Mcm4在肿瘤中的意义

[摘 要]Mcm蛋白家族是一类高度保守的蛋白质,参与DNA的复制、延长、转录及修复.Mcm4是启动真核基因组DNA复制所必需的微小染色体维持蛋白,是复制复合体的关键组分.Mcm4蛋白在非典型增生及肿瘤的异常高表达意味着Mcm4蛋白作为增殖细胞的特殊标记物,在多系统肿瘤的诊断、治疗及预后判断方面显示了更广阔的应用前景.

[关 键 词]微小染色体维持蛋白4；肿瘤

[中图分类号]R739.4[文献标识码]A[文章编号]1673-9701（2013）15-0018-02

微小染色体维持蛋白（Minichromosomemaintenanceproteins,Mcm）是Bik-KwoonTye在上个世纪80年代通过分子和生物化学实验方法在突变的酵母中分离提取出来的,其功能与DNA复制起始有关[1],随后在太古代生物以及所有真核细胞中证实了其存在.

1Mcm蛋白的组成和功能

Mcm蛋白家族是一类高度保守的蛋白质,目前为止,共有八个亚单位组成,分别为Mcm2、Mcm3、Mcm4/Cdc21、Mcm5/Cd6、Mcm6/Mis5、Mcm7/Cd7、Mcm8、Mcm9.Mcm2-7存在所有的真核生物中,形成多种二聚体、三聚体及六聚体发挥各自相应的功能.Mcm蛋白在结构相似,其中心均有一个保守的结构域称为Mcm盒,由200个氨基酸残基组成,是依赖于DNA的三磷酸腺苷酶（ATPase）模体[2,3].此外Mcm2、Mcm4、Mcm6以及Mcm7还有一个解链酶活性的锌指模体[4].在真核生物中,三磷酸腺苷酶模体和锌指模体高度保守在Mcm蛋白中[5].

研究发现处于增殖期的细胞表达Mcm蛋白,而已退出细胞增值周期处于分化成熟或G0期的细胞不表达Mcm蛋白[6].正常细胞中Mcm蛋白的mRNA水平随着细胞周期的变化而发生改变,在G1/S期转换时Mcm蛋白的表达达到峰值,Mcm蛋白表达的水平在细胞进入G0期和分化、衰老时下降甚至不能被检测到.肿瘤组织细胞与正常组织细胞在形态学上存在差异,肿瘤组织表现出很强的增殖活性,Mcm蛋白在增殖细胞中表达水平高,在静止期细胞或分化完成的细胞中则水平很低甚至不表达.Mcm蛋白及其mRNA的表达水平与组织中细胞增生程度成正比,表明Mcm蛋白能准确地反映细胞的增殖活性.Mcm水平的增高不但表明恶性细胞的增殖,而且也标志着非典型细胞和潜在恶性细胞的增生,因此Mcm可作为诊断肿瘤和癌前病变的有效标记物.

Mcm2、Mcm5、Mcm7在全身各系统肿瘤中的研究近年来陆续有文献报道出现,但关于Mcm4的研究仍然较少.Mcm4定位于8q11.2染色体区域,与DNA激活蛋白激酶PRKDC/DNA-PK紧邻,参与DNA双链断裂复制.Mcm4是启动真核基因组DNA复制所必须的微小染色体维持蛋白,是前复制复合体的关键组分,可能参与复制叉的形成以及其他复制相关蛋白的装配[7].Ishimi等[8]研究了Mcm4证明其为DNA复制检查站点的靶目标,经检查点蛋白激酶ATR和CDK2磷酸化了的Mcm4可抑制Mcm4/6/7解螺旋酶活性,进而影响复制.

2Mcm4在各系统组织中的表达

2.1Mcm4在消化系统肿瘤的表达

石[8]等研究了Mcm4蛋白在45例胃癌组织中的表达,结果显示,Mcm4蛋白在胃癌组织中的阳性表达为91.1%,正常组织中为阴性表达.胃癌组织中Mcm4蛋白的阳性表达中,高分化组显著低于中、低分化组,淋巴结转移组高于无淋巴结转移组,Mcm4蛋白的表达与胃癌的患者年龄、肿瘤大小、TNM分期及组织学类型差异无统计学意义.荣芳[9]等研究了Mcm4蛋白在胃癌中的表达及与幽门螺杆菌感染的关系,结果显示,Mcm4蛋白依序在浅表性胃炎、胃溃疡、慢性萎缩性维炎和胃癌中的表达呈逐渐升高趋势,在胃癌中的表达率明显高于前三者.该结果表明Mcm4蛋白能较好地区分正常组织、不典型增生组织和肿瘤组织,提示Mcm4蛋白是一种可靠的肿瘤标记物.另外,Mcm4蛋白与肿瘤的分化程度及淋巴转移有关,低分化癌的表达高于高分化癌,淋巴转移组的表达高于未转移组.除此之外,还发现Hp的感染率在浅表性胃炎、胃溃疡、慢性萎缩性胃炎和胃癌中的表达呈逐渐增高趋势.胃癌组Mcm4蛋白的阳性率与Hp感染率之间呈正相关.黄晓平等[10]报道了60例食管鳞癌组织、配对的临近食管癌旁上皮以及远端正常上皮组织中Mcm4蛋白的表达,发现在60例食管癌患者3种组织中,正常食管上皮中Mcm4蛋白不表达或弱表达,食管癌组织及癌旁上皮组织表达率分别为65%、33.3%,经统计分析,食管癌组织中Mcm4蛋白的表达显著高于其他两组.而且较晚期的食管癌组织与较早期的相比较,Mcm4蛋白的表达有增加趋势,Mcm4蛋白的表达变化在病理分级、淋巴结转移、性别和年龄等之间的差异无显著性.

2.2在生殖系统中的表达

郭娜娜[11]等研究了Mcm4、p53在42例子宫颈上皮内瘤变（其中CIN15例,CIN2～3级27例）和48例浸润性子宫颈鳞癌中的表达情况,结果显示,Mcm4在正常子宫颈粘膜上皮内部表达或弱表达；且仅限于基底层及旁细胞层.CIN组中,Mcm4表达随CIN级别升高而增多甚至可以达到上皮全层.子宫颈浸润性鳞癌中Mcm4阳性细胞呈弥漫分布,且染色增强.而p53阳性表达在正常子宫粘膜上皮与CIN、CIN2～3级相比,CIN与CIN2～3级相比,均无统计学意义.子宫颈浸润性鳞癌组织中Mcm4表达分别与正常子宫粘膜上皮、CIN、CIN2～3级相比,其表达均有统计学差异.Mcm4阳性表达随临床分期进展逐渐升高,而p53阳性表达与患者年龄、肿瘤病理分级、临床分期均无相关性,考虑Mcm4和p53均参与子宫颈鳞癌的发生发展,但两者可能在不同的通路、机制与子宫颈癌的发生和发展有关.陈丽萍等[12]分析了Mcm4在50例宫颈癌、40例宫颈内皮瘤病变及20例正常宫颈组织中的表达,结果显示,Mcm4在宫颈癌组的阳性表达明显高于CIN组和对照组,差异有显著性,随着病理分级的升高Mcm4的阳性表达率逐渐升高,差异有显著性；有淋巴结转移组的Mcm4的阳性率比无淋巴结转移组明显升高,差异有显著性；Mcm4的阳性表达率与年龄分组和临床分期无关.此与Freeman等[13]研究结果相似.

潘云翠等[14]分析了Mcm4、Ki-67在10例正常卵巢上皮组织、19例良性浆液性囊腺瘤、16例交界性浆液性肿瘤和43例浆液性腺癌中的表达,Mcm4在卵巢浆液性腺癌中的表达与其它组别比较有差异性；Mcm4在卵巢交界性浆液性肿瘤中的表达与对照组相比有差异；余各组间相比无差异.Ki-67在卵巢浆液性腺癌中的表达与对照组、良性浆液性囊腺瘤组相比有差异,余各组间相比较无差异.Mcm4在卵巢浆液性腺癌中表达与临床分期、转移及病理分级有关；Ki-67与转移和病理分级相关；Mcm4和Ki-67在卵巢浆液性腺癌中表达呈正相关关系.

陈丽萍等[15]分析了宫颈癌组织中Mcm4、CDC6的表达及其与HPV16/18感染的相关性,认为Mcm4和CDC6在宫颈癌组的阳性表达均明显高于CIN组合正常宫颈组织；在正常宫颈组织、CIN和宫颈癌组织中HPV16/18阳性表达率逐渐升高,差异有统计学意义.在宫颈癌组,Mcm4与CDC6、HPV16/18感染呈正相关,CDC6与HPV16/18感染呈正相关,随肿瘤分化程度的升高,Mcm4、CDC6与HPV16/18的阳性表达率逐渐升高.淋巴结转移组Mcm4、CDC6的阳性率比无转移组明显升高,Mcm4、CDC6的阳性表达率与年龄和临床分期无关；HPV16/18的阳性率与病理分级、临床分期、年龄分组和淋巴结转移均无关.

2.3其他方面的表达

石[16]等人采用SP免疫组化技术检测人乳腺浸润性导管癌（IDC）组织中Mcm4、c-erbB-2蛋白的表达,选取乳腺浸润性导管癌80例、20例乳腺不典型增生及30例良性病变旁正常乳腺组织切片.结果显示,IDC组及不典型增生组中Mcm4的阳性表达率显著高于正常组；IDC组中c-erbB-2的阳性表达率显著高于不典型增生组及正常组.IDC组中,Mcm4蛋白的阳性表达与肿瘤分化程度、TNM分期、淋巴结转移及肿瘤大小等有关；与年龄无关.c-erbB-2蛋白的阳性表达与IDC的淋巴结转移有关,与TNM分期、肿瘤大小、年龄及分化程度无关.

综上所述,在消化、生殖等多个系统组织中,Mcm4是一种较为可靠的细胞生物学增殖标记物；是与p53、cdc-6、ki-67、PCNA等相比有同等地位、协同作用或更具临床指导意义的标记物,为研究肿瘤发生、发展及指导临床治疗、判断预后等方面提供了更为广阔的思路.

[参考文献]

[1]MaineGTSinhaP,TyeBK.MutantsofS.cerevisiaedefectiveinthemaintenanceofminichromosomes[J].Geica,1984,106（3）：365-385.

[2]KearseySE,LabibK.MCMproteins：evolution,protertiesandroleinDNAreplication[J].BiochimBiophysActa,1998,1398：113-136.

[3]YouZ,IshimiY,MasaiH,etal.RolesofMCM7andMCM4subunitsDNAhelicaseactivityofthemouseMCM4/6/7plex[J].BiolChem,2002,277（45）：42471-42479.

[4]PoplawskiA,CrabnwskiB,LongSE,etal.Thetinefingerdomainofthearchaealminichromosomemaintenanceisrequiredforhelicaseactivity[J].JBiolChem,2001,276（52）：49371-49377.

[5]MusahlC,HolthoffHP,LeschR,etal.StabilityofthereplicativeMCMroteininproliferatinganddifferentiatinghumancells[J].ExpCellRes,1998,241：260-264.

[6]LabibK,KearseySE,DiffleyJF.MCM2-7proteinsareessentialponentsofprereplicativeplexesthataccumulatecooperativelyinthenucleusduringG1-phaseandarerequiredtoestablish,butnotmaintain,theS-phasecheckpoint[J].MolBiolCell,2001,12（11）：3658-3667.

[7]IshimiY,Komamura-KohnoY,KwonHJ,etal.IdentificationofMCM4asatargetoftheDNAreplicationblockcheckpointsysyem[J].BiolChem,2003,278（27）：24644-24650.

[8]石,任占平.Mcm4蛋白在胃癌组织中的表达及其临床意义[J].广西医学,2009,31（6）：796-798.

[9]荣芳,,王满贵,等.微小染色体维持蛋白4在胃癌中的表达及与幽门螺杆菌感染的关系[J].癌变畸变突变,2010,22（4）：279-286.

[10]黄晓平,张旭,苏晓东,等.Mcm4在食管癌组织中的表达与临床病理的关系[J].癌症,2007,26（1）：96-99.

[11]郭娜娜,葛霞,承泽农.Mcm4、p53在子宫颈上皮内瘤变和子宫颈癌中的表达及其临床意义[J].临床与实验病理学杂志,2010,26（5）：572-575.

[12]陈丽萍,穆雅琴,刘润花,等.Mcm4在宫颈癌中的表达及其意义[J].山西大同大学学报（自然科学版）,2008,24（2）：59-62.

[13]FreemanA,MorrisLS,MillaAD,etal.Minichromosomemaintenanceproteinsasbiologicalmarkersofdysplasiaandmalignancy[J].ClinCancerRes,1999,5（8）：2121-32.

[14]潘云翠,葛霞,承泽农.卵巢浆液性肿瘤中Mcm4与Ki-67的表达及意义[J].临床与实验病理学杂志,2011,27（5）：478-480.

[15]陈丽萍,刘润花,赵富玺.宫颈癌组织中Mcm4、CDC6的表达及其与HPV16/18感染的相关性[J].中国肿瘤生物治疗杂志,2008,15（4）：374-348.

[16]石,任占平,戴文斌,等.Mcm4与c-erbB-2蛋白在乳腺浸润性导管癌组织中的表达及其临床意义[J].诊断病理学杂志,2009,16（6）：465-468.

（收稿日期：2013-04-01）