サイクリンEの機能 他のサイクリンファミリーメンバーと同様に、サイクリンEはサイクリン依存性キナーゼと複合体を形成する。特に、サイクリンEはCDK2と結合する。サイクリンE/CDK2複合体は、多数の下流タンパク質をリン酸化することにより、様々な細胞プロセスを調節する。
サイクリン E/CDK2 は G1 期および G1-S期移行 において重要な役割を果たします。サイクリン E/CDK2 は網膜芽細胞腫タンパク質 (Rb) をリン酸化して G1 期の進行を促進します。過剰リン酸化された Rb は E2F 転写因子と相互作用しなくなり、E2F を放出して、G1 期から S 期へと細胞を誘導する遺伝子の発現を促進します。[ 1 ] サイクリン E/CDK2 は、G1 期および S 期にそれぞれ p27 および p21 もリン酸化します。細胞周期の進行を阻害する TGF-β 経路の重要なメディエーターである Smad3 は、サイクリン E/CDK2 によってリン酸化されることがあります。サイクリン E/CDK2 による Smad3 のリン酸化は、その転写活性を阻害し、最終的に細胞周期の進行を促進します。[ 2 ] CBP/p300 および E2F-5 もサイクリン E/CDK2 の基質です。これら2つのタンパク質のリン酸化は、細胞周期の進行中に転写イベントを刺激する。[ 3 ] サイクリンE/CDK2はp220(NPAT)をリン酸化して、細胞周期の進行中にヒストン遺伝子の転写を促進することができる。[ 4 ]
細胞周期の進行における機能とは別に、サイクリン E/CDK2 は中心体周期にも関与している。この機能はヌクレオフォスミン (NPM) をリン酸化することによって行われる。その後、NPM は未複製の中心体への結合から解放され、複製が引き起こされる。[ 5 ] CP110 は、中心小体の複製と中心体の分離に関与する別のサイクリン E/CDK2 基質である。[ 6 ] また、サイクリン E/CDK2 は FOXO1 のリン酸化を介して DNA 損傷に対するアポトーシス応答を調節することも示されている。[ 7 ]
サイクリンEと癌 サイクリンEの過剰発現は腫瘍形成と相関している。乳がん、結腸がん、膀胱がん、皮膚がん、肺がんなど、さまざまな種類のがんに関与している。[ 8 ] サイクリンE1のDNAコピー数増幅は脳腫瘍に関与している。[ 9 ] [ 10 ] さらに、サイクリンE活性の調節異常は、細胞増殖とアポトーシスまたは老化の増加による成熟障害など、細胞系統特異的な異常を引き起こす。[ 11 ] [ 12 ]
サイクリン E の発現異常にはいくつかのメカニズムが関与している。ほとんどの場合、遺伝子増幅が過剰発現の原因となる。[ 13 ] プロテアソームによる分解異常も別のメカニズムである。FBXW7 の機能喪失変異は、いくつかの癌細胞で発見されている。FBXW7は 、サイクリン E をユビキチン化の標的とする F-box タンパク質をコードしている。[ 14 ] サイクリン E の過剰発現は、G1 期の短縮、細胞サイズの減少、または増殖に必要な血清の喪失につながる可能性がある。
乳がんの 18〜22% でサイクリン E の調節異常がみられます。サイクリン E は乳がんの予後マーカーであり、その発現の変化は腫瘍の病期と悪性度の上昇とともに増加します。[ 15 ] 低分子量サイクリン E アイソフォームは、乳がんの病因と予後において非常に重要であることが示されています。[ 16 ] これらのアイソフォームは CKI に耐性があり、CDK2 とより効率的に結合し、細胞周期の進行をより効率的に刺激することができます。これらは、早期リンパ節陰性乳がんの予後の顕著なマーカーであることが証明されています。[ 17 ] 重要なことに、最近の研究では、サイクリン E の過剰発現が HER2+ 乳がん患者におけるトラスツズマブ耐性のメカニズムであることが指摘されています。したがって、トラスツズマブと CDK2 阻害剤の併用療法は有効な戦略となる可能性があります。[ 18 ]
サイクリンEの過剰発現は、消化管のさまざまな部位の癌に関与している。これらの癌の中で、サイクリンEは胃癌と結腸癌においてより重要であると思われる。サイクリンEの過剰発現は、胃腺腫および腺癌の50~60%で認められた。[ 19 ] 大腸癌の約10%でサイクリンE遺伝子増幅が認められ、CDK2遺伝子増幅と併発することもある。[ 20 ]
サイクリンEは肺がんの有用な予後マーカーでもある。サイクリンEの過剰発現と肺がんの予後には有意な関連がある。サイクリンEの発現増加は予後不良と相関すると考えられている。[ 21 ]
参考文献 ↑ Hinds PW、 Mittnacht S 、 Dulic V、Arnold A 、Reed SI、Weinberg RA (1992 年 9 月)。「ヒトサイクリンの異所性発現による網膜芽細胞腫タンパク質機能の調節」。Cell。70 ( 6 ) : 993–1006。doi : 10.1016 /0092-8674(92)90249 - c。PMID 1388095。S2CID 30799229。 ↑ Cooley A、Zelivianski S、Jeruss JS (2010年12月) 「乳がん細胞株におけるサイクリンE過剰発現 が Smad3活性に及ぼす影響」 Cell Cycle . 9 (24): 4900–7 . doi : 10.4161/cc.9.24.14158 . PMC 3047813. PMID 21150326 . ↑ Morris L、Allen KE、La Thangue NB (2000年4月)。「p300/CBP共活性化因子を介したサイクリンE-Cdk2キナーゼによるE2F転写の制御 」 。Nature Cell Biology。2 ( 4 ) : 232–9。doi : 10.1038 / 35008660。PMID 10783242。S2CID 36134762 。 ↑ Ma T, Van Tine BA, Wei Y, Garrett MD, Nelson D, Adams PD, Wang J, Qin J, Chow LT, Harper JW (2000年9月). "カハール体におけるサイクリンE/Cdk2によるp220(NPAT)の細胞周期制御リン酸化はヒストン遺伝子転写を促進する" . Genes & Development . 14 (18): 2298– 313. doi : 10.1101/gad.829500 . PMC 316935 . PMID 10995387 . ↑ 奥田 M、ホルン HF、タラポア P、徳山 Y、スムリアン AG、チャン PK、クヌーセン ES、ホフマン IA、スナイダー JD、ボヴェ KE、深沢 K (2000 年 9 月)。 「ヌクレオフォスミン/B23 は中心体の複製における CDK2/サイクリン E の標的である」 。 セル 。 103 (1): 127–40 . 土井 : 10.1016/S0092-8674(00)00093-3 。 PMID 11051553 。 S2CID 18705905 。 ↑ Chen Z, Indjeian VB, McManus M, Wang L, Dynlacht BD (2002年9月). "CP110、細胞周期依存性CDK基質、ヒト細胞における中心体複製を制御する" . Developmental Cell . 3 (3): 339– 50. doi : 10.1016/s1534-5807(02)00258-7 . PMID 12361598 . ↑ Huang H、Regan KM、Lou Z、Chen J、Tindall DJ (2006 年 10 月)。「DNA 損傷に対するアポトーシス応答としての FOXO1 の CDK2 依存性リン 酸化 」 。Science。314 ( 5797 ) : 294–7。Bibcode : 2006Sci ... 314..294H。doi : 10.1126 / science.11 30512。PMID 17038621。S2CID 967645 。 ↑ Donnellan R、Chetty R(1999 年5 月 ) 。 「ヒト癌におけるサイクリンE」 。FASEB Journal。13 (8 ) : 773–80。doi : 10.1096 / fasebj.13.8.773。PMID 10224221。S2CID 11535791 。 ↑ Lee CH、Alpert BO、Sankaranarayanan P、Alter O (2012 年 1 月)。 「GSVD による患者一致正常および腫瘍 aCGH プロファイルの比較により、膠芽腫の生存を予測する全体的なコピー数異常が 明らかになる 」 。PLOS ONE。7 ( 1 ) e30098。Bibcode : 2012PLoSO ... 730098L。doi : 10.1371 / journal.pone.0030098。PMC 3264559。PMID 22291905 。 ↑ Aiello KA、Alter O (2016 年 10 月)。 「比較スペクトル分解として定式化された GSVD によって明らか に なった、星 状細胞腫 の生存と治療への反応 を 予測するプラットフォーム非依存のゲノムワイド DNA コピー数変化パターン」 。PLOS ONE。11 ( 10 ) e0164546。Bibcode : 2016PLoSO..1164546A。doi : 10.1371/ journal.pone.0164546。PMC 5087864。PMID 27798635 。 ↑ Minella AC、Loeb KR、Knecht A、Welcker M、Varnum-Finney BJ、Bernstein ID、Roberts JM、Clurman BE (2008年6月)。 「サイクリンE の リン酸化は、生体内で造血系および上皮系 の 細胞増殖を調節する」 。Genes & Development。22 ( 12 ) : 1677–89。doi : 10.1101/ gad.1650208。PMC 2428064。PMID 18559482 。 ↑ Kossatz U、Breuhahn K、Wolf B、Hardtke-Wolenski M、Wilkens L、Steinemann D、Singer S、Brass F、Kubicka S、Schlegelberger B、Schirmacher P、Manns MP、Singer JD、Malek NP (2010年11月)。 「 サイクリンE調節因子キュリン3 はマウス肝前駆細胞 が 腫瘍開始細胞になるのを防ぐ」 ( PDF) 。The Journal of Clinical Investigation。120 (11) : 3820–33。doi : 10.1172 / JCI41959。PMC 2964969。PMID 20978349 。 ↑ Geisen C、Moroy T(2002年10月)。 「サイクリンEの癌原性活性はCdk2活性化のみに限定されず、タンパク質の他のいくつかの異なる機能に依存している」 。The Journal of Biological Chemistry。277 ( 42 ) : 39909–18。doi : 10.1074/jbc.M205919200。PMID 12149264 。 ↑ Buckley MF、Sweeney KJ、Hamilton JA、Sini RL、Manning DL、Nicholson RI、deFazio A、Watts CK、Musgrove EA、Sutherland RL (1993年8月)「ヒト乳癌におけるサイクリン遺伝子の発現と増幅」 Oncogene.8 ( 8 ): 2127–33 . PMID 8336939 . ↑ Keyomarsi K、O'Leary N 、 Molnar G 、Lees E、Fingert HJ、Pardee AB (1994年1月)。「サイクリンE、乳がんの潜在的な予後マーカー」。Cancer Research。54 ( 2): 380–5。PMID 7903908 。 ↑ Wingate H、Puskas A、Duong M、Bui T、Richardson D、Liu Y、Tucker SL、Van Pelt C、Meijer L、Hunt K、Keyomarsi K (2009年4月)。 「 低分子量サイクリンEは乳癌に特異的であり、腫瘍進行のメカニズムと関連して いる 」 。Cell Cycle。8 ( 7 ) : 1062–8。doi : 10.4161 / cc.8.7.8119。PMC 2692060。PMID 19305161 。 ↑ Sutherland RL、Musgrove EA(2002 年 11月)。「乳がん患者におけるサイクリンEと予後」。 ニューイングランド・ジャーナル・オブ・メディシン 。347 ( 20 ) : 1546–7。doi : 10.1056 /NEJMNEJMp020124。PMID 12432040 。 ↑ Scaltriti M、Eichhorn PJ、Cortés J、Prudkin L、Aura C、Jiménez J、et al. (2011 年 3 月) 「サイクリン E の増幅/過剰発現は HER2+ 乳がん患者におけるトラスツズマブ耐性のメカニズムである」 . 米国科学アカデミー紀要 . 108 (9): 3761–6 . Bibcode : 2011PNAS..108.3761S . doi : 10.1073/pnas.1014835108 . PMC 3048107 . PMID 21321214 . ↑ Yasui W, Akama Y, Kuniyasu H, Yokozaki H, Semba S, Shimamoto F, Tahara E (1996 年 3 月). "ヒト胃腺腫および腺癌におけるサイクリン E の発現: 増殖活性および p53 状態との相関". Journal of Experimental Therapeutics & Oncology . 1 (2): 88– 94. PMID 9414392 . ↑ 北原和也、安井W、国安H、横崎裕、赤間Y、湯之谷S、久継T、田原E(1995年7月)。 「結腸直腸癌におけるサイクリン E 遺伝子と CDK2 遺伝子の同時増幅」。 国際がんジャーナル 。 62 (1): 25–8 . 土井 : 10.1002/ijc.2910620107 。 PMID 7601562 。 S2CID 34551318 。 ↑ Huang LN, Wang DS, Chen YQ, Li W, Hu FD, Gong BL, Zhao CL, Jia W (2012年4月). "肺癌生存率におけるサイクリンEのメタアナリシス". Clinica Chimica Acta; International Journal of Clinical Chemistry . 413 ( 7–8 ): 663–8 . doi : 10.1016/j.cca.2011.12.020 . PMID 22244930 .