SPC25 在恶性肿瘤中的研究

欧志燕，奎 翔，易晓佳，张 静，王 燕

（昆明医科大学第二附属医院病理科，云南 昆明 650101）

在细胞周期中，基因组的稳定性主要取决于染色体的精确分离，该过程由多种基因与蛋白共同参与调控，任一环节失控，都可能造成染色体的异常分配及遗传物质的损伤，增加恶性肿瘤形成的可能性。纺锤体成分25（spindle pole body component 25，SPC25）是有丝分裂和纺锤体组装检查点的重要调节因子[1]，SPC25 异常表达是导致细胞增殖紊乱的重要因素之一。针对SPC25 的研究是当下的一个热点，目前已在多种恶性肿瘤中被报道，在这些肿瘤中均发现SPC25 高表达，高表达患者预后相对较差，且在某些恶性肿瘤中是独立的危险因素，推测SPC25 可能在诊断及预后评估中起重要作用。针对SPC25 的抗靶点治疗药物正在深入研究，且已有一定的研究成果，因此若明确SPC25 是抗肿瘤靶点治疗的重要靶标，或将为肿瘤患者提供新的治疗方案。因此，本文围绕SPC25 在细胞分裂中的作用，及其在多种恶性肿瘤和非肿瘤性病变中的研究进行综述。

1 SPC25 在细胞分裂中的作用

SPC25 是参与真核生物细胞分裂的一个重要分子，在不同生物中，SPC25 基因序列长度变化为666～4156 bp，其中人类的基因序列长度为1375 bp，但从真菌到脊椎动物，SPC25 基因的开放阅读框长度变化都较小，几乎都在666～717 bp，编码序列比较保守，且大部分生物以TAA 作为终止密码子。脊椎动物和哺乳动物中SPC25 基因外显子几乎都为8个，因此SPC25 基因是一个较为保守的基因[2]。SPC25 蛋白是核分裂周期蛋白80 复合体（nuclear division cycle 80 complex，Ndc80）的重要组成成分，在细胞分裂中起着重要作用[1]。Ndc80 复合体由Ndc80（nuclear division cycle 80）、Nuf2（Ndc80 kinetochore complex component）、SPC24（spindle pole body component 24）和SPC25 组成，其中Ndc80/Nuf2、SPC24/SPC25 分别组合成球形亚基复合体，Ndc80/Nuf2 的C 端螺旋区和Spc24/Spc25 的N 端螺旋区通过重叠残基而形成四聚结构域，结构域的折叠弯曲，允许Ndc80/Nuf2 球形头部在一定范围内活动[3]。细胞的有丝分裂受多种相关蛋白与激酶调控，其中Ndc80 复合体于G2晚期开始，在动粒上逐步组装，SPC24/SPC25 复合体领先一步锚定动粒外板，随后Ndc80/Nuf2 捕捉微管并连接，促进动粒-微管附着体的形成[4，5]。Ndc80 亚基尾部磷酸化有助于增强动粒-微管附着体的稳定性，并影响微管的解聚能力[6，7]。Ska 复合体可通过在Ndc80 复合体和微管之间形成承重桥，共同维持染色体和微管末端之间的连接[8]。Ndc80 复合体是微管与动粒连接的桥梁，为配对姐妹染色单体正确向细胞两极移动打下良好基础。。

Ndc80 复合物是纺锤体组装检查点所必需的[9]，纺锤体组装检查点可以修正动粒-微管错误附着，保证Ndc80/Nuf2 与微管正确连接，检查点的缺失已被证明会导致真核生物的染色体分离错误。Sun SC 等[10]在研究小鼠卵母细胞减数分裂过程中发现，过表达或缺失SPC25 后，皆观察到未连接的微管、异常的纺锤体结构和错位染色体等现象，提示SPC25 是小鼠卵母细胞减数分裂过程中染色体排列、纺锤体形成和纺锤体组装检查点的关键调节因子。无论是在有丝分裂还是减数分裂中，SPC25 的异常表达皆对纺锤体和染色体造成了不良影响，精确的染色体分配过程失衡，遗传物质受到损伤，这增加了机体恶性肿瘤的形成几率。研究者们已在多种恶性肿瘤中发现Ndc80 复合体及其组成亚基的异常表达[11-13]，其中SPC25 总是扮演着促进肿瘤生长、增殖的角色，总结其作用特点，有助于后续的学习与研究。

2 SPC25 在肝癌中的研究

肝细胞性肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是最常见的恶性肿瘤之一，据2020 年全球癌症的统计显示，肝癌的死亡率为8.3%，位居第3[14]，我国肝病高发，肝癌的死亡率上升至第2 位[15]。魏建波等[16]通过检测血液样本SPC25 蛋白水平，发现SPC25 蛋白水平在肝癌患者中较肝硬化患者和健康者升高，与AFP 联合检测可明显提高肝癌的诊断敏感性。为了探索HCC 增殖、侵袭和转移等相关分子机制，研究者们通过对相关数据库进行基因筛选，Wan Z等[17]通过对TCGA 和GTEx 数据库的检索，比较HCC 患者的肿瘤组织和邻近的正常组织来筛选鉴定潜在的HCC 相关基因，发现SPC25 在肝癌组织中上调。Wang X 等[18]通过WGCNA 分析发现，SPC25高表达的HCC 患者预后较差。Yang X 等[19]通过评估TCGA 数据库中SPC25 在HCC 患者中的mRNA表达水平，同时分析SPC25 表达与临床病理参数的相关性，发现SPC25 在HCC 上调，SPC25 的表达水平与患者年龄、性别、组织学分级、肿瘤家族史有统计学意义，并独立预测SPC25 高表达患者的整体存活率低，因此SPC25 可能是HCC 有效的诊断和预后生物标志物。Zhang B 等[20]研究发现，SPC25 的mRNA 水平与DNA 甲基转移酶mRNA 的水平呈正相关，与miR-451a 表达负相关，在HCC 患者中与伴HBV 感染的患者相比，不伴HBV 感染的患者SPC25 表达更高；通过数据库分析SPC25 的表达与HCC 中免疫细胞浸润的关系，结果显示SPC25 高表达与B 细胞、CD4+T 细胞、树突状细胞、巨噬细胞和中性粒细胞呈显著正相关。Chen F 等[21]通过敲低SPC25 基因，发现HCC 细胞增殖、侵袭、迁移及黏附能力显著抑制，P53 和P21 的蛋白表达水平显著升高，提示P53 通路被激活，这进一步验证了SPC25在HCC 是一种潜在的肿瘤促进因子，推断可能通过P53 途径发挥作用。

上述研究表明，SPC25 可能是HCC 的重要的分子标志物之一，或将在诊断、治疗、预后评估等方面起着重要作用，并初步提出SPC25 可能调控P53 通路的推测，但SPC25 在HCC 中的研究结论多基于数据库分析得出，部分通过QRT-PCR、细胞学实验等加以验证，缺乏充分的临床数据分析，相关发生发展机制尚不清楚，因此SPC25 在HCC 中的研究亟待探索。

3 SPC25 在肺癌中的研究

肺癌位居男性癌症死亡的第1 位，据统计[14]，2020 年估计有220 万肺癌新发病例和180 万例死亡病例，且大多数国家的发病率正在逐年上升。Sun ZY等[22]在研究Ndc80 复合体在肺癌中的表达情况时发现，Ndc80、NUF2、SPC24 和SPC25 在肿瘤组织中的表达较正常明显升高，其中SPC25 不论在单变量和多变量分析中，其高表达与低生存率相关，因此联合检测Ndc80 复合体各成分可能成为肺腺癌诊断的新研究方向和肿瘤基因靶向治疗的新靶点。Jeong J等[23]在研究肺癌组织细胞外基质沉积引起的基质硬化与肿瘤进展关系时，通过数据库分析筛选出SPC25 是硬基质中上调最多的基因之一，与软基质相比，H1299 细胞株在硬基质中的增殖率明显增加，并证明了ERK 和MCL 通路在该细胞株中被高度激活。在肺癌伴特发性肺纤维化（IPF-LC）患者中，SPC25 基因突变频率为53%，SPC25 在肿瘤组织中的表达高于正常组织，并可能参与TGF-β1 信号通路传导，因此SPC25 基因突变可能是IPF-LC 的新诊断标志物和治疗靶点[24]。Chen J 等[25]研究发现，与正常肺组织相比，SPC25 在肺腺癌和肺鳞癌组织中显著上调，通过细胞实验发现SPC25 上调可增加肺腺癌A549 细胞株癌症干细胞（CSC）性质和侵袭能力，但对肺鳞癌H520 细胞株没有影响，因此SPC25上调可能增加肺腺癌中CSC 的属性。

SPC25 在肺癌的研究不仅发现其在肺癌中高表达，还探索了SPC25 在硬基质中的作用。间质增生硬化是大多数恶性肿瘤的表现之一，SPC25 在其他恶性肿瘤基质中的作用及SPC25 上调在肺腺癌和肺鳞癌中表现出差异的原因仍有待进一步研究。

4 SPC25 在乳腺癌中的研究

乳腺癌的发病率逐年升高，乳腺癌已成为女性恶性肿瘤发病率最高的恶性肿瘤，全球乳腺癌负担在不断加重，寻找乳腺癌的新治疗手段是目前最迫切的需求[14]。Pathania R 等[26]通过数据库分析发现，与正常乳腺组织相比，在HER2 阳性和基底细胞亚型的乳腺癌患者中SPC25 的表达显著增加，在5-AzaC 和丁酸盐的作用下可降低SPC25 表达，因此5-AzaC 和丁酸盐的联合使用可能是乳腺癌的有效治疗方法。Wang Q 等[27]研究发现，SPC25高表达的乳腺癌患者复发率增加、生存期较短，且单细胞分析表明，SPC25 与细胞周期调控、DNA 损伤修复以及乳腺癌细胞增殖有关，通过集落形成和CCK-8 实验证实敲除SPC25 基因可显著抑制乳腺癌细胞增殖；此外，发现针对SPC25 的DNA 甲基转移酶抑制剂和转录因子抑制剂治疗可能会提高乳腺癌患者的生存率。Gao C 等[28]通过数据库分析显示，筛选出6 个相关基因构建预后风险评分系统，其中SPC25 与SPC24 的mRNA 水平上调与Her2 阳性乳腺癌患者的预后风险密切相关，高表达患者生存期较短，探索SPC25 表达水平与Her2 阳性乳腺癌患者的预后关系，对筛查和诊断高危复发患者具有重要意义。针对SPC25 在乳腺癌中的研究，不仅验证了SPC25 在乳腺癌中高表达，还提出了新的可能治疗方案，另有研究者构建了预后风险评分系统，这为SPC25 在乳腺癌中的应用提出了新的构思。

5 SPC25 在前列腺癌中的研究

前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一，据2020 年全球癌症统计显示[15]，前列腺癌的发病率位居第3，死亡率位居第8。Cui F 等[29]研究证明，SPC25在前列腺癌中显著上调，进一步行功能丧失试验发现，SPC25 敲除抑制前列腺癌肿瘤细胞增殖，并诱导S 期细胞数量减少和G2/M 期细胞数量增加；此外，敲除SPC25 可促进前列腺癌肿瘤细胞的凋亡，这些结果表明SPC25 过表达为细胞的异常增殖提供了前提条件，可能在前列腺组织癌变过程中发挥致癌作用，同时SPC25 也可能成为前列腺癌新的诊断和治疗靶点。同时，Cui F 等[30]研究发现，SPC25 可能是前列腺癌的癌症干细胞标记物，与SPC25-细胞相比，SPC25+细胞在培养中形成明显更多的肿瘤球，且似乎对多西紫衫醇诱导的细胞凋亡更具抵抗性，与SPC25-细胞移植小鼠相比，SPC25+细胞移植小鼠的肿瘤形成更频繁，这些数据表明SPC25+前列腺癌肿瘤细胞在体内呈现CSC 特征。

SPC25 在前列腺癌中的研究并不多，但却从细胞实验和动物实验为SPC25 促进恶性肿瘤增殖生长提供了一定的论据，并再次证明了SPC25 与CSC的相关性。除此之外，与SPC25 结构和功能都密切相关的SPC24 蛋白，在前列腺癌中同样具有促进肿瘤细胞增殖的能力，可能是前列腺癌潜在的分子标志物[31]，因此联合探讨SPC24 与SPC25 的致癌机制，或将为前列腺癌提供新的治疗靶标。目前SPC25在前列腺癌组织中的表达与临床参数的分析尚未见具体报道，充分收集资料补足这方面的研究，将为SPC25 在前列腺癌中的应用获得更严密的证据。

6 SPC25 在其他恶性肿瘤中的研究

SPC25 在其他恶性肿瘤中的作用也正在探索，Yamada Y 等[32]发现，miR-451a 的低表达与肾细胞癌患者的不良预后显著相关，筛选出16 个癌基因被认为是miR-451a 调控的可能靶点，其中SPC25 的高表达与不良预后显著相关。Turk S 等[33]在研究粪肠球菌感染对胃癌细胞的作用时发现，SPC25 作为影响肿瘤细胞增殖的基因，粪肠球菌感染胃癌细胞系MKN74 后，通过探针检测发现，SPC25 的表达下降。在子宫内膜癌中也发现了SPC25 的高表达，Liu J 等[34]利用WGCNA 识别子宫内膜癌预后相关基因，发现SPC25 的高表达与子宫内膜癌的分期、分级和年龄有关，且与Wnt/β-catenin 通路相关，并通过RT-PCR 对癌组织与正常组织中mRNA 水平进行验证，发现癌组织中SPC25mRNA 水平显著高于正常组织。汪德秀等[35]通过Western blot、荧光定量PCR 和免疫组化检测胶质瘤中SPC25 的表达水平，发现SPC25 在胶质瘤中高表达，且通过细胞实验证实，SPC25 高表达可促进胶质瘤细胞的生长；同时生存分析发现，与低表达胶质瘤患者相比，高表达患者的预后较差。Chen YJ 等[36]在头颈部肿瘤抗顺铂耐药性的研究中发现，SPC25 在顺铂耐药细胞中表达上调，而沉默SPC25 则增加了顺铂的敏感性，雷公藤红素被证明能有效抑制SPC25 的表达，雷公藤红素和SPC25 沉默协同抑制肿瘤细胞集落形成，提示雷公藤红素和SPC25 沉默的联合方案可能为难治性肿瘤提供了新的治疗方案。

就目前所获文献资料而言，SPC25 在其他恶性肿瘤中的研究并不多，但在已有的研究中，SPC25 都呈现出高表达并与患者不良预后相关，继续推进SPC25 在其他恶性肿瘤中的研究，或为恶性肿瘤提供一个可普及的预后评估生物标志物。

7 SPC25 在非肿瘤性病变中的研究

除了在恶性肿瘤中的研究，SPC25 在其他非肿瘤性疾病中的诊断应用价值也正在探索。Shim SM等[37]在阿尔茨海默病及轻度认知障碍患者的血液样本中检测到SPC25 升高，并将其作为阿尔茨海默病的血清诊断标志物之一。Cui F 等[38]研究发现，SPC25与神经的退行性变相关，SPC25 的特异性缺失将减弱小胶质细胞的增殖生长，进而减缓阿尔兹海默症的发展。研究者为了更全面地了解银屑病的发病机制，通过数据库分析发现SPC25 等有丝分裂相关基因在银屑病中上调[39]。Zhang Z 等[40]基于数据库分析发现，在椎间盘退变组织中，SPC25 的mRNA 水平较正常组织下调，这可能增进临床对椎间盘退变的认知。介于过敏性和刺激性接触性皮炎在临床诊断中仍旧难以鉴别，Fortino V 等[41]通过分析差异基因表达发现，SPC25 或可作为区分人类皮肤过敏性和刺激性接触性皮炎的潜在生物标记物。尽管临床对SPC25 在非肿瘤性病变中的具体作用机制尚不清楚，但SPC25 的探索价值仍具有重要意义[42,43]。

8 总结与展望

SPC25 在肿瘤的生长增殖、复发转移等方面有促进作用，但SPC25 在恶性肿瘤中出现高表达的原因尚不清楚，SPC25 参与的通路途径目前仍需探索，在上述的研究中提到SPC25 参与的途径可能有纺锤检查点、Wnt/β-catenin、P53 等，但这仍待进一步的验证。SPC25 过表达在肺癌、前列腺癌中发现与CSC 的性质有关，这可能是其在细胞分裂周期重要的作用所决定的。探索SPC25 在恶性肿瘤中的表达情况，一方面为肿瘤的诊断提供新的标记物，为患者的预后评估提出新的参考，为肿瘤发生的机制和通路提供新的思考方向，另一方面SPC25 抑制剂的开发研制，或许能为SPC25 过表达的肿瘤患者带来新的治疗方案。