SPC25 上調(diào)可增加肺腺癌A549 細(xì)胞株癌癥干細(xì)胞（CSC）性質(zhì)和侵襲能力，但對(duì)肺鱗癌H520 細(xì)胞株沒(méi)有影響，因此SPC25上調(diào)可能增加肺腺癌中CSC 的屬性。

SPC25 在肺癌的研究不僅發(fā)現(xiàn)其在肺癌中高表達(dá)，還探索了SPC25 在硬基質(zhì)中的作用。間質(zhì)增生硬化是大多數(shù)惡性腫瘤的表現(xiàn)之一，SPC25 在其他惡性腫瘤基質(zhì)中的作用及SPC25 上調(diào)在肺腺癌和肺鱗癌中表現(xiàn)出差異的原因仍有待進(jìn)一步研究。

4 SPC25 在乳腺癌中的研究

乳腺癌的發(fā)病率逐年升高，乳腺癌已成為女性惡性腫瘤發(fā)病率最高的惡性腫瘤，全球乳腺癌負(fù)擔(dān)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(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)，與正常乳腺組織相比，在HER2 陽(yáng)性和基底細(xì)胞亞型的乳腺癌患者中SPC25 的表達(dá)顯著增加，在5-AzaC 和丁酸鹽的作用下可降低SPC25 表達(dá)，因此5-AzaC 和丁酸鹽的聯(lián)合使用可能是乳腺癌的有效治療方法。Wang Q 等[27]研究發(fā)現(xiàn)，SPC25高表達(dá)的乳腺癌患者復(fù)發(fā)率增加、生存期較短，且單細(xì)胞分析表明，SPC25 與細(xì)胞周期調(diào)控、DNA 損傷修復(fù)以及乳腺癌細(xì)胞增殖有關(guān)，通過(guò)集落形成和CCK-8 實(shí)驗(yàn)證實(shí)敲除SPC25 基因可顯著抑制乳腺癌細(xì)胞增殖；此外，發(fā)現(xiàn)針對(duì)SPC25 的DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑和轉(zhuǎn)錄因子抑制劑治療可能會(huì)提高乳腺癌患者的生存率。Gao C 等[28]通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)分析顯示，篩選出6 個(gè)相關(guān)基因構(gòu)建預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分系統(tǒng)，其中SPC25 與SPC24 的mRNA 水平上調(diào)與Her2 陽(yáng)性乳腺癌患者的預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)，高表達(dá)患者生存期較短，探索SPC25 表達(dá)水平與Her2 陽(yáng)性乳腺癌患者的預(yù)后關(guān)系，對(duì)篩查和診斷高危復(fù)發(fā)患者具有重要意義。針對(duì)SPC25 在乳腺癌中的研究，不僅驗(yàn)證了SPC25 在乳腺癌中高表達(dá)，還提出了新的可能治療方案，另有研究者構(gòu)建了預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分系統(tǒng)，這為SPC25 在乳腺癌中的應(yīng)用提出了新的構(gòu)思。

5 SPC25 在前列腺癌中的研究

前列腺癌是男性最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，據(jù)2020 年全球癌癥統(tǒng)計(jì)顯示[15]，前列腺癌的發(fā)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(diào)，進(jìn)一步行功能喪失試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SPC25 敲除抑制前列腺癌腫瘤細(xì)胞增殖，并誘導(dǎo)S 期細(xì)胞數(shù)量減少和G2/M 期細(xì)胞數(shù)量增加；此外，敲除SPC25 可促進(jìn)前列腺癌腫瘤細(xì)胞的凋亡，這些結(jié)果表明SPC25 過(guò)表達(dá)為細(xì)胞的異常增殖提供了前提條件，可能在前列腺組織癌變過(guò)程中發(fā)揮致癌作用，同時(shí)SPC25 也可能成為前列腺癌新的診斷和治療靶點(diǎn)。同時(shí)，Cui F 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，SPC25 可能是前列腺癌的癌癥干細(xì)胞標(biāo)記物，與SPC25-細(xì)胞相比，SPC25+細(xì)胞在培養(yǎng)中形成明顯更多的腫瘤球，且似乎對(duì)多西紫衫醇誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡更具抵抗性，與SPC25-細(xì)胞移植小鼠相比，SPC25+細(xì)胞移植小鼠的腫瘤形成更頻繁，這些數(shù)據(jù)表明SPC25+前列腺癌腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)呈現(xiàn)CSC 特征。

SPC25 在前列腺癌中的研究并不多，但卻從細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)為SPC25 促進(jìn)惡性腫瘤增殖生長(zhǎng)提供了一定的論據(jù)，并再次證明了SPC25 與CSC的相關(guān)性。除此之外，與SPC25 結(jié)構(gòu)和功能都密切相關(guān)的SPC24 蛋白，在前列腺癌中同樣具有促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖的能力，可能是前列腺癌潛在的分子標(biāo)志物[31]，因此聯(lián)合探討SPC24 與SPC25 的致癌機(jī)制，或?qū)榍傲邢侔┨峁┬碌闹委煱袠?biāo)。目前SPC25在前列腺癌組織中的表達(dá)與臨床參數(shù)的分析尚未見(jiàn)具體報(bào)道，充分收集資料補(bǔ)足這方面的研究，將為SPC25 在前列腺癌中的應(yīng)用獲得更嚴(yán)密的證據(jù)。

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(fā)現(xiàn)，miR-451a 的低表達(dá)與腎細(xì)胞癌患者的不良預(yù)后顯著相關(guān)，篩選出16 個(gè)癌基因被認(rèn)為是miR-451a 調(diào)控的可能靶點(diǎn)，其中SPC25 的高表達(dá)與不良預(yù)后顯著相關(guān)。Turk S 等[33]在研究糞腸球菌感染對(duì)胃癌細(xì)胞的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，SPC25 作為影響腫瘤細(xì)胞增殖的基因，糞腸球菌感染胃癌細(xì)胞系MKN74 后，通過(guò)探針檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，SPC25 的表達(dá)下降。在子宮內(nèi)膜癌中也發(fā)現(xiàn)了SPC25 的高表達(dá)，Liu J 等[34]利用WGCNA 識(shí)別子宮內(nèi)膜癌預(yù)后相關(guān)基因，發(fā)現(xiàn)SPC25 的高表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌的分期、分級(jí)和年齡有關(guān)，且與Wnt/β-catenin 通路相關(guān)，并通過(guò)RT-PCR 對(duì)癌組織與正常組織中mRNA 水平進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)癌組織中SPC25mRNA 水平顯著高于正常組織。汪德秀等[35]通過(guò)Western blot、熒光定量PCR 和免疫組化檢測(cè)膠質(zhì)瘤中SPC25 的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)SPC25 在膠質(zhì)瘤中高表達(dá)，且通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)，SPC25 高表達(dá)可促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)；同時(shí)生存分析發(fā)現(xiàn)，與低表達(dá)膠質(zhì)瘤患者相比，高表達(dá)患者的預(yù)后較差。Chen YJ 等[36]在頭頸部腫瘤抗順鉑耐藥性的研究中發(fā)現(xiàn)，SPC25 在順鉑耐藥細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，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(dá)，雷公藤紅素和SPC25 沉默協(xié)同抑制腫瘤細(xì)胞集落形成，提示雷公藤紅素和SPC25 沉默的聯(lián)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(xiàn)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(xiàn)出高表達(dá)并與患者不良預(yù)后相關(guān)，繼續(xù)推進(jìn)SPC25 在其他惡性腫瘤中的研究，或?yàn)閻盒阅[瘤提供一個(gè)可普及的預(yù)后評(píng)估生物標(biāo)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(yīng)用價(jià)值也正在探索。Shim SM等[37]在阿爾茨海默病及輕度認(rèn)知障礙患者的血液樣本中檢測(cè)到SPC25 升高，并將其作為阿爾茨海默病的血清診斷標(biāo)志物之一。Cui F 等[38]研究發(fā)現(xiàn)，SPC25與神經(jīng)的退行性變相關(guān)，SPC25 的特異性缺失將減弱小膠質(zhì)細(xì)胞的增殖生長(zhǎng)，進(jìn)而減緩阿爾茲海默癥的發(fā)展。研究者為了更全面地了解銀屑病的發(fā)病機(jī)制，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)SPC25 等有絲分裂相關(guān)基因在銀屑病中上調(diào)[39]。Zhang Z 等[40]基于數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)，在椎間盤(pán)退變組織中，SPC25 的mRNA 水平較正常組織下調(diào)，這可能增進(jìn)臨床對(duì)椎間盤(pán)退變的認(rèn)知。介于過(guò)敏性和刺激性接觸性皮炎在臨床診斷中仍舊難以鑒別，F(xiàn)ortino V 等[41]通過(guò)分析差異基因表達(dá)發(fā)現(xiàn)，SPC25 或可作為區(qū)分人類(lèi)皮膚過(guò)敏性和刺激性接觸性皮炎的潛在生物標(biāo)記物。盡管臨床對(duì)SPC25 在非腫瘤性病變中的具體作用機(jī)制尚不清楚，但SPC25 的探索價(jià)值仍具有重要意義[42,43]。

8 總結(jié)與展望

SPC25 在腫瘤的生長(zhǎng)增殖、復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移等方面有促進(jìn)作用，但SPC25 在惡性腫瘤中出現(xiàn)高表達(dá)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(diǎn)、Wnt/β-catenin、P53 等，但這仍待進(jìn)一步的驗(yàn)證。SPC25 過(guò)表達(dá)在肺癌、前列腺癌中發(fā)現(xiàn)與CSC 的性質(zhì)有關(guān)，這可能是其在細(xì)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(dá)情況，一方面為腫瘤的診斷提供新的標(biāo)記物，為患者的預(yù)后評(píng)估提出新的參考，為腫瘤發(fā)生的機(jī)制和通路提供新的思考方向，另一方面SPC25 抑制劑的開(kāi)發(fā)研制，或許能為SPC25 過(guò)表達(dá)的腫瘤患者帶來(lái)新的治療方案。