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A ReviewAccording to their action on the cell-cycle, cell-cycle regulatory proteins can be divided into two groups: positive and negative cell-cycle regulatory proteins. Positive group includes cyclin, cyclin-dependent kinase (CDK), and downstream targets such as retinoblastoma protein (pRb) and so on. The proteins involved in the negative group are named cyclin-kinase inhibitors (CKI) as a whole, consisting of CIP/KIP family and INK4 family. Cyclins associate with CDKs to form a variety of active complexes, which in turn leads to the phosphorylation of pRb and other downstream proteins, and this realizes the positive regulatory action. CKI plays a negative regulatory role by inhibiting the activity of cyclin-CDK. By interplaying each other, the two regulatory groups control the initiation, phase transitions, exit and termination of the cell-cycle.

很多疾病，特别是有炎症反应的病变，都伴有明显的细胞数量增多。增多的细胞不是血液中炎性细胞的浸润，而是受损组织固有细胞的增生。诱导增生的因子有生长因子、细胞因子、补体成分以及其它丝裂原。细胞增生是在一系列细胞周期调控蛋白的调控下，通过细胞周期进行DNA合成和有丝分裂。细胞周期调节蛋白在细胞周期中的表达和作用已成为当今研究的热门话题。本文将在简述细胞周期之后，就细胞周期调节蛋白的分子生物学研究进展进行综述。

细胞周期是指细胞从一次分裂结束开始生长，到下一次分裂终了所经历的过程。依次分为G₁、S(DNA合成期)、G₂、M期(有丝分裂期)4个时相及G₁/S与G₂/M两个过渡期。细胞周期的时间因细胞类型而异，区别只在G₁期，其它各期时间都是固定的。细胞在适当刺激下，可由G₀期重新进入细胞周期，G₁晚期通过限制点。细胞通过限制点后不再对胞外丝裂原发生反应，依次通过4个时相，最终形成一定类型的两个子细胞。

细胞周期调节蛋白是一组功能各异、相互联系、相互制约的核蛋白，按其对细胞周期的作用分为细胞周期正控蛋白和细胞周期负控蛋白^［1］。

一、细胞周期正控蛋白：

(一)细胞周期蛋白(cyclin)：细胞周期蛋白^［2］有种属特异性与组织特异性。不同来源的细胞周期蛋白在结构上差异很大，但都含有1个约100个氨基酸的同源序列，称为细胞周期蛋白盒(cyclin box)。靠此结构域与细胞周期蛋白素依赖性激酶(cyclin dependent kinase, CDK)结合形成活性复合物(cyclin-CDK)。细胞周期蛋白和CDK分别作为此活性复合物的催化亚基和调节亚基，对细胞周期的启动及各时相的转换进行关键性调控。未结合的细胞周期蛋白和CDK单体均无活性。细胞周期蛋白有多种亚型，分别以A～H命名，它们的水平均受转录调控，在细胞周期中呈现规律性波动。每一种cyclin-CDK在细胞周期中的某一特定时相表达，控制该时相的进展及向下一个时相转换。

1.细胞周期蛋白D：细胞周期蛋白D包括D1、D2、D3 3种亚型，在G₁早期表达。细胞周期蛋白D是细胞周期的启动因子，用转移生长因子-β₁(TGF-β₁)使之抑制后，细胞便不能由静止态进入细胞周期，说明细胞周期蛋白D是G₀/G₁转换所必需。细胞周期蛋白D决定G₁期的持续时间，D1、D2、D3超表达时G₁期缩短，反之注射D1抗体或反义D1 rNA使通过G₁期的时间延长。细胞周期蛋白D能使视网膜母细胞瘤蛋白(retinoblastoma protein,pRb)磷酸化而失活，从而促进G₁／S转换和启动DNA合成^［3］。细胞周期蛋白D的诱导是生长因子依赖性的，其水平随生长因子的增减而增减，所以诱导细胞周期蛋白D可能是生长因子及其它丝裂原始动G₀/G₁转换、进入细胞周期的机制所在。

2.细胞周期蛋白E：细胞周期蛋白E于G₁晚期出现，细胞因子及某些肿瘤可增加其表达^［4］。细胞周期蛋白E能促进G₁／S转换，G₁缩短，减少细胞对生长因子的需要。TGF-β₁能使cyclin e-CDK2失活，使细胞周期停止在G₁期。

3.细胞周期蛋白A：细胞周期蛋白A水平在G₁晚期开始增多，于S期与G₂期达峰值，在峰值期与CDK2及细胞分裂周期基因2(cell division cycle gene 2, cdc2)形成活性复合物，是促进G₁/S转换、启动DNA合成必需。细胞周期蛋白A在S期与转录因子形成活性复合物E2F，控制数种促生长基因。TGF-β₁使细胞周期蛋白A表达降低^［5］。

4.细胞周期蛋白B：细胞周期蛋白B在S期开始合成，在G₂晚期与M期表达。细胞周期蛋白B与cdc2结合形成活性复合物，促进G₂/M转换有丝分裂^［6］。

5.细胞周期蛋白H：细胞周期蛋白H与CDK7结合形成活性复合物，是细胞周期蛋白活化激酶(cyclin activiting kinase, CAK)的一部分，为细胞增生所必需^［7］。

目前对细胞周期蛋白C、F和G所知尚少。

(二)细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)：CDK类亚型按数字命名，包括CDK2至CDK7。因cdc2曾命名为CDK1，故现有CDK类自CDK2起排序。CDK类均为丝氨酸和苏氨酸激酶。CDKs含有一个由300个氨基酸组成的核，其中40%以上的结构域被称为PSTAIRE区。此区与细胞周期蛋白盒之间互相结合，形成活性复合物^［8］。细胞周期蛋白D能与CDK2、CDK4、CDK5、CDK6结合，所形成的活性复合物是G₀／G₁期转换与G₁早期所需。细胞周期蛋白E可与CDK2、CDK3结合，为G₁/S期DNA合成与M期有丝分裂的活化复合物。

CDK类激活有赖于：(1)CDK与其特定的细胞周期蛋白结合；(2)磷酸脂酶使苏氨酸14和酪氨酸15去磷酸化；(3)CAK使苏氨酸160磷酸化；(4) cyclin-CDK活性超过细胞周期蛋白激酶抑制因子^［9］。

CDK失活的条件有：(1)细胞周期蛋白水平下降；(2)苏氨酸14和酪氨酸15磷酸化；(3)苏氨酸160去磷酸化；(4)TGF-β₁存在；(5)细胞周期蛋白激酶抑制因子结合并失活cyclin-CDK^［9］。

(三)视网膜母细胞瘤蛋白(pRb)：pRb是cyclin-CDK的底物。Cyclin-CDK对细胞周期的调控必须通过一系列下游靶蛋白才能实现，在这些靶蛋白中了解最多的是pRb。pRb有低磷酸化和磷酸化两种状态。TGF-β₁可使pRb由磷酸化变成低磷酸化状态(生长抑制形式)，在此状态pRb与转录因子E2F结合，阻止G₁/S转换及DNA合成。Cyclin-CDK可使pRb由低磷酸化状态变成磷酸化状态(生长允许形式)，在此状态下，E2F释放后与二氢叶酸盐、c-myc、DNA聚合酶等与DNA合成有关的基因结合，允许G₁/S期转换与DNA合成^［10］。因此，pRb作为cyclin-CDK的下游靶蛋白是G₁／S期转换与DNA合成的重要正控因子。

二、细胞周期调节负控蛋白：

细胞周期调节负控蛋白是被称为细胞周期蛋白激酶抑制剂(cyclin-kinase inhibitors, CKI)的一组核蛋白。CKI类按其蛋白质分子量排序命名。根据它们的同源序列和底物分为两类：第一类称为CIP/KIP家族，抑制G₁期和S期的各种cyclin-CDK；第二类为INK4家族，专门对cyclin d-CDK类复合物起抑制作用。

(一)CIP/KIP家族：CIP/KIP家族有3个成员：p21、p27、p57。在它们的N端都有与CDK结合的相同的结构域，在此与CDK结合后抑制G₁期和S期的cyclin-CDK。它们C端的结构和功能特性各不相同。p21、p27、p57的超表达能使各种离体细胞的细胞周期中止。

1.p21：p21由几个实验室用不同手段分别发现而命名，如CDK抑制蛋白1(CDK inhibiting protein 1， CIP1)；CDK2结合蛋白20(CDK2-associated protein-20, cAP20)；野生型p53激活片段1(wild type p53-actived fragment 1, WAF1)；衰老细胞释放的抑制因子(senescent cell-derived inhibitor, SDI)等。这些名字都曾被使用，因为它们从不同角度反映了p21的功能^［1］。CIP与CAP反映其结合并抑制CDK，WAF1反映其受p53调控，SDI反映其防止衰老细胞进入细胞周期的功能。p21抑制细胞周期与细胞增生的途径，除结合并抑制CDK外，另一途径是抑制增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen, PCNA)。在p21C端有PCNA结合结合域，在此处与PCNA结合。PCNA是DNA聚合酶的辅助蛋白，因此，PCNA被抑制可导致DNA合成障碍^［12］。p21还与细胞分裂完成后的细胞退出细胞周期有关。p21水平受转录调控，静止细胞不存在p21。

2.p27：p27的N端也有CDK结合结构域，可结合并抑制cyclin D-、 e-、A-及B-CDK。p27C端无PCNA结构域，故不能抑制PCNA。p27在静止态表达增强，说明它是维持细胞静止态所必需。细胞增生时p27水平降低。p27的表达与G₁期持续时间有关，p27表达增强时G₁期延长。此外，p27还与通过G₁晚期的限制点有关。p27反义寡脱氧核苷酸转染的细胞在去除血清(去除生长因子)后，<