卵巢癌是一种妇科生殖系统恶性肿瘤，死亡率较高，即使经彻底的肿瘤细胞减灭术，并联合化疗，五年生存率仍然低于40%[1]，严重威胁着我国妇女的健康。浸润转移、化疗药物容易耐药以及肿瘤复发是造成患者死亡的主要原因。卵巢癌的特点是早期浸润转移、易复发、易对化疗药物耐受、易造成顽固性腹水，这是造成其高死亡率、高复发率及不良预后的关键因素。因此，深入了解卵巢癌生物学特征，是治疗卵巢癌的关键。
核干细胞因子(nucleostemin,NS)是一种在细胞核仁及核浆内穿梭的GTP结合蛋白，主要定位于核仁。Tsai等[2]利用中枢神经干细胞在体外诱导分化的特点建立的削减文库中，分离并鉴定出的一种已知基因的新克隆。人类的NS基因定位于3p21.1，cDNA全长1650bp,编码一个由549个氨基酸残基组成的分子量为61.8 KD的蛋白质。结构上,包含有NH2-末端基本结构域(B)，一个螺旋卷曲结构域(C)，一个COOH-末端的酸性结构域(A),两个GTP结合结构域(G1,G4)以及一个位于G1和A之间的中间结构域(I)，属于GTP结合蛋白，通过结合GTP可以在核仁、核浆中穿梭。其在造血干细胞[3]、胚胎干细胞[4]、间充质干细胞[5]等干细胞以及肾癌细胞[6]、宫颈癌细胞[7]、胃癌细胞[8]等肿瘤细胞系中均有表达，并且与这些肿瘤的不良预后相关。在食管癌的研究中发现NS高表达，是新辅助化疗患者复发的重要预测因子[9]。NS可能参与多种肿瘤的增殖、复发过程。有学者研究通过对NS的建模和结构分析发现NS的GTP结合位点可能作为诊断标志物和/或药物作用靶点[10]。本文就NS的功能在卵巢癌中的研究进展做一综述，以提高对其的认识和了解。
一、NS与细胞增殖
NS是广泛表达于多种类型的正常增殖细胞和恶性细胞。通常，NS的表达明显上调是由伴刀豆球蛋白A激活正常T淋巴细胞和骨髓干细胞被成纤维细胞生长因子2刺激[11]。在小鼠胚胎干细胞中NS的缺失使细胞周期阻滞于S期，增加细胞的衰老和凋亡，并最终在囊胚期胚胎死亡[12]。早在非洲蟾蜍胚胎中NS也表示活跃的细胞增殖，消耗的NS导致增殖神经前体细胞的减少。基于这些意见，提出了与细胞的恶性状态或分化状态相比,表达的NS是与细胞增殖更密切相关。NS在生物学上的重要性从来没有被人怀疑，因为在囊胚形成[12]、胚胎发育[13]、组织再生[14]、癌进展和细胞重组[15]过程中，它起到关键性的作用。干细胞因子有一个新的角色是核糖体合成的有机组成部分，特别是rRNA前体加工。NS敲除延误32SrRNA(核糖体RAN的亚基)加工成28S rRNA的过程，此外，过度表达NS显著促进32 S rRNA前体的加工。在口腔鳞状细胞癌中，NS的超表达显著增强细胞的增殖和侵袭性潜力[16]。这是NS在调节细胞增殖作用的一个重要方面。敲除NS可能通过抑制RNA的加工和运输来影响细胞基因的表达。Romanova等[17]提出了类似的观点，认为敲除NS对rRNA加工、折叠和其他RNA稳定有影响。最近的研究[13-14,18]表明由于端粒功能障碍和复制力的作用，干细胞因子可以防止DNA损伤的积累和随后的增殖缺陷。耗尽NS可诱导细胞周期阻滞和/或促进胚胎干细胞和组织干细胞的凋亡[13,19]。体外和体内的研究证明，NS消耗可以抑制肿瘤生长，并导致抑制增殖和诱导细胞死亡[12]。
然而,NS是通过什么样的途径调控细胞增殖的呢？传统的研究表明，NS可以结合p53抑制其肿瘤的功能，从而导致肿瘤的发生[2]。p53信号传导通路参与细胞周期的G1期阻滞，诱导NS的下调。NS和p53之间的相互作用最初是Tsai and McKay报道[2]。后来，发现G1阻滞需要p53基因的存在。在心肌细胞中，NS通过p53信号通路发挥抗凋亡的功能[20]。最近的研究显示，敲除NS可提高p53结合蛋白MDM2蛋白和核糖体蛋白L5及L11蛋白之间的相互作用，阻止MDM2诱导p53降解的泛素化的基础[20]。无论在正常细胞还是肿瘤细胞中，p53基因引导响应NS缺失导致基因的损伤[21]，然而，其他的研究也表明，NS可能有细胞增殖调控p53的独立作用。NS主要定位在细胞核，而p53介导的机制发生在核质，表明NS可能有额外的角色与核仁的功能更直接相关。p53也可能在NS中扮演另一个未知的角色，是完全独立的。研究表明NS可能通过Wnt/β-catenin通路加快人脑胶质瘤的增殖[22]，这还需要进一步探索。
二、NS与细胞周期调控
在不同的研究中，NS基因缺失对细胞周期进展有不同的影响。最近在人乳腺癌细胞(MDA-MB-231)的研究中，NS敲除12 h后，导致S期细胞数增加和G2/M期细胞数减少，表明细胞停滞于S期[23]。剂量依赖性的研究显示,NS敲除对细胞周期影响有明显差异，NS大量敲除导致S期细胞的早期阻滞，少数细胞进入G2/M期，而NS少量敲除导致S期的晚期阻滞和G2/M期细胞数量的增加[23]。在急性淋巴细胞白血病Molt-4细胞，NS消耗诱导G0/G1期细胞周期阻滞[24]；而在慢性粒细胞白血病，NS消耗抑制K562细胞增殖与存活率呈时间依赖性。细胞周期的研究显示，NS消耗导致G1期细胞周期阻滞诱发细胞凋亡[25]；在胃癌的研究中亦是如此[26]。因此，通过大量细胞周期调控的实验研究，这种基因可能作为药物治疗的新靶点。
三、NS与端粒的稳定
NS可以保护端粒，其过表达能显著地调节端粒长度，进而延缓细胞衰老；但是，NS缺失可以增加端粒的损伤和突变，从而导致细胞的衰老[24]。端粒保护染色体是从结束复制消耗和端粒DNA与蛋白复合物组成的串联重复序列开始[19]。 端粒长度在维持其完整性中起着至关重要的作用，超过80%的人类癌症是由端粒酶维护[4]。端粒酶阻止造血干细胞的活性氧胁迫DNA损伤和随后的细胞凋亡[ 27]。干细胞因子可能在协同端粒逆转录酶的端粒区基因的稳定性起着重要的作用。
四、NS与基因的稳定性
干细胞因子可能维护积极分裂的细胞，并在DNA复制的过程中促进DNA损伤修复，修复基因组的完整性。干细胞和祖细胞在胚胎发育、成人组织再生和肿瘤的发展中发挥着重要的作用。为了保持自我更新的增殖，他们必须保护复制引起的脱氧核糖核酸损伤，限制了大多数分裂细胞的增殖寿命，维持基因的稳定性。另外，复制拖延可以通过消耗内源性核苷酸池药物触发(例如，羟基脲)或抑制DNA复制的活动引起(例如，喜树碱)。长时间的拖延会导致复制的机械崩溃、双链DNA断裂，引起细胞周期阻滞和基因组不稳定性[28]。研究发现，在间质和端粒的染色体中NS有防止核酸损伤的作用，NS基因的保护作用已在神经干细胞(NSCs)和再生肝细胞中被发现，其中NS蛋白RAD51促进DNA修复DNA损伤灶[29]。干细胞因子减少导致造血干细胞的DNA损伤，诱导细胞凋亡，从而减少了自我更新的能力。事实上，NS的GTP状态是核仁核质循环和核质蛋白相互作用的关键因素，GTP结合的主要机制是通过其穿梭于核仁和核质控制NS的功能。例如，有研究报道NS能进入核质与MDM2相互作用作为结果诱导p53相关时的细胞周期阻滞和/或凋亡[ 10 ]，最近研究发现NS能够保护端粒特异性和基因组完整性的干细胞和祖细胞[13-14，18]，笔者开始考虑对DNA损伤的积累，实际上是核干细胞因子耗尽，而不是受损核糖体产生。Meng等[13]在小鼠模型分析显示，NS神经特异性缺失增加了自发性DNA损伤的频率和消除神经干细胞(NSC)在神经细胞的发育。NS缺失引发DNA损伤的复制依赖性独立于p53的状态或核糖体RNA(rRNA)合成。表明NS在维持造血干细胞和祖细胞的基因组稳定性方面起主要作用。然而，最近的研究[30]表明，核仁和核糖体蛋白在癌症的发展和老化中扮演一个新兴角色，核仁活性的变化是调节发育和衰老一个关键的因素，其参与细胞增殖、分化的调控，并在体内外衰老而诱导特定的生理效应。
五、NS与GNL3L及在卵巢癌中的作用与表达
在神经发育过程中，相比已分化后的神经干细胞，GNL3L在未分化的神经干细胞表达较低。在亚细胞水平，NS高度集中在核仁，而GNL3L比NS显示了较高的核质强度和更短的核仁的保留时间。与NS相比，GNL3L的功能很少被探索，它已被证明负调节端粒长度和通过TRF1稳定促进细胞分裂中期向后期过渡，NS，GNL3L两个核仁蛋白独特地稳定MDM2和抑制p53的活动，并可能促进大肠癌肿瘤的形成[31]。研究表明，干细胞因子抑制引发DNA损伤而造成明显或严重干扰核糖体合成，而耗尽GNL3L扰乱rRNA前体加工不造成人类乳腺癌细胞DNA损伤[24],在斑马鱼的研究中NS损失对60S核糖体大亚基的形成或在前rRNA基因转录位点不同功能障碍具有重大影响，这会导致总蛋白合成减少。而GNL3L损失显示轻微的rRNA的处理延迟，最终没有明显的影响核糖体的生物合成或蛋白质的合成[32]。这些结果表明，在脊椎动物的进化，GNL3L保留了祖先的基因在核糖体的生物合成的作用，而同源特异NS获得了一种新的基因组保护功能。
笔者前期研究发现，NS与卵巢肿瘤恶性度直接相关，而正常卵巢组织中没有检测到NS的表达，随卵巢病变恶性度的逐渐加重NS及其调控因子cyclinD1的表达亦逐步升高，提示NS很可能通过调控卵巢癌细胞的细胞周期来影响细胞增殖，其可能是卵巢癌相对特异性分子[33]。有研究证实，NS mRNA以及NS蛋白在卵巢癌实体瘤中特异性高表达，并且NS的表达水平与病理分级正相关[34]。通过构建了NS特异性慢病毒表达载体感染卵巢癌SKOV3细胞，当敲除NS基因后，SKOV3细胞周期发生改变,G1期细胞的百分比显著升高，S期细胞减少。同时，基因敲除组细胞凋亡率明显升高，这些结果表明，NS能够促进卵巢癌细胞增殖，并抑制细胞凋亡。上述研究均表明NS参与了卵巢癌的增殖等生物学特征。
六、总结与展望
肿瘤基因靶向治疗已经成为医学热点治疗方法，给卵巢癌患者带来了希望。然而，临床治疗后肿瘤为何复发、转移仍然是未解之谜。研究证实，NS在肿瘤细胞的增殖，肿瘤干细胞中维持干性以及调控分化等方面发挥作用。研究也证实了NS基因参与卵巢癌细胞的细胞周期以及凋亡的调控[35]。NS基因沉默导致了卵巢癌细胞系SKOV3周期停滞，大量细胞滞留在G1期，细胞增殖能力降低；同时NS基因沉默也导致了细胞凋亡率明显的增高。这个实验结果从理论上证实NS基因也许可以作为卵巢癌治疗的候选靶向基因。但是这需要对NS基因的作用机制以及通路进行深入的研究，甚至需要了解NS基因在其他卵巢癌细胞系、卵巢实体肿瘤中是否发挥作用。随着有关卵巢癌发生发展机制以及新近治疗方法的研究，期盼将来可以解决卵巢癌难治愈、易复发等难题，能够为提高卵巢癌的生存率提供新的治疗思路和理论依据。
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