细胞周期素D3功能的研究新进展

        在细胞周期素D中，细胞周期素D3不仅作为一个CDK4和CDK6的调节亚基在G1期调节细胞周期进程，还与细胞生长、细胞分化、转录调节和凋亡有关。意大利Regina  Elena癌症学会、布鲁塞尔自由大学医学院、美国斯克利普斯研究院、法国国家卫生及医学研究院和复旦大学上海医学院基因研究中心等相继利用酵母杂交系统筛选与cyclin  D3的结合蛋白，对cyclin  D3功能进行研究。现就国内外机构相关研究成果(1999年以后公开)概述如下：

        意大利Regina  Elena癌症学会Bonetto等应用酵母杂交系统证明了cyclin  D3和pRb2/p130的C端区的结合。进一步的分析显示结合部位在cyclin  D3的74  N-氨基酸，与D型cyclin的N端是否存在LXCXE  氨基酸序列无关。在T98G细胞，内源的与cyclin  D3-相关激酶活性对于pRb2/p130的C端的磷酸化敏感性高于pRb磷酸化。上述结果在LAN-5人神经瘤细胞中得到了进一步的证实。pRb2/p130的C端的磷酸化和cyclin  D3的表达均显著减缓了晚期神经系统的分化进程[1]。

        法国Despouy等以CRABPII作为饵，利用酵母杂交系统扫描造血HL-60  cDNA文库，确定人cyclin  D3是CRABPII的伴侣。在有视黄酸（RA）存在时，以不依赖于配体的方式，cyclin  D3与CRABPII作用，与RAR的a亚单位结合，而不是RXRa亚单位。进一步研究发现，cyclin  D3通过CRABPII正向调节RA-介导的转录。因此认为cyclin  D3可能是CRABPII与RAR形成的三重复合物的一部分。作者还发现，cyclin  D3  的表达与HL-60分化和细胞生长的停滞平行，推测细胞分化诱导过程中细胞增殖的控制可能直接涉及转录水平的核受体，辅助因子及细胞周期蛋白[2]。

        布鲁塞尔自由大学医学院Arsenijevic等应用酵母杂交系统筛查甲状腺中与cyclin  D3相互作用的蛋白，作者确定依赖于cAMP的AKAP95（蛋白激酶A锚定蛋白）与cyclin  D3存在相互作用。在共转染的中国仓鼠卵巢细胞（CHHO），AKAP95与三种D型细胞周期素有很强的相互作用，而与CDK4或p27kip1之间没有作用。CDK4能置换cyclin  D3和AKAP95之间的相互作用，认为AKAP95具有调节cyclin  D3-CDK4的活性的作用。在犬甲状腺细胞，人成纤维细胞和NIH-3T3细胞，均检测到内源AKAP95和cyclin  D3或cyclin  D1之间存在相互作用。AKAP95和cyclin  D均是新报道的与微染色体维护蛋白相关分子。作者推测，AKAP95和D-型细胞周期素蛋白的相互作用，可能利于DNA修复起始预复制复合物形成时，对cyclin  D-CDK4的调节[3]。

        法国国家卫生及医学研究院Sarruf等研究发现cyclin  D3与PPARgamma之间有直接的相互作用，cyclin  D3是依赖配体的PPARgamma的共活化因子，其与依赖细胞周期的激酶伴侣共同作用，使核受体A-B区磷酸化。cyclin  D3的过量表达和剔除显著影响PPARgamma  活性和随后的脂肪形成。染色质免疫沉淀分析证明cyclin  D3参与了PPARgamma靶基因的调控。cyclin  D3突变使小鼠免于饮食诱导的肥胖。研究结果表明：cyclin  D3是控制脂肪形成和肥胖的重要因子[4]。

        美国斯克利普斯研究院Peterson等通过酵母杂交系统发现cyclin  D3与AML1作用，同时使用体外的pull-down技术和体内免疫共沉淀，检测了AML1与细胞周期素D家族的相互作用。随后证明，通过竞争CBFbeta与AML1的结合，cyclin  D3以剂量依赖的方式，负向调节AML1的转录活性，导致AML1与靶DNA的序列键合的结合力下降。AML1和其的融合蛋白分别缩短和延长哺乳动物细胞周期。另外，AML1促进骨髓细胞的分化。作者推测，cyclin  D3和AML1直接结合功能是细胞周期进展和分化的调节的反馈机制[5]。

        复旦大学上海医学院基因研究中心发现cyclin  D3能够和维生素D受体（VDR）结合，它是类固醇激素，甲状腺激素和脂溶性维生素A和D核受体超家族的成员。cyclin  D3和VDR的结合不依赖于配体的存在，但是用配体处理后能明显增强它们的作用。cyclin  D3不能影响VDR的细胞内分布而共聚焦分析发现配体活化的VDR能够导致cyclin  D3向核内聚集。cyclin  D3正向调节VDR的活性，而这种效应会被超表达的CDK4拮抗。作者还发现DBP在体外能够和VDR作用，而当用配体处理后这种作用被大大削弱了。DBP，VDR和cyclin  D3可能形成一个三元复合物。这些结果提示cyclin  D3和维生素D依赖的转录调控密切相关，并为探究D型细胞周期素的转录调控功能提供了一些新的线索[6]。

        复旦大学上海医学院基因研究中心报道ATF5的促凋亡作用以及确证cyclin  D3为ATF5的靶基因。在HeLa细胞中，过表达ATF5可促进cisplatin诱导的HeLa细胞凋亡和Caspase－3的剪切以及cyclin  D3的表达。而且，通过转染细胞周期素D3的RNAi抑制cyclin  D3的表达可抑制ATF5介导的细胞凋亡。可见，ATF5可通过上调cyclin  D3的转录来促进cisplatin诱导的HeLa细胞凋亡[7]。



        参考文献：

        [1]Interaction  between  the  pRb2/p130  C-terminal  domain  and  the  N-terminal  portion  of  cyclin  D3  J  Cell  Biochem.  1999  Dec  15;75(4):698-709

        [2]Cyclin  D3  is  a  cofactor  of  retinoic  acid  receptors,  modulating  their  activity  in  the  presence  of  cellular  retinoic  acid-binding  protein  II.  J  Biol  Chem.  2003  Feb  21;278(8):6355-62.  Epub  2002  Dec  12.

        [3]A  novel  partner  for  D-type  cyclins:  protein  kinase  A-anchoring  protein  AKAP95  Biochem  J.  2004  Mar  1;378(Pt  2):673-9

        [4]Cyclin  D3  promotes  adipogenesis  through  activation  of  peroxisome  proliferators-activated  receptor  gamma  Mol  Cell  Biol.  2005  Nov;25(22):9985-95.

        [5]The  hematopoietic  transcription  factor  AML1  (RUNX1)  is  negatively  regulated  by  the  cell  cycle  protein  cyclin  D3  Mol  Cell  Biol.  2005  Dec;25(23):10205-19

        [6]Cyclin  D3  interacts  with  vitamin  D  receptor  and  regulates  its  transcription  activity.  Biochem  Biophys  Res  Commun.  2005  Sep  30;335(3):739-48.

        [7]ATF5  increases  cisplatin-induced  apoptosis  through  up-regulation  of  Cyclin  D3  transcription  in  HeLa  cells  Biochem  Biophys  Res  Commun.  2006  Jan  13;339(2):591-6.  Epub  2005  Nov  17 (责任编辑：泉水)

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