CSE1L与恶性肿瘤的临床研究进展

CSE1L与恶性肿瘤的临床研究进展

林晓露1杨能红2（通讯作者）

（1贵州医科大学贵州贵阳550004）

（2贵州医科大学附属医院肝胆外科贵州贵阳550004）

【摘要】CSE1L，又称为细胞凋亡易感基因，定位在人染色体20q13，与酵母染色体分离基因(CSE1)同源，高表达于多种癌组织类型中。本文着重探讨CSE1L的生物学功能及其在恶性肿瘤中的研究进展，并展望其研究前景。

【关键词】CSE1L；恶性肿瘤；生物标志物；MHS6

【中图分类号】R730【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2018）11-0007-02

CSE1L（染色体分离样蛋1），又称为细胞凋亡易感基因(cellularapoptosissusceptibility，CAS)，最早发现于乳腺癌细胞，定位于人染色体20q13上，与酵母染色体分离基因(CSE1)同源，高表达于肝癌、前列腺癌、乳腺癌和胃癌细胞中。其表达产物CSE1L作为核转运因子，参与调节细胞凋亡[1]、增殖[2]、染色体聚集[3]、微泡形成[4,5]及癌转移[2]，并在早期胚胎生长发育过程中发挥重要作用[6]。另外，CSE1L也是一项癌症血清生物标志物。研究表明，CSE1L可以调节RAS诱导下的ERK（细胞外调节蛋白激酶），还可以调节CREB（环磷腺苷效应元件结合蛋白）和MITF（小眼畸形相关转录因子）的过表达和磷酸化过程，并由此参与黑色素原形成和黑色素瘤进展[7]，而ERK信号通路是大部分癌症靶向药物的重要作用靶点。因此，CSE1L可作为一项潜在的血清标志物，用来监控靶向治疗中的药物耐药性。

1.CSE1L分子生物学功能

CSE1L蛋白分子量约100kDa，共由971个氨基酸组成，表达于细胞浆中。其分子生物学功能为介导转入蛋白(Importinα)从胞核到胞浆的回收[8]。

1.1Importinα从胞浆到胞核的过程

位于胞质中的转运蛋白(NLS)先与Importinα结合，再与Importinβ结合形成NLS—Importinα/β复合体，NPC内核孔素蛋白与上诉复合体上的Importinβ位点结合，并将该复合体定位在NPC胞质纤丝上，然后将复合体递呈到细胞NPC中央插销蛋白上，再通过解离、结合和平衡作用，复合体被送入细胞核内。而NLS-Importinα/β复合体在通过NPC中央孔时，由RanGTPase水解GTP提供能量，同时可激活Importinβ，使NLS—Importinα/β复合体释放NLS和Importinα；NLS分子在核内马达分子(motor)的推动下沿核内骨架发生固相传输。释放到核内的Importinβ与RanGTP结合再运回细胞质。胞质中，Importinβ/RanGTP二聚体在RanGTPase的作用下解离为RanGDP与Importinβ。

1.2Importinα从胞核内回收到胞浆的过程

核内Importinα在CSE1L蛋白和RanGTP作用下形成三联体回到胞质，然后三联体在胞质RanGTPase作用下解离为Importinα、CSE1L蛋白和RanGDP，而Importinα继续参与下一轮NLS蛋白的入核转运过程，CSE1L蛋白直接返回细胞核内。

2.CSE1L与恶性肿瘤

众所周知，染色体20q13在多种癌症组织中都呈现为扩增状态。而染色体20q13的扩增与多种癌症的进展有关，包括乳腺癌、胰腺癌、髓母细胞瘤、肾细胞癌、星形细胞瘤等。此外，据报道，染色体20q的扩增与还与癌症的侵袭性、不良预后及转移性有关[9-11]。研究发现，敲低CSE1L后可降低大肠癌在软琼脂中的集落形成能力，并可诱导其细胞凋亡[12]。Yuksel[13]等人表明，胞质中CSE1L的表达与腋窝淋巴结转移有显著相关，这一发现证明了CSE1L在乳腺癌转移中的关键作用。廖等人[14]报告说，CSE1L低表达可抑制黑色素瘤细胞的转移。陈等人[15]发现敲低CSE1L表达时不仅可抑制体外骨肉瘤细胞的生长，也可阻碍体内肿瘤的生长。这些发现均表明了CSE1L作为致癌基因可导致肿瘤的形成。Lorenzato等人[16]报告说，AKT的激活促使了CSE1在卵巢癌细胞中的核积累，这可能会影响致癌基因信号物质的传递。李等人[17]报告说，CSE1L是micror-137的靶基因，它在mir137介导的肿瘤抑制中起着重要作用。Shiraki等[18]表明，CSE1L在人HCC细胞系中表达明显，并且主要位于细胞浆内。增殖细胞核抗原标记指数在肝癌细胞中的表达明显高于非肿瘤组织。这些结果说明在肝癌组织中，增生与凋亡都较非肿瘤组织明显增多。

3.CSE1L与恶性肿瘤的治疗

肿瘤产生耐药性是影响术后化疗治疗效果的主要原因之一。化疗药物Adr，可抑制拓扑异构酶IIa的活性[19],阻碍DNA转录及复制，使细胞发生凋亡。可见，DNA损伤修复在化疗过程中起了重要作用,其功能异常可能会诱导DNA错误修复,从而增加DNA不稳定性,诱发肿瘤产生耐药性。陈峰[20]等人发现，在NB肿瘤细胞系中，Adr诱导CSE1L和53BP1表达先增高，后降低，说明CSE1L可能参与Adr诱导的DNA损伤修复的过程，而且CSE1L在NB化疗过程中表达降低，并在Adr诱导的DNA损伤修复过程中通过调节53BP1、FEN-1和EXO-1的表达水平，先诱导DNA双链断裂修复后激活MMＲ的过程中起了重要作用。因此,研究肿瘤DNA损伤修复，可为采取策略降低肿瘤细胞修复能力，并增加其对Adr药物敏感性提供线索和理论依据。

DNA错配修复基因(DNAmismatchrepairgenes，MMR)存在于原核与真核细胞中，在DNA复制过程中，识别、修复错配的核苷酸，从而可以维持遗传稳定性。若缺少错配修复基因的功能，可使DNA的错误修复不断累加，从而引起基因的不稳定，使癌基因得以积累，从而导致肿瘤的发生和发展。错配修复蛋白MSH6亦称为G/T错配结合蛋白（G/Tmismatchbindingprotein，GTBp），具有参与DNA碱基错配修复的功能。许多研究报告了MSH6在肿瘤发生方面的作用。陈[15]等人发现，在骨肉瘤细胞中降低CSE1L的表达可降低MSH6蛋白的表达水平。之前的一项研究表明[21]，MSH6表达的增加与患黑色素瘤的风险增加有显著的相关性。Stark等人[22]在复发的胶质母细胞瘤患者中也发现了类似的结果，可将MSH6的高表达作为胶质母细胞瘤病人不良预后的指标。Jentzsch等人[23]研究了MSH6的表达与骨肉瘤肿瘤细胞的转移，对化疗的敏感性及病人的生存时间，发现MSH6高表达的骨肉瘤病人有着很差的预后。陈[15]等人通过回复实验发现，CSE1L在很大程度上依赖MSH6来影响骨肉瘤细胞增殖。另外，敲低MSH6后均会抑制体外和体内的骨原性肉瘤细胞生长。由此推断出CSE1L的表达程度可做为检测骨肉瘤患者的一项敏感生物指标，并且通过干预CSE1L/MSH6轴来治疗骨肉瘤是可行的。此外,CSE1L的磷酸化由细胞外调节蛋白激酶（ERK）所调节。ERK信号通路是大部分癌症靶向药物的重要的作用靶点，因此，血清磷酸化的CSE1L可作为一项潜在的生物标志物，用来监控靶向治疗中的药物耐药性。

【参考文献】

[1]BrinkmannUetalExpressioncloningofcDNAsthatrendercancercellsresistanttoPseudomonasanddiphtheriatoxinandimmunotoxinsMolMed1995;1:206-16.

[2]TaiCJ,etalCellularapoptosissusceptibility(CSE1L/CAS)proteinincancermetastasisandchemotherapeuticdrug-inducedapoptosisJExpClinCancerRes.2010;29:110.

[3]ScherfU,etalThehumanCASproteinwhichishomologoustotheCSE1yeastchromosomesegregationgeneproductisassociatedwithmicrotubulesandmitoticspindleProcNatlAcadSciUSA1996;93:2670-4.

[4]LiaoCF,etalCSE1L,anovelmicrovesiclemembraneprotein,mediatesRas-triggeredmicrovesiclegenerationandmetastasisoftumorcellsMolMed2012;18:1269-80.

[5]XuR,etalHighly-purifiedexosomesandshedmicrovesiclesisolatedfromthehumancoloncancercelllineLIM1863bysequentialcentrifugalultrafiltrationarebiochemicallyandfunctionallydistinctMethods2015;87:11-25.

[6]BeraTK,etalCse1lisessentialforearlyembryonicgrowthanddevelopmentMolCellBiol2001;21:7020-4.

[7]LeeWR,etalCSE1LlinkscAMP/PKAandRas/ERKpathwaysandregulatestheexpressionsandphosphorylationsofERK1/2,CREB,andMITFinmelanomacellsMolCarcinog2015.doi:10.1002/mc.22407.

[8]KutayU,eta1.ExportofimportinMphafromthenucleusismediatedbyaspecificnucleartransportfactor[J].Cell,1997,90:1061-1071.

[9]PostmaC,etalGainofchromosome20qisanindicatorofpoorprognosisincolorectalcancerCellOncol2007;29:73-5.

[10]CarvalhoB,etal.Multipleputativeoncogenesatthechromosome20qampliconcontributetocolorectaladenomatocarcinomaprogressionGut2009;58:79-89.

[11]WullichB,etalEvidenceforgainsat15qand20qinbrainmetastasesofprostatecancerCancerGenetCytogenet2004;154:119-23.

[12]Pimiento,JMetalKnockdownofCSE1LGeneinColorectalCancerReducesTumorigenesisinVitroAmJPathol186,2761-8(2016).

[13]Yuksel,UM.,etalTherelationshipbetweenCSE1LexpressionandaxillarylymphnodemetastasisinbreastcancerTumori101,194-8(2015).

[14]Liao,CFetalCSE1L/CAS,thecellularapoptosissusceptibilityprotein,enhancesinvasionandmetastasisbutnotproliferationofcancercellsJExpClinCancerRes27,15(2008).

[15]Cheng,D.D.,etal.,CSE1LinteractionwithMSH6promotesosteosarcomaprogressionandpredictspoorpatientsurvivalSciRep,20177:p46238.

[16]Lorenzato,A.etalAKTactivationdrivesthenuclearlocalizationofCSE1Landapro-oncogenictranscriptionalactivationinovariancancercellsExpCellRes319,2627-36(2013).

[17]Li,KKetalMIR-137suppressesgrowthandinvasion,isdownregulatedinoligodendroglialtumorsandtargetsCSE1L.BrainPathol.23,426-39(2013).

[18].ShirakiK,etalCellularapoptosissusceptibilityproteinandproliferationinhumanhepatocelularcarcinoma[J]Intlmolmed,2006,18:77-81.

[19]WijdevenRH,etalGenome-WideIdentificationandCharacterizationofNovelFactorsConferringResistancetoTopoisomeraseIIPoisonsinCancerCancerRes,2015,75(19):4176-4187.

[20]陈峰，等.CSE1L在神经母细胞瘤化疗DNA损伤修复过程中的表达标记免疫分析与临床,2016(10):第1202-1206页.

[21]Alvino,EetalHighexpressionofthemismatchrepairproteinMSH6isassociatedwithpoorpatientsurvivalinmelanomaAmJClinPathol142,121-32(2014).

[22]Stark,AM.,etalTeexpressionofmismatchrepairproteinsMLH1,MSH2andMSH6correlateswiththeKi67proliferationindexandsurvivalinpatientswithrecurrentglioblastomaNeurolRes32,816-20(2010).

[23]Jentzsch,TetalExpressionofMSH2andMSH6onatissuemicroarrayinpatientswithosteosarcomaAnticancerRes34,6961-72(2014).