中心体异常与恶性肿瘤发生相关性研究的回顾与展望

1、第1页共1页中心体异常与恶性肿瘤发生相关性研究的回顾与展望关键词中心体中心粒恶性肿瘤健康网讯：官兵 胡盛平 515031 汕头大学医学院分子生物学中心（A 通讯作者）【摘要】中心体是细胞中的一个较小的细胞器。作为主要的 微管组织中心（MT0C）,在间期细胞及有丝分裂期的细胞中起着重要的作用。当中心体功能障碍时，可能引起染色体的分裂异常，并导致恶性肿瘤的发生。本文 简要介绍了中心体的结构、功能，纺锤体装配检测点的调节机制，中心体复制及触 发，中心体复制与细胞周期的关系，中心体蛋白，中心体异常以及可能的原因，并对其未来的研究和在临床上的应用进行了展望。一个世纪以来，中心体这一微小的细胞器对生物学家

2、来说一 直是一个迷。中心体虽然很小且不引人注目， 但是它却在细胞中起着重要的作 用。第1页共1页其中一个重要的功能是构成有丝分裂纺锤体。纺锤体微管和动力微管在细胞分 裂时牵引染色体到细胞两极，使每一子代细胞都具有完整的染色体。如果没有中心 体，细胞将不可能进行正常分裂。越来越多的研究结果表明，当中心体功能障碍 时，有可能引起癌症，至少部分癌症是因为中心体功能障碍导致染色体异常而引起。 现将这方面的研究与展望综述如下。1 中心体概述1.1 中心体的基本结构、功能在超微结构水平，典型的真核 细胞中心体由一对中心粒组成。中心粒周围为云状电子致密物，称为中心 粒周围物质(Pericentrioles

3、Material, PCM),中心粒周围物质围绕 2 个中心粒1 o 中心粒由 9组三联体微管组成，形成一桶状结构。中心粒的直径为0. 160. 23nm,长度变动于 0.160.56 Um 之间， 成对相互垂直排列。 微管长度约为 0.4ym2,由微管蛋白组成， 包括 a/P/v/6/e 微管蛋白、 中心体蛋白 centrin 3第1页共1页和 tektin 丝状体以及与它们相连的结构蛋白4。中心粒周围 物质组成纤维状网络结构，这种纤维状网络结构被称为中心体矩阵5,中心 体矩阵连接各种蛋白，包括聚集微管的 Y 微管蛋白复合物。中心粒周围物质围绕着 中心粒组成中心体微管组织中心(Microtu

4、bule Organizing Center, MTOC)。中心 粒不直接参与细胞质微管的形成。在哺乳动物细胞，中心体是主要的微管组织中心。中心体在 间期细胞中调节微管的数量、稳定性、极性和空间分布。在有丝分裂中，中 心体建立两极纺锤体，确保细胞分裂过程的对称性和双极性，而这一功能对染色体 的精确分离是必需的。在维持整个细胞的极性、为细胞器的定向运输提供建筑框、 参与细胞的成型和运动上，中心体和微管都起着主要作用6 o1.2 中心体蛋白中心体蛋白可分为三类：第一类是中心体长 驻蛋白，如 a/0 / V / S / 微管蛋白，中心体蛋白 centrin,中心粒周围蛋 白第1页共1页(perice

5、ntrin)等;第二类是中心体乘客蛋白， 既只在 M 期才定位中心体， 如 POPA,NuMa 等；第三类是是中心体调蛋白，如 CDK2, CyclinBl, CyclinA,等。本文简 要介绍几种中心体蛋白。中心体蛋白 centrin 是分子量为 20kD 的一个钙结合蛋白家 族，主要定位于中心体及其同源结构中，目前已从多种生物克隆到其同源基 因。一些研究发现，centrin 蛋白在中心体的复制和分离中发挥重要作用，并与微管 切除反应有关。在哺乳动物细胞中， centrin 的定位具有细胞周期依赖性的特点， 推 测centrin 蛋白参与了有丝分裂过程7 o目前已鉴别出4种centrin蛋白

6、 (centrinlp,2p, 3p, 4p)o centrin2p 和 centrin3p 普遍表达于哺乳动物细胞中，两 种蛋白位于中心粒的远端或原中心粒的芽苞上。研究表明在 Ileb 细胞中，如果centrin2p 的表达被干扰 RNA 灭活，中心粒的复制将被抑制并导致细胞周期连续性的缺 损，第1页共1页这表明 centrin 蛋白在中心体复制中起关键性的作用。Centrin4p 是新鉴别出的centrin 蛋白，它拥有两个剪接变异体， 在中心粒上识别部位与 centrin2p 和 centrin3p不同，其功能是装配基体。但目前对 centrin 蛋白在哺乳动物细胞中的详细功能 仍不十分

7、清楚8o 中心粒周围蛋白(pericentrin)是中心粒周围物质的组成 成分，它参与组织中心体的结构。和 B 微管蛋白组成的异二聚体是构成微管的基本单位，若 干异二聚体首尾相连形成原纤维，微管由 13 根原纤维排列而成，在细胞中微 管装配成三联体后再形成中心粒。而 Y 微管蛋白则在近几年才被发现。V 微管蛋白 最初发现于一种真菌中,后来在其它真核生物中也检测到这种蛋白的存在并研究了 其相应的基因。现有资料表明，Y 微管蛋白具有某些 a 和 B 微管蛋白的基本特 点，例如它出现在所有的真核生物中，是一种非常保守的蛋白质，而且可能也由多基因 编码，从而构成自己的第1页共1页蛋白家族。许多研究结果

8、表明，Y 微管蛋白是微管组织中心 的组成成分，连接微管和中心体。尽管它在细胞中含量很少，但对微管的装配、微 管的取向等起着很重要的调节作用。因而可以说，Y 微管蛋白直接参于一切与微管 有关的细胞活动，如细胞的分裂、细胞形态的维持、细胞的运动等等，是细胞内的 一个重要的蛋白质。1. 3 中心体复制和中心体复制的触发中心体为半保留复制。 在每个细胞周期中，中心体复制一次。在有丝分裂末期，每个子代细胞继 承一个中心体，而在下次有丝分裂开始之前，它又包含有 2 个中心体。在分裂间 期，中心体精确的复制周期为有丝分裂做前期准备，这一过程被称之为中心体复制。 在高等动物细胞中，中心体复制由 4 个阶段组成：(1)中心粒分裂；(2)中心粒复 制；(3)中心体分裂；(4)子代中心体分离9。中心粒分裂出现在 G 1 晚期10,是中心体复制开始的 征兆。中心粒复制始于 S 早期，或者始于 S 期二个相互垂直的中心粒轻微分 裂第1页共1页之时。原中心粒在 S 期和 G 2 期延长，在有丝分裂期生长成熟。随着中心体在 G 2 期分裂，中心体复制完成，半保留复制的中心粒进入子代中心体。子代中心体的分 裂与 Nek2 的活性有关，Nek2 是细胞循环调节激酶，有助于细胞进入有丝分裂11 o 中心体分裂与 G2 期/分裂前期 E