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现代分子生物学的发展已逐渐进入到探讨肿瘤发生的细胞周期机制阶段，其机制为：肿瘤属于细胞周期失控性疾病，所有体外或体内因素的作用都可以归结到影响乳腺癌细胞的细胞周期，在细胞周期中，G1/S相转换处存在调控点，通过对此点的控制可调节细胞周期进程。
1 调节机制
在G1/S期，细胞周期素D1（CyclinD1）是G1期进展的限速控制因素，它的严密调控有赖于Cyclins-CDK-CAK-CKⅠ的相互作用，其中细胞周期蛋白（Cyclins）是主要的调节因子。Cyclins包括Cyclin D1、D2、D3、E、B1、B2、A等，在乳腺癌组织中Cyclin D1起主要调节作用：（1）Cyclin D1的结构和生物学特性：Cyclin D1家族包括3个成员：Cyclin D1、Cyclin D2和Cyclin D3，其中Cyclin D2和Cyclin D3多见于儿童急性白血病和恶性淋巴瘤，而乳腺癌和头颈部鳞癌组织中主要表达Cyclin D1。Cyclin D1由位于染色体11q13的CCND1基因编码，该基因是一个弱的基因，编码区内有较高的GC含量，约占61%，基因末端有一个polyA尾（由69个腺苷酸残基组成）。Cyclin D1由295个氨基酸组成，分子量为34 KD，Cyclin D1靠近C端处存在1个PES序列，富含Pro、Glu、Ser和Thr残基，这个残基在蛋白质降解中起重要作用。与所有的其他周期蛋白一样，Cyclin D1也含有重要的区域：细胞周期素盒（Cyclin box）。这是它与相应的细胞周期素依赖性激酶（Cyclins dependent kinaces,CDK）特异结合的部位。（2）Cyclin D1的功能及作用机制：Cyclin D1在正常细胞的细胞周期G0期开始合成，其水平在G1中期达到高峰，S期开始降解。在其后的周期中维持低水平。在正常细胞中Cyclin D1被认为能促进细胞周期，与细胞增殖有关。在被敲除CCND1基因的小鼠，虽然其视网膜的一般结构和细胞超微结构都能良好地维持，并且与正常发育的视网膜细胞具有同样的功能，但视网膜的各层细胞数均减少，并且这种小鼠的乳腺组织在妊娠期不能形成导管分支和乳腺小叶，这进一步证实了Cyclin D1在正常细胞中的增殖作用，此功能也与Cyclin D1促进细胞癌变的机制密切相关。Rb蛋白是1种肿瘤抑制蛋白，在性别G1期以低磷酸化型存在，并与转录因子E2F形成复合物，使EE2F处于失活状态，阻止细胞进入S期。当Cyclin D1与细胞周期素依赖性激酶（CDK4或CDK6）结合后，就可以激活后者的磷酸酶活性，使Rb蛋白发生磷酸化。高磷酸化的Rb蛋白因构象改变而与E2F分离，E2F被释放而发挥其转录因子的效应，促进与DNA合成有关的基因转录，从而促进细胞周期。（3）Cyclin D1在正常乳腺组织中和乳腺癌组织中的表达：Cyclin D1在正常乳腺组织中的表达水平很低，采用免疫组织化学研究发现，静止期和增殖期乳腺组织其免疫染色强度很弱或无，哺乳期乳腺组织其表达也很弱，偶见散在性的阳性核，但是在同样的切片中增殖细胞核抗原（PCNA）阳性表达者却占很高的比例，说明Cyclin D1在正常乳腺组织中的表达情况各家报道不一。大多数临床研究发现，约有10%～25%的病例有CCND1基因的扩增，平均约为20%，而在乳腺组织中Cyclin D1mRNA及其蛋白的表达率分别高达25%~81%和45%~83%。总的趋势是mRNA及其蛋白的表达水平明显高于基因扩增，原因可能是CCND1基因除了可以扩增外，还可以与免疫球蛋白重链基因等发生重排，以及基因转录或翻译后还可以被修饰，这些均可导致Cyclin D1mRNA及其蛋白表达水平增高。在乳腺导管不典型增生、导管内原位癌、浸润性癌组织中Cyclin D1阳性率的表达分别为7.7%、39.5%和65.0%。呈明显的递增趋势，而且Cyclin D1在原位癌中即呈现高表达，表明其在乳腺癌的发生中是一个比较早期的事件。另外，Cyclin D1在乳腺癌细胞中呈非时相性表达除了G0、G1期以外，在S、G2以及M期均可检测到高水平的Cyclin D1。Cyclin D1促进乳腺细胞癌变主要与它的促进细胞周期的功能有关。Cyclin D1与CDK4或CDK6结合，使Rb蛋白发生磷酸化，释放转录因子E2F，发挥其转录作用，加速细胞通过G1期的限制点，进入S期，而细胞只要通过G1期的限制点，就可以顺利地通过其后的细胞周期，完成一次有丝分裂。Cyclin D1的这一活性可被生长因子激活，在体外试验中撤除生长因子可导致Cyclin D1的浓度骤降，细胞停留在G1期，而在癌变的乳腺细胞中，往往可以检测到生长因子的浓度增高。这可能有助于解释癌基因间的相互作用。生长因子对细胞周期的调控主要集中在Cyclin D1上，因为G1期限制点后的细胞周期受Cyclin D1-CDK2等调控，而Cyclin E的合成是非生长因子依赖性的。在此过程中，Cyclin D1与CDK4或CDK6结合，使Rb蛋白发生磷酸化，而Rb蛋白稳定的磷酸化本身也可以刺激Cyclin D1和E的表达，从而使其自身的磷酸化更持久。这种正反馈机制在正常乳腺细胞中由于受到细胞周期抑制蛋白（CK1）如p16、p27、p21等精密调控，能够防止细胞发生持续性增殖：高浓度的CK1结合到Cyclin-CDK复合物上，可以使后者水解，限制Rb蛋白的磷酸化，同时Rb蛋白及游离的E2F也可以激活p16等的功能。CKⅠ中p15、p16、p18可特异性地抑制CyclinD1-CDK4活性，而p21、p27和p57等细胞周期抑制蛋白表达减弱。在乳腺癌组织中，可见p15、p16、p18、p21、p27等细胞周期抑制蛋白表达减弱，Rb蛋白磷酸化的正反馈持续进行，细胞无限增殖，从而导致了肿瘤的发生，此外，Cyclin D1除了与CDK相互作用外，还有独立于CDK的功能：Cyclin D1与雌激素反应元件（ERE）活性有关。T47D乳腺癌细胞系含有一段DNA结构，其上方的ERE可同时被雌激素和Cyclin D1激活。无论是CDK4单体或与Cyclin D1结合的CDK都不能激活ERE介导的转录过程，相反，缺少Cyclin-box的Cyclin D1突变体虽然缺少与特异的CDK结合的能力，却可以和ERE结合，激活转录，这说明Cyclin D1这一功能是不依赖于CDK的，也就是说Cyclin D1可能有类似于雌激素的功能。进一步研究揭示Cyclin D1与ERE结合的活性可以通过ER来介导的，Cyclin D1与游离的ER或ER-E复合物（结合于ER的E、F区）。Cyclin D1结合ERE的功能独立于雌激素，且不被TAM所抑制。
2 小结
既然CCND1被认为是一个弱的癌基因，Cyclin D1可促进乳腺细胞周期进展，与乳腺癌的发生、发展密切相关，那么似乎可以得出这样一个结论：Cyclin D1可作为乳腺癌的生物学标志，其表达增高预示患者预后较差［1～3］，然而一系列的临床研究结果并不支持这个结论。Cheryl等［4］通过一项长达20年的大规模随访研究发现：Cyclin D1高表达的乳腺癌患者与其低表达或无表达者相比，生存时间长、复发率低，且Cyclin D1表达水平增高更多见于分化良好的、ER表达阳性的乳腺癌患者（这两者通常被认为是预后较好的指标）。Diana等［5］还发现：Cyclin D1表达水平增高的病例对内分泌的治疗有更好的反应性。采用TAM等治疗转移性乳腺癌，Cyclin D1和ER表达均为阳性的病例有效率为71%，Cyclin D1表达阴性、ER表达阳性的病例有效率为67%，而两者均表达阴性的有效率＜10%，这说明Cyclin D1表达水平增高的乳腺癌患者具有更好的预后和治疗反应性。以上Cyclin D1与乳腺癌预后的关系的具体机制尚未明确，下列一些现象也许可以解释上述的部分矛盾。Bates［6］等发现，在Cyclin D1表达阳性的乳腺癌组织中，该蛋白多聚集在衰老的或分化好的细胞中，他们还指出一般浓度的Cyclin D1能通过加速G1期而促进细胞周期，但高浓度的Cyclin D1却会使细胞停滞在S期。另一个可能机制与Rb蛋白密切相关：在Cyclin D1表达阴性的肿瘤细胞中，Rb蛋白也常常阴性表达。Rb蛋白是一种肿瘤抑制蛋白，它除了可以增强Cyclin D1表达外，还有助于维持其稳定性。由于各种原因致使Rb蛋白缺失的细胞，Cyclin D1不易与CDK4/CDK6形成复合物，且已形成的复合物活性也易受表达异常增强的p16抑制。由于Cyclin D1在G1/S相转换处起着很重要的作用，因此，通过抑制Cyclin D1表达有助于抑制细胞周期进程，Rb、p27、p53、p21、雌激素等都可通过各种途径来调节Cyclin D1的表达，从而抑制乳腺癌的发生发展，而且有一点可以明确：CCND1基因是与其他癌基因及抑癌基因协同于乳腺癌的发生发展过程中。但是目前对Cyclin D1表达与乳腺癌分级、分化的关系尚未完全肯定，Cyclin D1与乳腺癌预后的关系有待于临床资料的进一步证实。
［参考文献］
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作者单位： 1 202150 上海，上海交通大学附属仁济医院崇明分院外科（△病理科）
2 200433 上海，第二军医大学长海医院
(编辑：丁剑辉)