微小染色体维持蛋白2与头颈部肿瘤

2016 年 10 月 CHINESE JOURNAL OF HISTOCHEMISTRY AND CYTOCHEMISTRY

中国组织化学与细胞化学杂志

Vd.25.Na5

October. 2016

微小染色体维持蛋白2与头颈部肿瘤

潘素明

512〇25)

〔摘要〕微小染色体维持蛋白2(minichromosome maintenance protein 2,MCM2)是微小染色体维持蛋白家族中的成员之 一，在人类多种肿瘤组织中表达。MCM2在静止期细胞中不表达，而在突变、增殖的细胞中高度表达，可准确反映细胞的增殖 能力，是评价细胞进人增殖期的特异指标,被视为癌前标志物。MCM2的过度表达与各种头颈部肿瘤的发生发展密切相关，有 望作为各头颈肿瘤早期筛查和预后评估的临床指标。本文主要阐述MCM2的结构和功能，并对其与头颈部肿瘤的关系进行

(广东省粵北人民医院放疗科，韶关

综述。

〔关键词〕微小染色体维持蛋白2;头颈部肿瘤〔中图分类号〕320.6730

〔文献标识码〕

A D0I： 10.16705/j. cnki. 1004 - 1850. 2016. 05. 017

Minichromosome maintenance protein 2 and head/neck tumors

Pan Suming *

(Department of Radiation Oncology, Yue Bei People，s Hospital of Guangdong Province, Shaoguan 512025j

〔

Abstract〕 Minichromosome maintenance protein 2 ( MCM2) is a member of the minichromosome maintenance protein ( MCM)

family expressed in a variety of human tumor tissues. It is not expressed in quiescent cells while highly expressed in proliferative and mutant cells, and can therefore accurately reflect cell proliferation ability. As a precancerous biomarker, it is a specific index to evalu­ate the proliferating stage of cells. The over expression of MCM2 is closely related to the occurrence and development of various head and neck tumors. Hence it is a potential clinical index for the early screening and prognosis evaluation of head and neck tumors.

[Keywords] Minichromosome maintenance protein 2; head and neck tumors

微小染色体维持蛋白（minichromosome mainte­

nance proteins,MCM)广泛存在于真核生物细胞中，

量大小不等。MCM蛋白是一个高度保守且关系密 切的家族，由 MCM2、3、4(CDC21)、5(CDC46)、6 (Mis5)和7 (CDC47) 6个保守亚基组成六聚体，体现

DNA解螺旋酶活性[3]。目前在多细胞生物中还发

是一组与DNA复制密切相关的蛋白家族，由MCM 基因所编码，参与真核生物DNA复制前复合物的形 成，启动复制过程，并在DNA的延伸过程中发挥重 要作用，确保每个细胞周期中DNA的复制只发生一 次[1]。微小染色体维持蛋白2 (MCM2)是该家族中 的成员之一，在人类多种肿瘤组织中表达。MCM2 是细胞增殖活性的新指标，被认为是肿瘤诊断及预 后的有效标志物[2]。由于肿瘤细胞具有细胞调 节失控而无限增殖的特点，而MCM2可以在增殖异 常和突变的细胞中标记肿瘤细胞所处的状态，所以 MCM2蛋白的检测显得意义重大，有可能成为多种 恶性肿瘤筛查、早期诊断及预后观测的有效标志。1 2的结构与功能

现了 MCM8、MCM9、MCM1 和 MCM10,但 MCM9 的 具体功能尚不清楚。尽管

MCM1

和MCM10也是

MCM蛋白家族的成员之一，并且在DNA的复制过

程中也发挥了重要作用，但它们与MCM2-MCM7蛋 白家族并不存在同源性[4]。MCM蛋白主要存在形 式是复合物，MCM蛋白与复制子结合，使它可以参 与类

DNA

复制，它是一种与DNA复制有关的解链

DNA复制启动和延伸的必需因子之一。人

酶[5]，是

MCM蛋白定位于人的染色体7q21.3-q22.1它包

MCM

含1629个核苷酸序列，编码543个氨基酸，广泛存 在于人的正常组织中。MCM蛋白对微染色体有丝 稳定性有很大的影响，其编码的MCM2蛋白是 启动DNA复制的蛋白家族中的一员。它是DNA复 制执照因子，能启动DNA复制，DNA复制完成后即 从染色体脱离。其中，MCM2-MCM7蛋白互相关联 并形成DNA解链蛋白家族，它们相互作用形成稳定 的聚糖复合物，在启动DNA合成中聚合在一起发挥

MCM蛋白家族由MCM基因编码，每一个MCM

蛋白家族成员由776-1017个氨基酸残基构成，分子

〔收稿日期〕2016-04-18 〔修回日期〕2016-10-08〔基金项目〕韶关市科技计划项目资助（2016cx011)〔作者简介〕潘素明，男（1973年），汉族，主任医师,panxuOOl

@ 21 cn. com

468

中国组织化学与细胞化学杂志

第25卷

作用。MCM2-MCM7蛋白在遗传学和生物化学的表 现充分证明了它们作为DNA解链蛋白家族在熔化

DNA双螺旋及DNA合成启动中的作用。在有丝分

裂末期，它们通过精密组织反应募集到DNA

复制

点，形成复制前复合物[6]。

MCM2在细胞周期和染

色质结合的方式是:在有丝末期和G1期紧密连 接，而在S和G2期脱落[7]。这种特殊结合方式能控 制复制起始，染色体在每一个细胞周期只复制 一次。也因为它这种伴随细胞增殖进行周期性变化 的特点，它被视作S期细胞的标志物，即只在增殖细 胞中表达，所以进行MCM2检测就可反应MCM蛋白 的水平[8’9]。

2 MCM

2与头颈部肿瘤的关系

肿瘤的发生、发展与细胞周期密切相关，而细胞 周期又与DNA复制的起始相关。目前临床常 用的增殖标物主要有ki67和

PCNA。ki67

在细胞增

殖周期的G1期不表达，因此在增殖细胞其阳性检测 率低;PCNA在细胞复制中表达，同时又在细胞修复

中表达，故对于细胞增殖的标志不具备特异性。

MCM2是细胞周期阶段中S期细胞的特异性标志 物，除了在分化成熟的细胞及静止期（G。期）细胞中 不表达，在进入细胞周期的细胞中都有表达[9]。因 此，MCM2可标记在异常增殖和突变的细胞所处的 状态。1998年，Todraw等[1°]首次报道了 MCM2在 人体正常组织、肿瘤组织中的表达，从始展开了对 MCM2的临床研究。2.1

MCM2与脑胶质瘤

熊刚等[11]应用免疫组织化学SABC法检测35 例胶质瘤组织和5例正常脑组织中MCM2和Ki67

的表达情况，发现MCM2和Ki67在正常脑组织中不

表达，胶质瘤中MCM2和

Ki67的表达随肿瘤病理级 别的增加而增加，MCM2和

Ki67的表达呈明显正相

关。MCM2比Ki 67能更好地反映细胞的增殖情况， 并对预后判断更有指导意义。Lind-Landstr6m等[12] 61例病理证实II级星形细胞瘤（WHO 2007)病例的 石蜡切片MCM2增殖指数（PI)进行了研究，发现

MCM2

增殖指数不与任何病理特征相关但与核

计数和Ki67 / MiB-1 PI显著相关。在生存分析中显

示出较差的生存趋势，但单因素分析无统计学意义。 Hua C等[13]应用webarraydb软件跨平台整合和分析 微阵列数据集。用冻胶质瘤样本，研究MCM和荧光 定量PCR表达的关系。发现MCM2高表达与高级 别胶质瘤患者的总生存期相关。MCM2、MCM3和

MCM7

表达水平比根据WHO分类组织学诊断有更

大的预后相关性。MCM 2在胶质瘤中高表达，可能 是分子预后指标因素之一。2.2 MCM2蛋白与口腔肿瘤

Kodani I

等[14]研究发现MCM2、P53在口腔鳞状

上皮细胞癌中的表达指数较异常增生的鳞状细胞 高，并且有13例异常增生的鳞状细胞病例发展成为 鳞状细胞癌，其MCM2和P53的表达高于未转变为 癌者。MCM2通过P53非依赖途径调节，MCM2和

P53高表达可能预测口腔异常增生恶变。他们进一

步研究[15]，对46个口腔鳞状细胞癌标本进行Ki67、 微小染色体维持蛋白2 (MCM2)、P53、P21、P27表达 研究发现MCM2在口腔鳞状细胞癌中高表达，并且 与肿瘤分期、患者的预后相关，而K67及其它细胞 周期相关因子p53、P27、P21与预后、分期无关，认为

MCM2的表达指数可为口腔鳞状细胞癌患者提供有

效的预后信息。Szelachowska等[16 ]回颇性比较49 例手术治疗及放射治疗的口腔鳞状细胞癌患者5年 生存率的情况，发现MCM2蛋白的表达及与Ki67抗

原表达呈正相关，MCM2表达增尚是患者预后不良

因素。Gouvga AF等[17]回顾12例增生性疣状白斑

(PVL)患

者的临床和P53、Ki67、MCM5和MOVE免

疫组织化学相关的数据，发现轻度或中度不典型增 生，特别是4例发展成口腔鳞状细胞癌的患者，

MCM2和MCM5呈现出高表达。Razavi SM等[18]分

析研究了 73例口腔组织标本，其中包括20例良性 口腔角化病，20例口腔上皮异型增生，20例口腔鳞 状细胞癌，和13例正常口腔黏膜。分析MCM2在每 一类病变的免疫组织化学标记指数（LIS)发现，

MCM2表达强度从强到弱依次为口腔鳞状细胞癌、

口腔上皮异型增生、良性口腔角化病、正常口腔黏 膜。MCM2蛋白在口腔鳞状细胞癌有较高的阳性表 达表明，MCM2可为口腔鳞状细胞癌及不典型增生 的早期检测指标。2. 3 MCM2蛋白与喉癌

Chatrath等[19]采用喉的细胞刷对6

例病理诊断

明确的活检标本进行检测，包括2例角化不全和炎 症、1例不典型增生和3例侵袭性喉鳞状细胞癌。结

果显示，

MCM2/ 5在角化不全和炎症中不表达;在不 典型增生组织中上皮表层没有MCM2的表达，

但在 第3层上皮中有MCM2表达;侵袭性喉鳞状细胞癌 中则大多数细胞有MCM2表达。这些结果提示

MCM2可检测喉上皮的轻微损伤，且与病理检测高

度一致，这对早期筛查喉癌具有很大的帮助，也为其

第5期潘素明.微小染色体维持蛋白2与头颈部肿瘤469

他肿瘤的早期诊断提供了新的思路。Cai等[2°]采用 免疫组织化学法检测MCM2与Rb蛋白在60例喉鳞 状细胞癌组织、10例喉癌前病变、10例声带息肉及 10例喉鳞状细胞癌周正常喉组织中的表达，发现喉 鳞状细胞癌中MCM2阳性表达率明显高于癌前病变 和正常喉组织，且与病理分级、淋巴结转移及临床分 期正相关。在喉鳞状细胞癌组织中MCM2与Rb蛋 白的表达水平呈负相关，MCM2与

Ki67在喉鳞癌中

的表达水平呈正相关，由此提示，MCM2和

Rb蛋白

表达缺失与喉鳞状细胞癌的发生、发展有关，MCM2 的表达水平可作为的判断恶性程度及预后的指标。 秦杰升[21]采用免疫组织化学EnVkbn二步法检测 了 82例喉鳞状细胞癌及癌旁正常喉黏膜组织中

MCM2

蛋白的表达水平，发现MCM2蛋白在喉鳞状

细胞癌组织中的阳性为98% (80/82)，显著高于癌 旁正常喉黏膜组织，MCM2的表达水平在有颈部淋 巴结转移组织显著高于无颈部淋巴结转移组织，与

年龄及肿瘤T分级无显著相关。Lian M等[22]研究 了 10例原发性喉鳞状细胞患者，对喉鳞状细胞癌组 织与相邻的非肿瘤组织及有区域淋巴结转移的喉癌 组织与无区域淋巴结转移的喉癌组织基因芯片进行 比较分析，发现MCM2、MCM3、MCM4等6个基因 是最频繁表达的功能基因，揭示了这些基因表达特 征在喉鳞状细胞癌的发生和区域淋巴结转移中的作 用，可能与疾病的发生发展有关。2.4 MCM2蛋白与甲状腺肿瘤

Mehrotra P

等[23]用免疫组织化学方法检测128

例病理诊断明确石蜡包埋组织标本，其中包括甲状 腺乳头状癌38例、滤泡癌22例、20例滤泡性腺瘤 和结节性甲状腺肿结节35例。结果显示:MCM2和

Ki-67标记指数在甲状腺乳头状癌及滤泡癌组织中

均高于滤泡性腺瘤和结节性甲状腺肿结节组织。黄 震等用免疫组织化学S-P法检测22例甲状腺微小 浸润性滤泡癌和20例与甲状腺滤泡性腺瘤标本中

MCM2的表达显示：MCM2在甲状腺微小浸润性滤

泡癌的标记指数显著高于甲状腺滤泡性腺瘤，认为 MCM2在甲状腺微小浸润性滤泡癌与甲状腺滤泡性 腺瘤鉴别诊断中有意义[24]。3结语

MCM2

蛋白在各头颈肿瘤的早期即出现高表达

有助于早期诊断，其高表达也常常提示预后不良， 随着对MCM2研究的逐步深入，MCM2蛋白的检测 将为多种恶性肿瘤的筛查、早期诊断、预后评估提供 更为可靠的帮助。

参考文献

[1] Kelly TJ, Brown GW. Regulation of chromosome replica­

tion. Annu Rev Biochem, 2000, 69: 829-880.

[2] Giaginis C, Georgiadou M, Dimakopoulou K, et al. Clinical

significance of MCM-2 and MCM5 expression in colon canc­er: association with clinic opathological parameters andtumor proliferative capacity. Dig Dis Sci, 2009, 54(2): 282-291.

[3] Bochman ML, Schwacha A. The Mcm2-7 complex has in

vitro helicase activity. Mol Cell, 2008, 31(2): 287-293.[4] Nowinska K, Dziegiel P. The role of MCM proteins in cell

proliferation and tumorigenesis. Postepy Hig Med Dosw (online), 2010, 30()： 627-635.

[5] Lei M, Tye BK. Initiating DNA synthesis: from recruiting to

activating the MCM complex. J Cell Sci, 2001, 114(8): 1447-1454.

[6] Bell S P, Dutta A. DNA replication in eukaryotic cells. An­

nu Rev Biochem, 2002, 71: 333-374.

[7] Kearsey SE, Labib K. MCM proteins: evolution, proper­

ties, and role in DNA replication. Biochim Biophys Acta, 1998, 1398(2)： 113-136.

[8] Maiorano D, Lutzmann M, Mechali M. MCM proteins and

DNA replication. Curr Opin Cell Biol, 2006, 18 (2): 130-136.

[9] Tachibana KE, Gonzalez MA, Coleman N. Cell-cycle-de-

pendentregulation of DNA replication and its relevance to cancer pathology. J Pathol, 2005, 205(2): 123-129.

[10] Todorov IT, Werness BA, Wang HQ, et al. HsMCM2/

BM28: a novel proliferation marker for human tumors and normal tissues. Lab Invest, 1998, 78(1): 73-78.[11] 熊刚，袁先厚,江普查，等.微小染色体维持蛋白2在脑

胶质细胞瘤中的表达.现代肿瘤医学，2006, 14 ( 4): 401-403.

[12] Lind-Landstrom T, Vamghese RK, Sundstrom S, et al. Ex­

pression and clinical significance of the proliferation marker minichromosome maintenance protein 2 (Mcm2) in diffuse astrocytomas WHO grade II. Diagn Pathol, 2013, 8(1): 48-67.

[13] Hua C, Zhao G, Li Y. Minichromosome Maintenance

(MCM) Family as potential diagnostic and prognostictumor markers for human gliomas. BMC Cancer, 2014, 14: 526.[14] Kodani I, ShomoriK, OsakiM, et al. Expression of mini­

chromosome maintenance 2 ( MCM2), Ki-67, and cell-cy­cle-related molecules, and apoptosis in the normal dysplasi- acarcinoma sequence of the oral mucosa. Pathobiology,2001, 69(3)： 150-158.

[15] Kodani I, Osaki M, Shomori K, et al Minichromosome ma­

470

中国组织化学与细胞化学杂志

第25卷

intenance 2 expression is correlated with mode of invasion and prognosis in oral squamous cell carcinomas. J Oral Pathol Med, 2003, 32(8): 468^74.

[16] Szelachowska J, Dziegiel P, Jelen-Krzeszewska J, et al.

MCM- 2 protein expression predicts prognosis better than K- i67 antigen in oral cavity squamocellular carcinoma. Anti­cancer Res, 2006, 26(3): 2473- 2478.

[17] Gouvea AF, Vargas PA, Coletta RD, etal. Clinicopathologi-

cal features and immunehistochemical expression of p53, Ki-67, Mcm-2 and Mcm-5. J Oral Pathol Med, 2010, 39 (6)： 447452.

[18] Razavi SM, Jafari M, Heidarpoor M, etal. Minichromosome

maintenance-2 (MCM2) expression differentiates oral squa­mous cell carcinoma from pre-cancerous lesions. Malays J Pathol, 2015, 37(3)： 253-258.

[19] Chatrath P, Scott IS, Morris LS, et al. Aberrant expression

of minichromosome maintenance protein-2 and Ki67 in la­ryngeal squamous epithelial lesions. Br J Cancer, 2003, 9

(6): 1048-1054.

[20] Cai K, Luo Y, Li L, et al. Expression and significance of

MCM2, Ki-67 and Rb protein in laryngeal squamous cell carcinomas. Lin Chung Er Bi Yan Hou Tou Jing Wai Ke Za Zhi, 2012, 26(9)： 425428.[21] 秦杰升，洪良利,林旭妮，等.Sema4C在喉鳞状细胞癌

组织中的表达及意义.癌变•畸变•突变,2015,12(3) ： 230-233.

[22] Lian M, Fang J, Han D, et al. Microarray gene expression

analysis of tumorigenesis and regional lymph node metastasis in laryngeal squamous cell carcinoma. PLoS One, 2013, 8 (12): 84-85.

[23] Mehrotra P, Gonzalez MA, Johnson SJ, et al. Mcm-2 and Ki- 67 have limited potential in preoperative diagnosis of thyroid malignancy. Laryngoscope, 2006, 116(8): 1434-1438.[24] 黄震，赵亚娟.MCM 2、K^67在甲状腺滤泡性肿瘤中的

表达及其意义.浙江实用医学，2007, 12(4) : 254-255.