第八章 成视网膜母细胞蛋白与细胞周期
8.1 外部信号影响细胞进入活化的细胞周期
细胞周期
image.png
image.png
检查点确保细胞周期的每一步顺利完成后，再进行下一步
image.png
许多类型的肿瘤具有一个或多个检查点的调控失活。
8.2 G1期的特定时相决定细胞生长或维持静止状态
胞外生长因子调控G1早期和中期，一旦进入G1晚期，细胞将继续完成整个细胞周期，而不受调控，这一关键的时间点称为R点/限制点，即R点决定了细胞是否继续生长，还是保持静止状态停留在G0期。
许多类型的肿瘤都存在解除R点决定机制的现象。
image.png
8.3 细胞周期素和周期素依赖性蛋白激酶
周期素依赖性蛋白激酶CDK，cyclin-dependent kinase
image.png
D型周期素、E型周期素、A型周期素、B型周期素
image.png
各种周期素随着细胞周期的改变而迅速改变，这种迅速改变依赖于泛素化途径。
image.png
除了周期素D
image.png
image.png
一旦通过R点，细胞周期将自主进行而不受胞外信号的影响。
image.png
8.4 CDK抑制剂调控周期素-CDK复合体
Cd-kIs
image.png
p16 p15 p18 p19只抑制CDK4 CDK6复合体
p21 p27 p57广泛抑制细胞周期晚期存在的周期素-CDK复合体
image.png
TGF-β能强烈诱导p15的表达，也能使p21的表达升高
image.png
image.png
Akt/PKB磷酸化胞核内的p21使其进入胞质，从而无法发挥对周期素-CDK复合体的抑制作用；Akt/PKB磷酸化胞质内的p27，使其无法转运到胞核内发挥作用。
image.png
解除CDK抑制剂的作用能够促进肿瘤发展。
image.png
CDK抑制剂周期素-CDK复合体的复杂相互作用
image.png
p21 p27在G1早期、中期可以促进D-CDK4/6复合体形成，并激活其催化活性，D-CDK4/6还可以从E-CDK2上捕获p21 p27，推进细胞通过R点。
image.png
image.png
8.5 pRb阻断周期的原理
pRb的磷酸化与细胞周期的进程相一致。在G0期，pRb基本上是非磷酸化状态；在进入G1期后，低磷酸化；在细胞通过R点后，高度磷酸化。一旦通过R点，pRb在随后的整个细胞周期中持续维持高度磷酸化状态，直至细胞完成有丝分裂，pRb的磷酸基团被PPI（I型蛋白磷酸酯酶）水解去除，进入下一个循环。
image.png
DNA肿瘤病毒编码的蛋白能优先结合低磷酸化的pRb，这种低磷酸化的pRb主要出现在G1期，可以抑制细胞周期；G1晚期，R点之后的pRb高度磷酸化，失去了生长抑制功能，转化为功能惰性状态，癌蛋白不会再与之结合；这种磷酸化是可逆的，一旦pRb的磷酸化基团被磷酸酯酶水解，pRb又会回到生长抑制状态。
image.png
8.6 pRb在细胞周期中监控限制点
D-CDK4/6参与pRb的起始磷酸化（低磷酸化），只有被低磷酸化后的pRb才能被E-CDK2高度磷酸化。pRb高度磷酸化是细胞周期通过R点的必要条件。
image.png
8.7 E2F转录因子保证pRb完成调控功能
image.png
转录因子E2F可与配体DP结合形成E2F-DP复合体，识别并结合许多基因启动子序列中的特异序列元件（例如TTTCCCGC）；袋蛋白（pRb、p107、p130）可以与E2F结合，阻断其转录活性区域；当袋蛋白在R点背高度磷酸化之后，可以释放E2F，使E2F激活基因转录，随着细胞周期进入S期，E2F降解或失活，因此E2F仅在G1晚期发挥作用。
image.png
低磷酸化的pRb募集组蛋白脱乙酰基酶HDAC到pRb-E2F复合体上，改变染色体构型，抑制基因转录；
image.png
image.png
E2F可以活化cyclin E基因，E-CDK2又可以促进pRb的高度磷酸化，高度磷酸化的pRb又释放了E2F，由此形成强烈的正反馈，因此一旦通过R点，细胞周期的进程就不可逆了。
image.png
8.8 多种丝裂信号控制pRb的磷酸化状态
image.png
Ras通过至少三条途径影响cyclin D1的水平
image.png
8.9 癌蛋白Myc干扰pRb磷酸化使其失去对细胞周期的调控
Myc与Max（一种伴侣bHLH）形成异二聚体复合物，结合于一大群靶基因启动子区域的E-box（CACGTG），促进表达；随着细胞减慢增殖，开始分化，Myc-Max异二聚体分离，Mad（另一种伴侣bHLH）与Max形成异二聚体。
image.png
Myc还可以促进cyclin D2和CDK4的表达，抑制p21、p15的表达，促进cull蛋白的表达（Cull蛋白介导p27的泛素化降解），还可以诱导E2F的表达。
image.png
Myc可以在缺乏血清有丝分裂信号的情况下独自作用。
image.png
8.10 TGF-β抑制pRb磷酸化从而引起细胞周期阻滞
TGF-β的抑制/促进肿瘤细胞生长两种作用相互影响。
TGF-β利用胞浆区的丝氨酸-苏氨酸激酶发出信号，磷酸化Smad2或Smad3，磷酸化的Smad蛋白与Smad4结合形成异二聚体复合物，入核后，二聚体与Miz-1结合（Miz-1本身结合在基因启动子序列CAGAC），诱导p15和p21的表达；同时Smad3可以与E2F4/5 、p107形成三聚体，结合至Myc基因启动子区域，抑制Myc转录。
image.png
逃逸TGF-β的生长抑制作用主要是通过使pRb信号途径失活来完成的。
另一部分则通过使Smad蛋白突变或失活。
还有一些肿瘤细胞通过抑制TGF-β受体的表达，失去了对TGF-β的反应性。
8.11 pRb的功能与控制分化紧密联系
抑制增殖，促进分化。
bHLH家族转录因子，例如MyoD Myf5 myogenin MRF4等四种bHLH蛋白通过控制肌肉分化的不同过程在肌原细胞到肌细胞的分化中发挥作用。
Myc可以增加Id2的产生，Id2可以与其他bHLH家族转录因子结合形成异二聚体，抑制其DNA结合能力，阻断分化。
image.png
image.png
8.12 pRb功能在很多人类癌症中失控
pRb途径失调所导致的增殖失控是构成完整的癌细胞表型所必需的。
image.png
Skp2促进p27降解
8.13 重要概念
image.png
image.png
image.png
