国外医学遗传学分册1999年第22卷第5期

北京放射医学研究所（北京100850）

鲁茁壮综述 张雪峰 袁丽珍审校

摘要 cyclin G是细胞周期蛋白家族中发现较晚的一员，它的生物学功能还没有定论。cyclin g的基因和蛋白结构以及可能的生物功能作一综述。

关键词 Cyclin G;p53基因

细胞周期蛋白是真核细胞细胞周期循环中主要的调节因子，在人类肿瘤细胞中，已发现多种细胞周期蛋白的异常表达。Cyclin g是细胞周期蛋白家族中近来发现的一名新成员，也是已知的唯一受到肿瘤抑制基因p53调控的细胞周期蛋白。

一、Cyclin G的基因和蛋白

1992年,Tamura等人用大鼠c-src家族（c-src,c-fyn,c-yes）的原癌基因cDNA的蛋白激酶结构域作为混合探针，用交叉杂交（crosshybridization）的方法筛选大鼠成纤维细胞cDNA文库，以期发现新的c-src家族成员，却意外地发现了一个新基因，由于其N端有一个典型的细胞周期蛋白盒（cyclin box），故命名为cyclin G^[1]。

人的cyclin G基因定位在5q32-q34区域，有6个外显子，第一个内含子中有一个p53蛋白的结合位点（GCACAAGCCCAGGCTAGTCC）^[2]。鼠的cyclin g基因除了第一个内含子内部，在转录起始位点上游还有第二个p53蛋白的结合位点。鼠和人的cyclin g的mRNA分另长3.4和2.8kb。在哺乳动物中cyclin G蛋白的氨基酸顺序非常保守，与大鼠或小鼠的cyclin g蛋白（294Aa）相比，人的cyclin G蛋白（295Aa）在第6个氨基酸残位置多了一相苏氨酸(Thr)残基。鼠和人的cyclin g蛋白有95%的同源性。细胞周围蛋白家族中，cyclin G的N端与cyclin a有最大的相似性，推测其N端构象与cyclin A相似^[2，3]。

cyclin G蛋白N端有一个典型cyclin box，但没有降解盒（destruction box）或PEST序列。其他的细胞周期蛋白N端都存在降解盒或PEST序列，它们在细胞周期蛋白的降解代谢中发挥重要作用。cyclin g的C端有一段与人表皮生长因子受体（EGF-R）或禽类erbB蛋白的酪氨酸磷酸化位点同源的序列。也就是说cyclin g C端可能存在磷酸化位点，通过磷酸化或去磷酸化调节cyclin G的功能^[1]。

二、cyclin G的表达与调控

cyclin G在骨骼肌、卵巢和肾有相对较高水平的表达^[3]。细胞在受到生长刺激后，cyclin g表达升高，然后在整个细胞周期中保持较恒定的水平^[1]。

实验证明，cyclin G的表达受到p53的调控。Okamoto等（1994）和Zauberman等（1995）分别发现cyclin g基因中有p53蛋白的结合位点^[4，5]。他们用一株p53温度敏感型的细胞做实验，32℃时细胞表达正常功能的p53蛋白和cyclin g；而在37.5℃，p53蛋白构象，同时检测不到cyclin g表达。当把细胞转移的32℃培养后，cyclin g又重新表达。Bates等人的实验更加直接地证明了p53在cyclin G诱导表达中的重要作用^[6]。用DNA损伤试剂放线菌素D（actinomycin-D）处理p53野生型的MCF-7细胞和p53突变和SAOS-2细胞，结果只有MCF-7中cyclin g表达上升。当用野生型p53基因转染SAOS-2后，cyclin G的表达明显上升；转染HPV16E6基因灭活RKO细胞中野生型p53的功能，再用放线菌素D处理细胞，就没有cyclin g的诱导表达。

然而，在某些组织和细胞中，cyclin g又呈不依赖p53的表达。在生长因子β处理的伯基特淋巴瘤（Burkitt's lymphoma）细胞、早期鼠胚以及p53^-/-鼠的一些组织中，cyclin g的水平与p53水平不成对应关系或呈不依赖于p53的表达^[3]。Morita等人也发现，p53功能缺陷的小鼠，其损伤的单核神经元（motoneurons）中cyclin g的表达增强没有因为p53的功能缺陷而受到明显地影响；在成年大鼠脑中的情况也是这样^[7]。这说明cyclin g的表达至少在某些组织和细胞中主要不是受p53基因的调节，或许有其他的调节因子或途径控制cyclin g的表达。

三、cyclin G的功能

1.cyclin G可能有促进细胞增长的作用

人成骨细胞肉瘤（Ostergenic Sarcoma）中有cyclin g的过量表达。1995年，Skotzko等人用逆转录病毒载体将反义cyclin g基因志入成骨细胞瘤，诱导了癌细胞的凋亡。这说明cyclin G可能是成骨细胞瘤的一个重要的成瘤因素，它有促细胞增长的功能^[8]。

Smith等人将cyclin G表达载体转染人的结肠癌细胞RKO，转染了cyclin g的细胞克隆比对照长得大，长得快，这表明cyclin G过表达导致了细胞的生长优势。用阿霉素（adriamycin）处理cyclin g过表达的转染细胞，流工细胞仪检测证实，G1期阻滞减弱，阿霉素处理后，仍然有大量的细胞进入S期。cyclin g过表达使部分细胞通过G1期细胞检查点的另一证据是：将CIPI/WAF1表达载体分别转染亲本细胞和转染有cyclin g的细胞，结果cyclin G过表达的细胞CIPI/WAF1介导的生长抑制部分缓解，这进一步表明cyclin g可能起到缓解或对抗p53介导的生长抑制作用。他们还发现Rb蛋白存在于cyclin g免疫沉淀复合物中；在体外条件下，cyclin G免疫沉淀能对Rb蛋白进行磷酸化；在Rb功能被HPV16-E7阻断的细胞或Rb基因有缺失的细胞中，cyclin g的转染并不能提高细胞的生长速率，还说明Rb可能是cyclin G发挥促进生长作用的中介。用宿主细胞反应（host cell reactivation,HCR）实验证明转染了cyclin G的细胞与亲本细胞在DNA修复方面没有明显差异，表明cyclin g在DNA修复过程中没有直接作用^[9]。

Morita等人用差异显示PCR比较做了轴突切开手术和未做轴突切开手术的正常的大鼠舌下单核神经元mRNA的表达差异时，发现cyclin g在神经损伤后表达水平增设。在神经再生过程的早期，单核神经元中cyclin g的mRNA的表达水平显著升高，表明cyclin G可能在神经再生的早期发挥作用^[7]。

2.cyclin G与蛋白磷酸酸2A（PP2A）的B´亚基的相互作用^[10]

Okamoto等人运用酵母双杂交技术筛选并分离得到了两种cyclin g相互作用蛋白的cDNA，它们编码的是蛋白磷酸酶2A（protein phosphatase 2A,PP2A）的B´调节亚基：B´α和 B´β。他们重点研究了cyclin g与PP2A的B´亚基的相互作用。

在cyclin G存在的前提下，昆虫细胞中，B´α能够被抗cyclin g抗体免疫共沉淀，而在缺少cyclin G的裂解液中则不能，虽然在有或没有cyclin g的裂解液中，B´α量相同。将cyclin G表达杆状病毒与PP2A的A或C亚基的表达杆状病毒（baculovirus）共转染昆虫sf9细胞，没有发现cyclin g与A或C亚基的免疫共沉淀，说明cyclin G直接与B´α结合，而不是通过A或C亚基再间接与B´α结合。在体外或体内条件下，哺乳动物的其他细胞周期蛋白，如：cyclin a、B1、D，E都不能与结合，cyclin G与B´α的结合是特异的。一株p53温度敏感型细胞在32℃表达正常功能的p53蛋白，抗B´α的抗体能够使cyclin g免疫共沉淀，并且cyclin G-B´α复合物在350mM的NaCI或2.0%的NP40溶液中保持稳定，说明生理条件下，哺乳动物细胞内内源性cyclin g能够与内源性B´α形成稳定的复合物；在38℃，细胞不能表达正常功能的p53蛋白，用抗cyclin g-B´α抗体都检测不到cyclin G-B´α的共沉淀，除非将细胞再转移到32℃培养，而不论在38℃还是在32℃，细胞内的B´α水平都是恒定的，这说明p53通过诱导cyclin g的表达造成cyclin G-B´α复合物的形成。

PP2A是一个重要的Ser/Thr蛋白磷酸酶，调节许多细胞过程，包括：信号转导、转录、细胞周期、代谢和进化。PP2A包含三个亚基：催化亚基（C）、结构亚基（A）和调节亚基（B）。B亚基可能决定了PP2A的底物特异性和酶活性。cyclin g与B´α的特异性结合表明PP2A与p53介导的细胞途径通过cyclin g相通讯。p53的诱导导致cyclin G-B´αcyclin G-B´α复合物的形成，p53有可能通过cyclin g-B´亚基相互作用调节PP2A的活性和/或特异性；相反，PP2A也可能通过cyclin g-B´亚基相互作用影响cyclin G介导的p53途径，cyclin G可能通过与PP2A的B´亚基相作用在细胞应急反应中发挥作用。

3.cyclin G参与DNA损伤后细胞的G2/M期阻滞^[11]

用阿霉素或丁酸钠诱导细胞内p53蛋白的表达。阿霉素和丁酸钠处理后细胞分别阻滞在G2/M期和G1期。DOX诱导的细胞p53蛋白、P21/WAF1和cyclin g蛋白的表达同时上调，而且发生G2/M期阻滞的细胞比例与cyclin g基因的转录和表达明显正相关；而丁酸钠处理的细胞中没有检测到cyclin g蛋白。这些结果说明G2/M期阻滞的细胞比例的增加可能与cyclin g表达量的增加有关系。用与cyclin G mRNA特异性互补的反义寡核苷酸抑制cyclin g蛋白的表达，再用阿霉素处理的细胞，结果G2/M期阻滞的细胞数明显减少，说明cyclin g可能与G2/M期检查点的调控有关。

4.cyclin G过表达导致染色质结构松散^[12]

RKO细胞转染cyclin G基因后，对微球菌核酸酶（micrococcal nuclease）敏感性增强，与亲本细胞相比，转染细胞染色质结构去凝集。组蛋白H1的磷酸化是cyclin g转染细胞染色质去凝集的可能机理。从cyclin G过表达细胞分离的cdk2免疫复合<