PDF《人乳头瘤病毒 E7 蛋白对细胞周期 G》

第3 4卷第3期2018年5月病毒学报CH I N E S E J OURNA L O F V I R O L O GY V o l .

3 4 N o .

3 M a y

2 0

1 8 人乳头瘤病毒 E 7蛋白对细胞周期 G

1 / S检查点的影响* 李宇哲1 ,朱春斌1 ,王磊1 ,姜洁2 ,蒋朋飞2* ( 1. 温州医科大学 第二临床医学院, 温州

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3 5 2. 温州医科大学 基础医学院, 温州

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3 5 ) 摘要: 高危型人乳头瘤病毒( HP V) 感染与宫颈癌的发生关系已经明确, HP V 编码的早期蛋白 E 7是HP V 致宫颈 癌的主要相关蛋白之一.G

1 / S检查点是细胞周期中不可逆的关键点, 决定了细胞进入细胞周期与否, 与肿瘤的发 生发展关系密切.p R b蛋白是调控细胞周期 G

1 / S检查点中的限速底物, 是起调控作用的主要因子之一.E 7通过 影响p R b蛋白、 E

2 F家族、 C y c l i n/ C D K 2复合物、 p

2 7蛋白、 D y r k

1 B等细胞周期相关蛋白来影响 G

1 / S检查点的正 常工作, 形成失控的细胞增殖.高危型 HP V E 7蛋白对细胞周期检查点的影响, 既是 HP V 致癌机制的重要组成部 分, 也可能成为攻克此类癌症的突破口.本文综述了高危型 HP V E 7蛋白对细胞周期 G

1 / S检查点的影响. 关键词: 人乳头瘤病毒( HP V) ;

早期蛋白 E 7;

细胞周期;

检查点;

p R b蛋白 中图分类号: R

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3 .

9 文献标识码: A 文章编号:

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2 1 (

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1 8 )

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0 6 收稿日期:

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修回日期:

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1 0 基金 项目:浙江省自然科学基金面上项目(项目号: L Y

1 5 H

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0 9 ) , 题目: 人乳头瘤病毒 E 7特异性亲和体分子作用机 制研究;

温州市科技计划项目( 项目号: Y

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5 9) , 题目: 人乳头瘤 病毒 E 7特异性亲和体分子作用机制研究温州医科大学大学生科研 项目( 项目号: w y x

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1 0

1 0

7 3 ) , 题目: 人乳头瘤病毒 E 7蛋白特异性 亲和体对宫颈癌细胞中 H P V E 7蛋白及p B R 蛋白的影响 作者简介: 李宇 哲(

1 9

9 7 -) , 男, 温州医科大学临床医学专业学生, E-m a i l :

5 6

9 8

4 1

6 7 8@q q . c o m *通讯作者: 蒋朋飞(

1 9

8 3 -) , 男, 博士, 硕士生导师, 研究方向为 H P V 感染引发癌症的靶向治疗, E-m a i l : p e n g - f e i j i a n g @h o t m a i l . c o m 高危型人乳头瘤病毒( HP V) 感染与宫颈癌、 乳 腺癌、 食管癌等常见癌症密切相关.其编码的早期 蛋白 E 7是HP V 致癌的主要相关蛋白之一.G

1 / s 检查点是细胞周期中不可逆的关键点, 决定了细胞 进入细胞周期与否.E 7可影响这个时期包括限速 底物p R b蛋白在内的的多种细胞周期调控因子, 使 细胞增殖不受控, 导致相关肿瘤的发生 与发展[ 1] . 另外, 高危型 HP V E 7比低危型 HP V E

7 有更多的 途径来干扰细胞周期, 因此, 本文将重点综述高危型 HP V E 7对细胞周期的在细胞周期 G

1 / s检查点中 的作用.

1 人乳头瘤病毒与 E 7蛋白

1 .

1 H P V概述 人乳头瘤病毒( HP V) 是一种双链 D NA 病毒, 是最重要的肿瘤相关病毒之一 HP V 结构为

2 0 面 对称立方体.HP V 基因可分为 非编码区, 早期区(E1-E7)和晚 期区(L1-L2) .其中E2蛋白与病毒DNA 转录的反式激活有关, E 4蛋白介导病毒与细 胞的结合, E 5和E6与病毒的细胞转化功能相关, E 1和E7蛋白则与病毒的 D NA 复制过程相关[ 2] . 晚期区主要编码病毒的蛋白质外壳.HP V 病毒可 分高危型、 可能高危型及低危型, 其中高危型与可能 高危型感染均可能导致癌变.低危型 HP V 感染大 多不产生癌变, 其感染症状在临床上多表现为疣病, 可自行消退, 但难以根治, 也有个别病例发生恶性病 变.高危型 HP V 包括 HP V

1 6及HP V

1 8与肿瘤 的发生关系密切, 关于高危型 HP V 致癌机制的研 究也主要围绕这两种病毒展开[ 3] .研究已证明其致 病机理是早期 O R F E

7、 E 6编码的癌蛋白分别结合 细胞内抑癌蛋白 p R b、 p

5 3, 抑制或降低 p R b和p53的抑癌功能, 进而影响细胞周期调控从而导致肿瘤 以及癌变的发生[ 4] .现在已证明高危型 HP V 感染 与宫 颈癌、 乳腺癌、 食管癌等常见癌症密切相关. HP V 在宫 颈癌组织中检出率甚至高达99% [ 5] . HP V 感染已成为全球范围内严重的公共卫生问题, 对HP V 致病 机制的研究在这种背景下显得尤为重要.

1 .

2 H P V E 7概述 HP V E 7基因为 HP V 基因组的早期区基因之 一, 其编码的 E

7 蛋白是约含

1 0 0个氨基酸的小酸 性蛋白.E 7蛋白可分为三个保守区域( C o n s e r v e d r e g i o n, C R) : 位于 N 端的第一( C R 1) 和第二保守区 ( C R

2 ) 及位于 C端的第三保守区( C R 3其中 C R 2区 包括 一严格保守的序列:L e u -X- C y s -X-G l u( L X - C X E) , 附近有酪氨酸蛋白激酶I I的磷酸化位点[ 6] . C R 3包含两个 C X X C序列, 这两个 C X X C序列组成 了一个锌指结构域, 与HP V E 7蛋白结合 D NA 的 能力 有关.HP V E

7 蛋白与病毒的DNA 复制相关, 是病毒生存所必须的一种蛋白[ 7] . HP V 病毒首先感染基底细胞, 在基底层细胞进 DOI:10.13242/j.cnki.bingduxuebao.003368 行有丝分裂后退出细胞周期开始分化, 并逐渐上移 的过程中, 以HP V E 7蛋白为主的病毒蛋白作用于 细胞周期的相关蛋白, 使细胞停止分化, 重新进入细 胞周期, 使病毒的 D NA 可依赖细胞的复制结构进 行复制[ 8] .一般地, E 6和E7基因的表达受到 HP V E 2的调控而处于低水平, 这种情况下被感染的细胞 不会发生恶性增殖.但当 E 2基因发生突变, 或E2蛋白失活时, E

6 和E7的表达失去控制, 过量表达 的E6和 E 7蛋白可与多种细胞周期调控因子作用, 进而导致细胞退出分化, 进入细胞周期, 病毒利用宿 主细胞的复制结构, 大量复制, 并可引起细胞恶性增 殖[ 9] .可见 HP V E 7在HP V 致癌的过程中起到了 关键的作用, 具有较高的研究价值.

2 细胞周期 G

1 / S检查点及其调控机制

2 .

1 细胞周期与 G

1 / S检查点 细胞周期是指细胞以一次分裂结束为起始到下 一次分裂 结束为终点的活动过程, 可为分裂间期(G1期、 S期和 G 2期) 和分裂期( M 期) .细胞通过细 胞周期实现增殖, 细胞周期本身是一个非常复杂的 反应, 涉及大量调节蛋白, 其中起核心作用的为周期 素( C y c l i n ) 与周期素依赖性激酶( C D K) [

1 0] ( 图1 ) . 图1 细胞周期与检查点 F i g u r e

1 C e l l c y c l e a n d c h e c k p o i n t 细胞在 G 0期受到丝裂原刺激, 引起 C y c l i n D 和CDK4/6表达, 进入 G 1期.此时p R b高度磷酸化释 放出转录因子 E

2 F.E

2 F 再促进 C y c l i n E 表达, 并 形成 C y c l i n E / C D K

2 复合体, 后者进一步磷酸化pRb.使E2F充分释放, 并促进有关 D NA 复制的 基因表达. 细胞周期并不是连续进行的, 而是存在大量检 查点, 这些检查点可使细胞周期暂时停滞来允许细 胞编辑和修复遗传信息或使细胞转入凋亡, 从而保 证遗传信息的高保真.细胞周期中存在 G

1 / S 期检 查点、 S 期检查点、 G

2 / M 期检查点和中/ 后期检查 点等四个检查点 .细胞周期中的 G

1 / S检查点, 其 本质为 G 1期存在的不可逆性控制点, 跨过此点细胞 才真正进入细胞周期.如果细胞在此点不符合继续 进行细胞周期 的条件, 则会进入G0期, 不再分裂. 实际产生 这种限制作用的是生长抑制因子pRb. p R b是G1期Cyclin/CDK复合物介导磷酸化作用 的共同限速底物, 因此处于 G

1 / s检查点调控的核心 地位[

1 1] . p R b也存在着同源蛋白 p

1 3

0、 p

1 0 7, 但以 p R b对细胞周期检查点的调控最为重要, 其对于细 胞生长、 分化调节有重要意义[

1 2] . 因为 G

1 / S检查点实际控制细胞是否能继续进 行分裂增殖, 故此检查点与其相关蛋白在致癌机制 中起到了重要的作用, 这个方向也是细胞癌变机制 研究及癌症预防和治疗的重要突破口.

2 .

2 p R b蛋白及其调控细胞周期的机制 R b基因( 视网膜母细胞瘤基因) 是人类最早发 现的抑癌基因, 位于染色体1

3 q

1 4上, 基因表达产物 是分子量为1

1 0~1

1 5 k D 的具有 D NA 结合能力的 核磷酸化蛋白.R b基因也是最重要的抑癌基因之 一[

1 3] , 其表达产物 R b蛋白磷酸化后可称之为 p R b 蛋白, 故p R b蛋白与 R b蛋白在大部分情况下指代 同一种蛋白.p R b 蛋白可通过负调控作用 调控细 胞周期, 是因为p R b家族可以直接与细胞周期调控 因子 E

2 F 1结合从而阻止细胞进入S期.除此之外, p R b蛋白还参与 D NA 损伤修复、 D NA ........