Cyclin D是一种与细胞周期进程调控有关的蛋白质,当细胞成长到达临界大小,或存在生长因子和促分裂素时,它的合成会在G1期启动,进而推动G1/S期过渡。这类蛋白质的功能至关重要,特别是在细胞增殖及癌症发展的背景中,Cyclin D与肿瘤抑制蛋白Rb的关系更是引人关注。
Cyclin D-Cdk4/6复合体的累积对于细胞周期进展至关重要。
Cyclin D蛋白与Cdk2、Cdk4、Cdk5和Cdk6四个Cyclin依赖性激酶(Cdk)相互作用。在增生细胞中,Cyclin D与Cdk4/6的复合体部分磷酸化肿瘤抑制蛋白Rb,使其抑制部分基因表达(例如cyclin E)的能力降低,而这些基因对于S期的进展是至关重要的。
Cyclin D具有一种名为“cyclin fold”的三级结构,这使其与其他Cyclins相似。该结构包含两个紧凑的结构域,每个结构域包含五个α螺旋。 Cyclin D的主要功能是促进细胞生长信号的传导,特别是在生长因子刺激的情况下,它在G1期中的累积提高了Cyclin D-Cdk4/6复合体的活性。
生长因子刺激会导致Ras/Raf/ERK信号通路的活化,进而诱导cyclin D的生产。
Cyclin D的表达与调控有多种方式。它受到下游信号通路的调控,例如Ras/MAP激酶通路,这些通路中的一些成员会促进cyclin D的基因转录。另外,Cyclin D的过度表达与人类癌症的发展有着密切关联,因为细胞周期的调控错误往往会导致不受控的增生。
在正常细胞中,cyclin D的过度表达可缩短G1期的持续时间。
多项研究指出,Cyclin D作为一个可能的癌基因,它在许多人类癌症中的过度表达可能推动了细胞进入G1/S检查点,尽管生长因子并不再存在。举例来说,乳腺癌和肠道癌中,Cyclin D1的失活会降低肿瘤的生长,反之则足以诱导乳腺肿瘤的形成,这主要是因为它促进了细胞增殖和存活。
所谓“非典型功能”的Cyclin D,不仅是细胞周期的调控者,还参与学界关注的其他转录过程。
初步的突变研究显示,CyclinD的积极调控作用使得细胞进入周期。一些Yeast的研究中发现,Cyclin D及其同源物的突变会导致细胞周期进入延迟,而细胞的大小则在分裂时异常增大。
Cyclin D与肿瘤抑制蛋白Rb之间的相互作用,不仅揭示了细胞周期调控的复杂性,也为癌症的治疗提供了新思路。随着针对Cyclin D的研究深入,未来可能会出现针对特定癌症的新型治疗策略和药物。如果我们能更清楚地理解Cyclin D的作用机制,是否能找到遏制癌变的新工具呢?