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p27Kip1在神经前体细胞分化中作用 　 作者：许秋岩 张海燕 赵咏梅 【关键词】 p27Kip1；神经前体细胞；细胞周期；分化 脊椎动物的神经系统发育过程是由细胞增殖与分化共同协调完成的，细胞周期调控蛋白参与了神经系统细胞周期的调节。受细胞周期调控蛋白严格调控的作用，多潜能神经前体细胞分化为神经元和神经胶质细胞，并在特异性形成的过程中，一些细胞周期调节蛋白起了关键的作用。p27Kip1作为细胞周期蛋白激酶抑制剂（CKI）家族的重要成员已经被广泛研究。本文将对p27Kip1在神经前体细胞分化中的作用及其调节机制作一综述。 1 p27Kip1与cyclins/CDKs结合促使细胞分化 在细胞分化过程中，G1期所有的周期蛋白激酶(CDKs)的活性都是降低的，在很多细胞的分化过程中都能观察到CKIs的聚集，作为CKIs家族主要成员的p27Kip1在细胞分化中发挥了关键的作用。p27Kip1是1994年由Polyak等〔1〕首先发现的一种周期蛋白依赖性激酶抑制剂，参与细胞周期的负向调控。p27Kip1能与很多细胞周期蛋白（cyclins）/CDKs结合，但主要与cyclinD/CDK4/6、cyclinE/CDK2结合，同时它对每种cyclins/CDKs活性的抑制也不同，对cyclinE/CDK2的抑制作用最强，cyclinD/CDK4次之，cyclinA/CDK2再次之，cyclinB/CDK2最弱。它的主要作用机制是与cyclins/CDKs结合形成三聚体，并通过至少两个环节抑制cyclins/CDKs的活性：一方面，p27Kip1能够与CDK的亚单位结合，抑制CDK激活激酶 (CAK)对CDK的激活过程；另一方面，p27Kip1直接抑制正常细胞中已激活的cyclin/CDK复合物活性。由于p27Kip1的作用，cyclinD/CDK4/6、cyclinE/CDK2不能有效地磷酸化Rb蛋白，E2F转录因子不能被释放，使细胞周期停滞在G1期不能进入S期。 2 p27Kip1在神经前体细胞分化过程中发挥重要作用 很多体内、外实验表明，p27Kip1在鼠和人神经前体细胞的分化过程中发挥了关键的作用〔2～5〕。Lee等报道〔6〕在鼠胚胎期前脑的大脑皮层腔室内，p27Kip1蛋白表达很弱，因为这一区域主要是由具有增殖能力的神经前体细胞组成的。而在由有丝分裂后神经元组成的皮层表面和前表面，p27Kip1的表达则很高，在端脑和间脑也能观察到p27Kip1的高表达。p27Kip1的高表达是神经元有丝分裂后的特征。p27Kip1缺陷鼠不仅细胞的增殖周期受到影响，而且细胞的分化过程与凋亡也受到影响。提示p27Kip1在细胞增殖及分化过程中具有双重作用〔7〕。这一结果也在鼠的多潜能胚胎干细胞（mESCs）的体外实验中得到证实〔8〕，在p27Kip1缺陷的mESCs中，加入诱导剂诱导分化后，可以观察到大部分细胞在分化前就已经凋亡了。因此，p27Kip1在体外培养的mESCs的分化过程中发挥了关键的作用。 在RA、BMP等诱导剂诱导的人神经母细胞瘤细胞系〔1，9〕及多潜能胚胎癌细胞系向神经元表型分化的研究中〔2，10〕，p27Kip1的表达与神经前体细胞分化的程度密切相关。在这些细胞系中，细胞生长终止前p27Kip1表达即增加，而在这一过程中CIP/KIP家族其他成员的表达没有明显改变。而且，用质粒转染细胞使其表达拮抗p27Kip1的分子，可致使细胞不能进入分化状态〔11〕。在神经母细胞瘤N2aβ细胞系中，用甲状腺激素T3诱导的细胞分化也依赖于p27Kip1的活性增加。在T3介导的细胞分化过程中，p27Kip1/CDK2复合物增多，但CDK2激酶的活性受到抑制，表明这一过程与p27Kip1蛋白表达的增加也是密切相关的〔12〕。 O2A双潜能前体细胞具有分化为星型胶质细胞和少突胶质细胞的能力。有实验表明，在O2A细胞停止增殖进入分化时，p27Kip1蛋白表达显著增多，并达到稳定水平〔13〕。从p27Kip1基因敲除鼠中取O2A细胞进行体外培养发现，只有少部分细胞可以分化，而大部分细胞表现为连续增殖而不能分化。这表明p27Kip1在O2A细胞的G1/G0期的转换中发挥了重要的作用〔14〕。 p27Kip1在调控小脑颗粒前体细胞（GCPs）的细胞周期中也发挥着重要的作用。首先，在发育的胚胎鼠小脑中能检测到p27Kip1的表达，p27Kip1在中心未成熟层的GCPs中表达比中层的GCPs明显增加，这一发现提示在GCPs撤出细胞周期之前p27Kip1表达就逐渐增多。另外，在体外培养的p27Kip1缺陷鼠的GCPs中观察到，细胞分化受到抑制，但也有部分细胞能完成分化，提示p27Kip1在调节GCPs细胞周期中起作用，但不是细胞周期调控的唯一