口腔鱗狀細胞癌發生、發展過程中細胞周期調控因子的研究進展

侯澤宇， 唐金茹， 李龍江

（口腔疾病研究國家重點實驗室，國家口腔疾病臨床醫學研究中心，四川大學華西口腔醫院頭頸腫瘤外科，四川 成都 610041）

口腔鱗狀細胞癌 （OSCC） 是口腔頜面部最常見的惡性腫瘤，占比約80%[1]。腫瘤的發生和發展是多因素、多基因共同影響的復雜過程。OSCC的病因包括咀嚼檳榔、吸煙、飲酒和人乳頭瘤病毒（human papilloma virus, HPV） 感染等，各種致癌因素的積累影響細胞周期[1]。正常情況下細胞周期調控因子相互作用、相互制約并保持動態平衡，若平衡打破，細胞可能發生異常增殖，進而促進腫瘤的發生[2]。了解細胞周期調控因子在OSCC發生、發展中的作用機制，可為OSCC早期診斷和開發靶向治療的潛在生物標志物提供依據。

1 細胞周期調控因子的概述

細胞周期是細胞復制并分裂的過程。細胞分裂由細胞周期檢查點監測，典型檢查點包括細胞周期蛋白 （cyclin） 和細胞周期蛋白依賴性激酶 （cyclin dependent kinase, CDK），它們共同組成cyclin-CDK復合物，其中cyclin起調節作用，CDK作為催化劑，共同正向調節細胞周期進程。這些復合物被細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑 （cyclin-dependent kinase inhibitor, CDKI） 抑制，從而負向調控細胞周期。

2 cyclin-CDK復合物在OSCC發生、發展中的作用及表達

cyclin-CDK復合物由cyclin和CDK組成，細胞周期的進程由cyclin-CDK復合物連續地激活和失活控制。目前已鑒定出2組CDK，一組是調節細胞周期進程的CDK （CDK1-4、CDK6），另一組是通過RNA聚合酶Ⅱ （RNA polymerase Ⅱ, RNAPⅡ） 調節基因轉錄的CDK （CDK7-9、CDK12）。

2.1 CDK1

CDK1與細胞周期蛋白B1 （cyclin B1） 結合，形成成熟促進因子 （maturation promoting factor, MPF），使細胞周期從G2期進展到M期，若此過程中MPF表達異常，可能導致細胞生長失控。在預后方面，石靜等[3]發現，OSCC中，CDK1的表達與腫瘤復發和淋巴結轉移顯著相關。

2.2 CDK2

CDK2與細胞周期蛋白E （cyclin E）、細胞周期蛋白A （cyclin A） 結合，通過磷酸化視網膜母細胞瘤蛋白 （retinoblastoma protein, pRb） 和E2F轉錄因子 （E2F transcription factor） 參與細胞周期調控。CDK2在OSCC中表達增強，使細胞快速進入S期。Mihara等[4]發現，OSCC中CDK2表達與腫瘤淋巴結轉移、腫瘤分化、腫瘤侵襲方式及患者較短的生存期相關。

2.3 CDK4/6

CDK4/6與細胞周期蛋白D1 （cyclin D1） 結合成CDK4/CDK6/cyclin D1復合物，使pRb失活并釋放E2F，促進G1/S期轉化。研究[5]發現，CDK4/6在OSCC中過表達，CDK4的過度表達在口腔白斑和OSCC中均很明顯，CDK4可能是OSCC發展的早期信號。

非編碼RNA分子通過調控mRNA參與了CDK4/6的表達。研究[6]表明，miR-198直接作用于 CDK4，miR-504過表達直接作用于 CDK6[7]，抑制OSCC增殖、遷移和侵襲。細胞內蛋白和因子也通過調節CDK4/6參與OSCC增殖，PI3K/Akt通路中，FOXO3a （forkhead box O3） 在OSCC中低表達，而FOXO3a的激活抑制CDK4/6和cyclin D1表達，進而誘導G1期停滯和細胞凋亡，抑制腫瘤發展[8]。隨著CDK4/6調控機制研究的深入，CDK4/6抑制劑已在多類腫瘤治療中應用。但相關藥物如帕博西尼 （palbociclib） 對HPV陰性OSCC的療效有限，且長期用藥后存在復發、耐藥的情況；CDK4/6抑制劑與PI3K通路抑制劑、EGFR抑制劑、MEK抑制劑聯合使用，療效更為顯著[9]。

2.4 CDK7-9、CDK12

CDK7-9、CDK12通過RNAPⅡ來調節基因轉錄。CDK7-9、CDK12的異常在多種腫瘤中已被證實[10]。Jiang等[11]發現大部分OSCC樣本中CDK7的表達顯著升高，其異常高表達與腫瘤的T分期相關，還與患者較低的無病生存率和總體生存率相關。目前，在OSCC中尚無CDK8、CDK9和CDK12的相關研究。

3 CDKI在OSCC發生、發展中的作用及表達

CDKI因其破壞細胞增殖的能力而被歸類為抑癌基因[2]?；谄浣Y構和功能特性，CDKI被分為2類：廣譜的CIP/KIP（cyclin inhibition protein/kinase inhibition protein）家族細胞周期蛋白激酶抑制劑和特異性抑制cyclin D-CDK4/CDK6活性的INK4（inhibitor of CDK4） 家族蛋白。CIP/KIP主要包括 p21、p27、p57 等，INK4 主要包括 p15、p16、p18和 p19。

3.1 p21與p53

p21基因位于p53基因下游6p21.2，屬于廣譜的CIP/KIP。p21蛋白可與CDK特異性結合從而抑制多種cyclin-CDK復合物的活性，包括cyclin DCDK4、cyclin E-CDK2等，阻止細胞通過 G1/S期檢查點引發細胞凋亡，進而負向調控細胞周期。

p53作為抑癌基因，定位于17p13.1，可分為野生型和突變型。野生型可通過充當多個基因的轉錄因子控制細胞周期，誘導p21的轉錄調節。突變型與野生型結合形成穩定的四聚體，使野生型喪失正常功能，激活下游靶基因的轉錄，誘導細胞進入G1期，阻斷細胞凋亡及分化，促進癌癥的發展。p21與p53兩者共同構成細胞周期G1檢查點。當細胞受到損傷后，野生型p53作用于p21使其迅速表達，阻止細胞通過G1/S期檢查點，減少受損DNA的積累。

有研究[12]發現，在OSCC中，p21依賴p53途徑發揮作用。Qiu等[13]發現，FK506結合蛋白11可以通過p53/p21/p27調節G2/M期和細胞凋亡來促進OSCC增殖。也有學者[14]認為，p21與p53在OSCC中的表達無相關，目前有關p21獨立于p53發揮作用的研究較少。多項研究[12-14]中，p21在大部分OSCC中呈陽性表達。Baghaei等[15]研究了口腔扁平苔蘚 （oral lichen planus， OLP）、OSCC和口腔上皮異常增生 （oral epithelial hyperplasia， OEH） 中p21的表達，發現 OEH、OLP、OSCC中p21陽性細胞的平均百分比逐步升高，認為其表達可能與潛在致癌轉化有關。p21的預后意義仍存在爭議，有學者[16]認為，p21的表達與OSCC較差的預后和腫瘤侵襲性有關。也有學者[17]發現，雖然p21在大部分OSCC中呈陽性表達，但其與患者生存率無關，其表達與腫瘤大小呈負相關。p21在OSCC中的抑癌作用有待進一步研究。

3.2 p27

p27主要抑制cyclin E-CDK2和cyclin D-CDK4等G1期復合體，在G0/G1期和G1/S期的轉化調節中起重要作用。有關p27調控OSCC發生、發展的機制研究較少。p27的預后意義仍存在爭議，有學者[18]通過癌癥基因圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）數據庫進行分析，發現p27突變與OSCC總生存率無關。也有研究[16]表明，p27的表達與OSCC的5年生存率呈較弱負相關。

3.3 p16

p16是INK4家族中CDK4的負調控因子。p16通過p16-CDK4/6-cyclin D-pRb進行負性調控。p16在OSCC中存在較高過表達[19]，p16的表達已被提議為惡性口腔黏膜發育不良的生物標志物。然而，有研究[20]表明，p16的特異性表達作為OSCC的惡性標志物并不可靠。但是在HPV陽性患者中，p16似乎是可靠的惡性標志物，多項研究[19-21]發現，HPV相關OSCC中發生了p16表達上調。然而Ni等[20]在一項研究中發現，在中國，與HPV相關的OSCC的患病率較低，缺乏相關研究，因此與HPV感染相關的p16高表達尚不能作為OSCC的標志物。

在預后判斷中，OSCC中p16的表達對生存率的影響尚不明確。研究[21]證實，復發性腫瘤中p16的表達下調是非復發性腫瘤的5倍，p16表達缺失的復發病例多預后不良，患者生存率低。還有研究[22]認為，Trop2+/p16-是一種有價值的預后標志物，Trop2促進OSCC細胞內鈣的釋放，抑制p16表達并誘導S期，提示預后不良。

3.4 p15、p18和 p19

INK4家族的其他分子還包括p15、p18及p19。p15特異性抑制CDK4激酶的活性，負調節細胞周期。p18與CDK4/6特異性結合，限制細胞通過G1/S期檢查點。p19是p53的上游基因，通過p19-MDM2-p53途徑，使細胞周期于G1/S期停滯或直接誘導細胞凋亡。有研究[23]發現，p16的特異性缺失和p19保留增強了侵襲性OSCC的發展。目前在OSCC中，p15、p18及p19的相關研究較少。

綜上所述，細胞周期的調控網絡中任一環節出現異常，均可能導致細胞生長失控、凋亡異常，促進OSCC的發生。目前的研究主要針對的是OSCC中CDK、cyclin、CDKI的表達情況，缺乏針對其信號通路等具體調節機制的研究。深入了解細胞周期調節相關分子在OSCC發生、發展過程中的功能及調控機制，將有助于為OSCC的早期基因篩查、靶向治療及預后的監測提供新的臨床輔助性診斷方法，是未來研究的方向。