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SMC1A在肿瘤领域的研究

张一帆;张兴义;姜睿;孙梅

【期刊名称】《中国实验诊断学》

【年(卷),期】2012(016)012

【总页数】5页(P2350-2354)

【作者】张一帆;张兴义;姜睿;孙梅

【作者单位】吉林大学白求恩第二医院,吉林,长春130041;吉林大学白求恩第二医

院,吉林,长春130041;吉林大学中日联谊医院;吉林大学白求恩第二医院,吉林,长春

130041

【正文语种】中文

一个世纪以前，Boveri曾在研究中观察到染色体异常与肿瘤发生相关，并由此推

测染色体不稳定性（chromosomeinstability，CIN）可介导肿瘤的发生［1］。

如今随着肿瘤分子生物学的发展，人们逐渐意识到恶性肿瘤具有不同于正常细胞的

一些生物学特性，例如过度激活的增殖信号、抗凋亡途径以及侵袭转移机制等。其

中染色体不稳定性是恶性肿瘤的主要标志之一，可以促进恶性肿瘤产生一系列生物

学特性，从而在肿瘤发生发展中起到关键作用［2］。然而迄今为止人们对细胞是

如何保持基因组稳定性以及染色体不稳定性在肿瘤发生发展中的具体作用机制却知

之甚少。近年来科研工作者们开展了多项研究试图深入了解基因组不稳定性产生的

机制及其在肿瘤发生过程中的作用，而凝聚蛋白（Cohesin）复合体的发现无疑是

该领域新的突破口。Cohesin蛋白复合体是细胞维护染色体稳定性的关键因子，

而SMC1A作为Cohesin的重要亚基之一，其功能异常被发现与包括恶性肿瘤在

内的多种疾病相关。本文主要对Cohesin的亚基SMC1A在肿瘤领域的研究进展

作一综述。

1Cohesin的结构

Cohesin蛋白复合体是一种人类进化过程中高度保守的蛋白复合体，最早发现于

酵母细胞。该蛋白复合体含有4个亚基：即一对染色体结构维修蛋白（Structural

MaintenanceofChromosomes，SMC）SMC1A和SMC3，以及两个非SMC

蛋白质RAD21／SCC1和STAG／SCC3／SA构成。其中SMC蛋白SMC1A和

SMC3由两条卷曲螺旋的结构域以及一个球状铰链域构成。在Cohesin复合体中

两个SMC蛋白的铰链域相互交缠，以此建立一个反向的异二聚体，而他们的起始

域与RAD21蛋白相互作用，共同构成一个封闭环状结构。最后，RAD21亚基与

SA结合，形成一个完整的Cohesin复合体［3］。Cohesin可以通过其特殊的环

状结构捕捉DNA，藉此在姊妹染色单体凝聚以及其他细胞活动中执行重要功能

（图1）。

图1Cohesin结构示意

2Cohesin的功能

在细胞有丝分裂过程中染色体复制，形成成对的姊妹染色体。当细胞进入分裂中期

后，姊妹染色体紧密聚拢在纺锤体赤道，直到末期向两极准确分离。同源姊妹染色

体的这种彼此聚集作用被称作姊妹染色体凝聚（SisterChromatidCohesion，

SCC）。在该过程中Cohesin复合体可以通过其环状结构把姊妹染色体聚拢在中

期纺锤体上，并维持姊妹染色体之间一定的张力，直到分裂末期姊妹染色体分离

［4］。Cohesin复合体在染色体凝聚过程中的这一功能可以有效防止姊妹染色单

体的提前分裂，因此对维护子细胞的染色体稳定性有着重要意义［5］。虽然已有

多个针对Cohesin在细胞分裂中的作用模式被相继提出［6－8］，但迄今为止

Cohesin蛋白在细胞分裂过程中的作用机制并未得到完全阐明。目前普遍认为

Cohesin在有丝分裂过程中发挥其功能依赖多个Cohesin相关蛋白的协调作用。

例如在酵母细胞的G1期或在哺乳动物细胞中的前一个细胞周期的末期，辅助因子

NIPBL便开始介导Cohesin装配在染色体上。当细胞进入S复制期后，Eco1／

Ctf7介导的SMC3乙酰化可以维持Cohesin稳定地固着在染色体上［9］。而姊

妹染色体的准确配对和维持则有赖于PDS5与Cohesin蛋白复合体之间的相互作

用［10］。细胞由分裂中期向后期过渡受到中／后期关卡（checkpoint）严格调

控。只有当所有姊妹染色体在纺锤体内准确的向两极