引用本文： 朱祥, 王偉剛, 趙福坤, 董鶴翔, 俞永江. 極光激酶A在結直腸癌中的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2022, 29(12): 1674-1679. doi: 10.7507/1007-9424.202206075 復制
2020年的文獻[1]報道，結直腸癌（colorectal cancer，CRC）在全球范圍內居癌癥發病率的第3位、病死率的第2位。目前研究[2-3]報道，CRC發病的驅動程序主要有兩種：第一種是腺瘤–癌，通常涉及腺瘤樣結腸息肉（adenomatous polyposis coli，APC）和KRAS基因突變，染色體17p、腫瘤蛋白p53（tumor protein p53，TP53）和Smad4的缺失，以及幾個驅動突變累積之后全基因組的復制，癌癥晚期會出現染色體的丟失和獲得；第二種是鋸齒狀途徑，通常涉及BRAF突變、CpG島甲基化表型高及微衛星不穩定性。CRC的發生、發展與人染色體20q密切相關。極光激酶A（Aurora kinase A，AURKA）基因定位于人類染色體20q13，已被證實它在CRC、胃癌、肝癌等多種腫瘤中異常表達[4-14]，它可能是通過參與癌細胞的增殖，上皮-間充質轉化， 以及腫瘤干細胞的轉移、凋亡和自我更新來促進腫瘤的發生，其異常表達可能與基因擴增、轉錄激活和抑制蛋白質降解相關[15]。筆者現對AURKA在CRC中的研究進展進行綜述，以期為CRC的治療提供新的方向。
1 AURKA
1.1 AURKA概述
AURKA基因定位于人類染色體20q13.2，全長有9個外顯子，包含1 212 bp的開放閱讀框，編碼一種由403個氨基酸組成、相對分子質量為46×103的絲氨酸/蘇氨酸激酶（serine/threonine kinase，AKT）[16]。1994年Tanner等[17]在人乳腺癌中檢測到新的擴增子20q13；1997年Sen等[18]從人乳腺癌細胞中分離出編碼AKT的部分cDNA，并將它命名為BTAK；2001年Nigg[19]對之前在多種生物中發現的極光激酶進行統一命名，稱為AURKA、極光激酶B（Aurora kinase B，AURKB）和極光激酶C（Aurora kinase C，AURKC）。AURKB屬于染色體乘客復合體，定位于細胞質分裂前期到中期的著絲點以及中央紡錘體和中心體，涉及染色體-微管附著、紡錘體裝配檢查點和胞質分裂的調節[20]。AURKC的相關研究較少，該激酶在睪丸中特異性高水平表達，并顯示從后期到末期的中心體定位，作用與AURKB相似[21]。AURKA的結構主要分為氨基端結構域和羧基端結構域，其中氨基端結構域以微管依賴的方式將蛋白定位于中心體；羧基端結構域是AURKA具有激酶活性的區域，含有活化環xRxTxCGTx和降解盒RxxLxG這2個保守序列，活化環中高度保守的RXT模體中的蘇氨酸被磷酸化后直接引起AURKA的活化，而降解盒序列被APC/C相關蛋白識別后使AURKA以依賴蛋白酶體的泛素化降解機制所降解[16]。
1.2 AURKA的分子生物學功能
隨著對AURKA的深入研究，發現AURKA在有絲分裂之外還有獨立的生物功能，包括調節干細胞、自我更新、重編程等。
1.2.1 AURKA在有絲分裂過程中的功能
AURKA在細胞有絲分裂的S期開始即顯著聚積于中心體，并且在G2晚期和M期早期通過與Xklp2靶蛋白（targeting protein for Xklp2，TPX2）、經元細胞表達發育下調基因9（neural precursor cell-expressed developmentally down-regulated 9，NEDD9）等相關蛋白相互作用被激活，之后AURKA沿著紡錘體進入到中間區，在細胞質分裂前失活和降解[22]。AURKA可以調控細胞周期的有絲分裂進程，包括有絲分裂的進入，中心體的復制、成熟和分離，雙極紡錘體的組裝，以及中期染色體對齊和細胞質分裂[23-26]；AURKA在有絲分裂期間還可以調節細胞骨架和染色體的結構和功能，以及這兩者在著絲點上的相互作用。
1.2.2 AURKA在有絲分裂之外的功能
AURKA在有絲分裂之外的功能包括：影響減數分裂細胞紡錘體的形成和染色體的分離[27-28]，控制初級纖毛分解[22]、神經突的生長、DNA復制前復合物的形成[29]、DNA損傷修復與凋亡途徑[30]，直接調節線粒體功能和ATP的產生；AURKA過表達通過增加線粒體互聯性來促進代謝重編程[31]；AURKA-p53信號在自我更新、分化和體細胞重編程的調節中起著至關重要的作用[32]；AURKA可以影響CRC干細胞的致瘤能力和化學抗性[33]。
2 AURKA與CRC
2.1 AURKA在CRC中的表達
AURKA定位在人染色體20q13，這是一個常在人類多種癌癥中擴增的區域，包括CRC。
Bischoff等[34]通過Northern印跡顯示，在54%（22/41）的CRC中AURKA mRNA過表達。Gerlach等[35]通過實時聚合酶鏈式反應（real time polymerase chain reaction，RT-PCR）檢測到AURKA在CRC和正常組織中mRNA的表達存在顯著差異。Miralaei等[36]通過定量RT-PCR技術對CRC樣本中AURKA mRNA的轉錄水平進行評估，結果顯示，與鄰近的正常樣本相比，AURKA mRNA在CRC中的表達水平增加了1倍（P<0.01），驗證了TCGA數據庫中AURKA在CRC中高表達的結論。Lam等[37]通過免疫組織化學染色在200例結直腸腺癌中檢測到在48.5%（97/200）的結直腸腺癌患者中有AURKA蛋白表達，其中在高、中分化的結直腸腺癌患者中檢測到AURKA蛋白的頻率高于低分化的結直腸腺癌患者（52%比31%，P=0.004）。Wang-Bishop等[38]的免疫組織化學染色結果提示，AURKA蛋白在結腸腺瘤和結腸癌中的表達明顯高于正常結腸組織。
Lassmann等[39]通過陣列比較基因組雜交技術發現，在染色體不穩定型CRC中，AURKA的特異性mRNA表達高于微衛星不穩定型CRC，且染色體不穩定型CRC表現出AURKA在20q13處優先擴增；該研究者[40]在另一項研究中發現，在侵襲性CRC中，AURKA在mRNA和蛋白質水平上均存在過度表達，CRC的腺瘤–癌序列中，AURKA基因表達最早出現在正常上皮向異型上皮演變的階段，AURKA蛋白的過表達發生在異型上皮演變為癌組織的階段。Goos等[41]發現，AURKA的表達水平增高與直腸癌患者的晚期臨床狀態、較短的無病生存期和較低的總生存期相關。有研究者[33, 42]報道，相比正常結直腸組織，AURKA在CRC細胞、CRC干細胞和干細胞來源的分化細胞中過表達。Cammareri等[33]通過對正常結腸組織和原發CRC細胞進行蛋白質分析發現，AURKA主要在含有CD133+、CD29+、CD20細胞的CRC干細胞中表達，敲低AURKA的表達可以使CRC干細胞對化學藥物治療誘導的細胞毒性敏感，結果提示，AURKA抑制劑可能增加化學藥物治療對干細胞群體的療效，防止腫瘤的復發與轉移擴散[33, 42]。
以上研究結果提示，AURKA在CRC中的表達顯著高于正常結直腸組織，AURKA作為癌基因有成為CRC治療靶點的潛力與希望。
2.2 AURKA參與CRC的發生及發展
Palmatine是從黃連中提取的異喹啉生物堿，具有抗癌、抗菌、抗炎等藥用價值。Liu等[43]的研究證實，Palmatine可以靶向AURKA，誘導CRC細胞有絲分裂G2/M期停滯和線粒體相關通路凋亡。腺嘌呤-胸腺嘧啶堿基富含互作域（AT rich interactive domain，ARID）3A是ARID家族的成員之一，是一種轉錄因子，可以結合特定的DNA位點來調節基因的表達。研究[44]發現，ARID3A通過靶向AURKA促進CRC的發生及發展，并且發現AURKA/ARID3A比值較高的患者預后較好。
ARID1A是交換型轉換/蔗糖不發酵（switch/sucrose non-fermentable，SWI/SNF）染色質重塑復合物的核心亞基，是一種腫瘤抑制因子，在許多癌癥中具有高頻率的失活突變。Wu等[45]研究發現，AURKA是ARID1A轉錄抑制的靶基因，它與ARID1A在CRC細胞中以合成致死的方式相互作用，抑制ARID1A缺失的CRC細胞中AURKA的活性會顯著增加G2/M期停滯，誘導凋亡，AURKA-PLK1-CDC25軸可能成為治療缺乏ARID1A的CRC的有效靶點。
TPX2是一種微管相關蛋白，是有絲分裂紡錘體組裝和功能所必需的。Sillars-Hardebol等[46]的研究表明，AURKA、TPX2是促進染色體20q擴增子驅動的結直腸腺瘤向癌進展的關鍵基因，影響著與癌變相關的過程如細胞生存力、非依賴性貼壁生長和細胞侵襲。Takahashi等[47]的研究進一步表明AURKA與TPX2作為驅動基因在MYC驅動的CRC中與MYC起協同作用，但其詳細的分子機制仍未明確，通過對AURKA/TPX2軸的抑制可能成為MYC驅動的CRC的新的治療方向。
異質性核糖核蛋白（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein，hnRNP），是一大類富含Au的RNA結合蛋白。hnRNP蛋白具有多種功能，包括轉錄前剪接、mRNA編輯、轉運、翻轉及調節翻譯。hnRNP Q1是該家族最小的亞型，普遍存在，也是家族中最豐富的成員。Lai等[48]研究發現，hnRNP Q1可以靶向AURKA，過表達的hnRNP Q1與AURKA的mRNA 5′ -UTRs結合并調節其翻譯，從而促進細胞增殖并有助于CRC的發生。
核糖體蛋白S6激酶B1（ribosomal protein S6 kinase B1，RPS6KB1，也稱為P70S6K）是一種絲裂原激活的AKT，與多種細胞過程有關，包括葡萄糖穩態、蛋白質合成、細胞成長和存活。Wang-Bishop等[38]研究發現，AURKA-RPS6KB1是伴有KRAS基因突變的胃腸道腫瘤的下游信號軸，通過對AURKA的抑制阻止了RPS6KB1的活化，降低了伴有KRAS基因突變的胃腸道腫瘤細胞的增殖和存活。
Shionome等[49]的研究發現，AURKA表達水平的增加不是腫瘤發生、發展的直接驅動力，腫瘤的發展需要激活額外的致癌途徑。AURKA被確定在磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositol-3 kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，也被稱為AKT）、 哺乳動物雷帕霉素靶蛋白、β-catenin/Wnt、核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-kB）信號通路中發揮不同程度的調節作用。PI3K/AKT信號通路與CRC的發生發展密切相關[50]。Sun等[51]研究發現，AURKA的抑制劑Alisertib和AKT抑制劑MK2206聯合使用，可能是涉及PI3K/AKT途徑和DNA損傷途徑來抑制結腸癌細胞增殖并誘導細胞凋亡，同時抑制體內腫瘤的生長。Wnt和Rsa-絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號通路的過度激活是結直腸腺瘤發展中的常見事件，AURKA已被證實能夠增強Wnt、Rsa-MAPK的信號傳導。
有研究[52]發現，AURKA通過在SW480結腸癌細胞中誘導上皮-間充質轉化來促進細胞的侵襲和遷移。Jacobsen等[53]通過對敲低AURKA表達的CRC細胞系SW480和Caco2的差異基因及蛋白互作網絡分析發現，只有KRAS和 β-catenin在2組細胞系中均顯著失調，細胞周期素依賴性激酶6、泛素結合酶E2-D1、DICER1和Rac-GTP酶激活蛋白1將AURKA與Wnt和Ras-MAPK通路中失調的基因連接了起來，表明這些基因在AURKA與Wnt和Ras-MAPK通路相互作用中非常關鍵，深入研究將有助于明確CRC進展的分子機制。Shen等[54]的研究表明，AURKA通過激活NF-kB信號通路賦予人肝細胞癌放射性抵抗力。AURKA及NF-kB信號通路之間的具體作用機制及它在CRC發展中的作用仍需深入探索。
以上研究表明，AURKA在結直腸癌發生、發展中起到關鍵作用，但許多機制仍未完全闡明，需要更多更加深入的研究深入探索。
3 AURKA抑制劑在CRC中的研究進展
3.1 AURKA抑制劑與CRC
AURKA作為癌基因在多種癌癥中明確表達且起到不同程度的作用，因此針對AURKA抑制劑的研發可能為癌癥的治療帶來新的方向。從2014–2020年進入臨床試驗并持續更新信息的AURKA抑制劑包括MLN8237、ENMD2076、AMG900、VX-680、VX-689/MK-5108、AT-9283、KW-2449、LY3295668，此外還有一些尚未進入臨床的強效極光激酶抑制劑如SAR156497、AAPK-25、LDD-1819和SP-146正在持續研究中 [55]。
MLN8237（阿立塞替，Alisertib）是AURKA的選擇性小分子抑制劑，通過抑制有絲分裂、誘導細胞周期停滯和加速癌細胞凋亡來抑制細胞增殖[15]。MLN8237已在多種癌的臨床試驗中進行了測試，并且是唯一進入Ⅲ期評估的AURKA抑制劑。Pitts等[56]的研究表明，MLN8237對CRC細胞系及患者來源的異種移植模型具有抗腫瘤細胞增殖的作用。
ENMD-2076（EntreMed，Inc）是一種口服生物可利用的小分子抑制劑，可以靶向抑制AURKA等多種激酶，通過抑制生長因子信號通路、抑制血管生成和阻斷有絲分裂來影響腫瘤的生長和進展。Pitts等團隊[57]的研究表明，ENMD-2076對人CRC體內模型表現出強大的抗腫瘤活性。
AMG900是一種口服生物可利用的、有效的、高選擇性的泛AURKA抑制劑，通過終止細胞分裂引起細胞死亡。Payton等[58]研究表明，口服AMG900以劑量依賴方式阻斷組蛋白H3磷酸化并顯著抑制HCT116細胞生長。
VX-680是Vertex科學家鑒定的極光激酶的選擇性小分子抑制劑，在體外和體內都能強烈抑制腫瘤生長。Shionome等[49]的異種移植實驗研究結果表明，VX-680對HCT116和p53基因缺失的HCT116結腸癌細胞生長具有較強的抑制作用。
VX-689/MK-5108是一種強選擇性AURKA抑制劑。在一項臨床前研究[59]中發現，MK-5108在單獨治療和聯合化學藥物治療時，可有效抑制肺癌細胞系的增殖和誘導有絲分裂積累。關于VX-689在CRC細胞中的作用尚未開展研究。
AT-9283是選擇性抑制AURKA和AURKB的抑制劑。轉錄因子NRF2（NFE2L2編碼的核因子E2P45相關因子2）是氧化應激反應的主要調節因子，其常在許多腫瘤類型中異常激活，與耐藥和患者預后不良相關。Torrente等[60]研究表明，NRF2途徑在CRC中上調，且與患者預后不良相關，通過藥物篩選發現AT-9283可以選擇性地殺死具有高活性NRF2的癌細胞。
LY3295668是一種高選擇性的AURKA抑制劑，能有效抑制一系列易感癌細胞系的增殖，誘導細胞凋亡。Chu等[61]對LY3295668在局部晚期或轉移性實體瘤患者的一期單一治療的安全性研究中發現，LY3295668的最大耐受劑量為25 mg （2次/d）且毒性可控，在一些局部進展期或轉移性實體瘤患者中表現出了治療活性。第二階段推薦劑量及療效仍需進一步探索。
AAPK-25 是一種有效選擇性的AURKA/PLK激酶雙重抑制劑，具有抗腫瘤活性。Qi等[62]通過一系列體內和體外研究證實，AAPK-25顯著抑制了結腸癌的生長并延長了給藥結束后的中位生存期（P<0.05），提示AAPK-25作為化學治療藥物在臨床上具有較大的開發潛力。
LDD-1819是糖原合酶激酶-3β和AURKA的雙重抑制劑，具有細胞可塑性和抗癌活性。Kim 等[63]研究發現，LDD-1819治療在對非癌細胞（NIH/3T3成纖維細胞）無細胞毒性的濃度下選擇性地死癌細胞（HCT-116結腸癌細胞和MDA-MB-231乳腺癌細胞），人類端粒酶反轉錄酶永生化正常成纖維細胞是非癌性的，與之相比，LDD-1819處理使MDA-MB-231乳腺癌細胞尤其是HCT-116結腸癌細胞的活力下降更多。
盡管對AURKA抑制劑研究在不斷深入，但仍缺乏在CRC細胞中臨床前及臨床中療效的相關研究，到目前為止仍無AURKA抑制劑被批準用于臨床。
3.2 AURKA抑制劑與CRC類器官
類器官是近年來開發的一種新模型，用于培養從接受手術或內鏡檢查的患者身上獲得的正常細胞和腫瘤細胞。近年來開發的患者源性腫瘤類器官在揭示癌的發展、加速癌癥藥物的開發及癌個體化治療方面具有巨大潛力[64]。Boos等[65]在對CRC類器官的體外模擬化學藥物治療耐受潛力的研究中發現，應用雙重表皮生長因子受體通路抑制劑聯合AURKA抑制劑的治療方案，可能對化學藥物治療耐受、獲得性KRAS突變和AURKA/cMYC表達升高的CRC肝轉移患者有效。
4 小結與展望
隨著對AURKA的深入研究，發現AURKA不僅在細胞有絲分裂進程中起到關鍵的調節作用，在有絲分裂外也發揮不同程度的作用。已經證實AURKA在多種癌細胞中表達異常，并且與多種腫瘤的生物學行為密切相關。深入研究AURKA分子構成及它調控的上下游信號分子，研究出有針對性的靶向藥物，在多種腫瘤的治療中顯示出良好的前景。AURKA在CRC中的研究表明，AURKA通過誘導上皮間充質轉化、抑制有絲分裂、調節多種致癌信號通路等方式影響CRC的發生、發展，且與預后相關。目前，尚無針對CRC的特異性AURKA抑制劑，因此繼續深入研究AURKA在CRC中的具體功能和分子作用機制，不僅能更加全面了解AURKA基因，也為CRC患者的治療提供新的方向。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：朱祥負責查閱文獻、設計選題及撰寫文稿；王偉剛、趙福坤和董鶴翔負責整理文獻；俞永江負責指導文稿撰寫、審閱并提出修改意見。
2020年的文獻[1]報道，結直腸癌（colorectal cancer，CRC）在全球范圍內居癌癥發病率的第3位、病死率的第2位。目前研究[2-3]報道，CRC發病的驅動程序主要有兩種：第一種是腺瘤–癌，通常涉及腺瘤樣結腸息肉（adenomatous polyposis coli，APC）和KRAS基因突變，染色體17p、腫瘤蛋白p53（tumor protein p53，TP53）和Smad4的缺失，以及幾個驅動突變累積之后全基因組的復制，癌癥晚期會出現染色體的丟失和獲得；第二種是鋸齒狀途徑，通常涉及BRAF突變、CpG島甲基化表型高及微衛星不穩定性。CRC的發生、發展與人染色體20q密切相關。極光激酶A（Aurora kinase A，AURKA）基因定位于人類染色體20q13，已被證實它在CRC、胃癌、肝癌等多種腫瘤中異常表達[4-14]，它可能是通過參與癌細胞的增殖，上皮-間充質轉化， 以及腫瘤干細胞的轉移、凋亡和自我更新來促進腫瘤的發生，其異常表達可能與基因擴增、轉錄激活和抑制蛋白質降解相關[15]。筆者現對AURKA在CRC中的研究進展進行綜述，以期為CRC的治療提供新的方向。
1 AURKA
1.1 AURKA概述
AURKA基因定位于人類染色體20q13.2，全長有9個外顯子，包含1 212 bp的開放閱讀框，編碼一種由403個氨基酸組成、相對分子質量為46×103的絲氨酸/蘇氨酸激酶（serine/threonine kinase，AKT）[16]。1994年Tanner等[17]在人乳腺癌中檢測到新的擴增子20q13；1997年Sen等[18]從人乳腺癌細胞中分離出編碼AKT的部分cDNA，并將它命名為BTAK；2001年Nigg[19]對之前在多種生物中發現的極光激酶進行統一命名，稱為AURKA、極光激酶B（Aurora kinase B，AURKB）和極光激酶C（Aurora kinase C，AURKC）。AURKB屬于染色體乘客復合體，定位于細胞質分裂前期到中期的著絲點以及中央紡錘體和中心體，涉及染色體-微管附著、紡錘體裝配檢查點和胞質分裂的調節[20]。AURKC的相關研究較少，該激酶在睪丸中特異性高水平表達，并顯示從后期到末期的中心體定位，作用與AURKB相似[21]。AURKA的結構主要分為氨基端結構域和羧基端結構域，其中氨基端結構域以微管依賴的方式將蛋白定位于中心體；羧基端結構域是AURKA具有激酶活性的區域，含有活化環xRxTxCGTx和降解盒RxxLxG這2個保守序列，活化環中高度保守的RXT模體中的蘇氨酸被磷酸化后直接引起AURKA的活化，而降解盒序列被APC/C相關蛋白識別后使AURKA以依賴蛋白酶體的泛素化降解機制所降解[16]。
1.2 AURKA的分子生物學功能
隨著對AURKA的深入研究，發現AURKA在有絲分裂之外還有獨立的生物功能，包括調節干細胞、自我更新、重編程等。
1.2.1 AURKA在有絲分裂過程中的功能
AURKA在細胞有絲分裂的S期開始即顯著聚積于中心體，并且在G2晚期和M期早期通過與Xklp2靶蛋白（targeting protein for Xklp2，TPX2）、經元細胞表達發育下調基因9（neural precursor cell-expressed developmentally down-regulated 9，NEDD9）等相關蛋白相互作用被激活，之后AURKA沿著紡錘體進入到中間區，在細胞質分裂前失活和降解[22]。AURKA可以調控細胞周期的有絲分裂進程，包括有絲分裂的進入，中心體的復制、成熟和分離，雙極紡錘體的組裝，以及中期染色體對齊和細胞質分裂[23-26]；AURKA在有絲分裂期間還可以調節細胞骨架和染色體的結構和功能，以及這兩者在著絲點上的相互作用。
1.2.2 AURKA在有絲分裂之外的功能
AURKA在有絲分裂之外的功能包括：影響減數分裂細胞紡錘體的形成和染色體的分離[27-28]，控制初級纖毛分解[22]、神經突的生長、DNA復制前復合物的形成[29]、DNA損傷修復與凋亡途徑[30]，直接調節線粒體功能和ATP的產生；AURKA過表達通過增加線粒體互聯性來促進代謝重編程[31]；AURKA-p53信號在自我更新、分化和體細胞重編程的調節中起著至關重要的作用[32]；AURKA可以影響CRC干細胞的致瘤能力和化學抗性[33]。
2 AURKA與CRC
2.1 AURKA在CRC中的表達
AURKA定位在人染色體20q13，這是一個常在人類多種癌癥中擴增的區域，包括CRC。
Bischoff等[34]通過Northern印跡顯示，在54%（22/41）的CRC中AURKA mRNA過表達。Gerlach等[35]通過實時聚合酶鏈式反應（real time polymerase chain reaction，RT-PCR）檢測到AURKA在CRC和正常組織中mRNA的表達存在顯著差異。Miralaei等[36]通過定量RT-PCR技術對CRC樣本中AURKA mRNA的轉錄水平進行評估，結果顯示，與鄰近的正常樣本相比，AURKA mRNA在CRC中的表達水平增加了1倍（P<0.01），驗證了TCGA數據庫中AURKA在CRC中高表達的結論。Lam等[37]通過免疫組織化學染色在200例結直腸腺癌中檢測到在48.5%（97/200）的結直腸腺癌患者中有AURKA蛋白表達，其中在高、中分化的結直腸腺癌患者中檢測到AURKA蛋白的頻率高于低分化的結直腸腺癌患者（52%比31%，P=0.004）。Wang-Bishop等[38]的免疫組織化學染色結果提示，AURKA蛋白在結腸腺瘤和結腸癌中的表達明顯高于正常結腸組織。
Lassmann等[39]通過陣列比較基因組雜交技術發現，在染色體不穩定型CRC中，AURKA的特異性mRNA表達高于微衛星不穩定型CRC，且染色體不穩定型CRC表現出AURKA在20q13處優先擴增；該研究者[40]在另一項研究中發現，在侵襲性CRC中，AURKA在mRNA和蛋白質水平上均存在過度表達，CRC的腺瘤–癌序列中，AURKA基因表達最早出現在正常上皮向異型上皮演變的階段，AURKA蛋白的過表達發生在異型上皮演變為癌組織的階段。Goos等[41]發現，AURKA的表達水平增高與直腸癌患者的晚期臨床狀態、較短的無病生存期和較低的總生存期相關。有研究者[33, 42]報道，相比正常結直腸組織，AURKA在CRC細胞、CRC干細胞和干細胞來源的分化細胞中過表達。Cammareri等[33]通過對正常結腸組織和原發CRC細胞進行蛋白質分析發現，AURKA主要在含有CD133+、CD29+、CD20細胞的CRC干細胞中表達，敲低AURKA的表達可以使CRC干細胞對化學藥物治療誘導的細胞毒性敏感，結果提示，AURKA抑制劑可能增加化學藥物治療對干細胞群體的療效，防止腫瘤的復發與轉移擴散[33, 42]。
以上研究結果提示，AURKA在CRC中的表達顯著高于正常結直腸組織，AURKA作為癌基因有成為CRC治療靶點的潛力與希望。
2.2 AURKA參與CRC的發生及發展
Palmatine是從黃連中提取的異喹啉生物堿，具有抗癌、抗菌、抗炎等藥用價值。Liu等[43]的研究證實，Palmatine可以靶向AURKA，誘導CRC細胞有絲分裂G2/M期停滯和線粒體相關通路凋亡。腺嘌呤-胸腺嘧啶堿基富含互作域（AT rich interactive domain，ARID）3A是ARID家族的成員之一，是一種轉錄因子，可以結合特定的DNA位點來調節基因的表達。研究[44]發現，ARID3A通過靶向AURKA促進CRC的發生及發展，并且發現AURKA/ARID3A比值較高的患者預后較好。
ARID1A是交換型轉換/蔗糖不發酵（switch/sucrose non-fermentable，SWI/SNF）染色質重塑復合物的核心亞基，是一種腫瘤抑制因子，在許多癌癥中具有高頻率的失活突變。Wu等[45]研究發現，AURKA是ARID1A轉錄抑制的靶基因，它與ARID1A在CRC細胞中以合成致死的方式相互作用，抑制ARID1A缺失的CRC細胞中AURKA的活性會顯著增加G2/M期停滯，誘導凋亡，AURKA-PLK1-CDC25軸可能成為治療缺乏ARID1A的CRC的有效靶點。
TPX2是一種微管相關蛋白，是有絲分裂紡錘體組裝和功能所必需的。Sillars-Hardebol等[46]的研究表明，AURKA、TPX2是促進染色體20q擴增子驅動的結直腸腺瘤向癌進展的關鍵基因，影響著與癌變相關的過程如細胞生存力、非依賴性貼壁生長和細胞侵襲。Takahashi等[47]的研究進一步表明AURKA與TPX2作為驅動基因在MYC驅動的CRC中與MYC起協同作用，但其詳細的分子機制仍未明確，通過對AURKA/TPX2軸的抑制可能成為MYC驅動的CRC的新的治療方向。
異質性核糖核蛋白（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein，hnRNP），是一大類富含Au的RNA結合蛋白。hnRNP蛋白具有多種功能，包括轉錄前剪接、mRNA編輯、轉運、翻轉及調節翻譯。hnRNP Q1是該家族最小的亞型，普遍存在，也是家族中最豐富的成員。Lai等[48]研究發現，hnRNP Q1可以靶向AURKA，過表達的hnRNP Q1與AURKA的mRNA 5′ -UTRs結合并調節其翻譯，從而促進細胞增殖并有助于CRC的發生。
核糖體蛋白S6激酶B1（ribosomal protein S6 kinase B1，RPS6KB1，也稱為P70S6K）是一種絲裂原激活的AKT，與多種細胞過程有關，包括葡萄糖穩態、蛋白質合成、細胞成長和存活。Wang-Bishop等[38]研究發現，AURKA-RPS6KB1是伴有KRAS基因突變的胃腸道腫瘤的下游信號軸，通過對AURKA的抑制阻止了RPS6KB1的活化，降低了伴有KRAS基因突變的胃腸道腫瘤細胞的增殖和存活。
Shionome等[49]的研究發現，AURKA表達水平的增加不是腫瘤發生、發展的直接驅動力，腫瘤的發展需要激活額外的致癌途徑。AURKA被確定在磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositol-3 kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，也被稱為AKT）、 哺乳動物雷帕霉素靶蛋白、β-catenin/Wnt、核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-kB）信號通路中發揮不同程度的調節作用。PI3K/AKT信號通路與CRC的發生發展密切相關[50]。Sun等[51]研究發現，AURKA的抑制劑Alisertib和AKT抑制劑MK2206聯合使用，可能是涉及PI3K/AKT途徑和DNA損傷途徑來抑制結腸癌細胞增殖并誘導細胞凋亡，同時抑制體內腫瘤的生長。Wnt和Rsa-絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號通路的過度激活是結直腸腺瘤發展中的常見事件，AURKA已被證實能夠增強Wnt、Rsa-MAPK的信號傳導。
有研究[52]發現，AURKA通過在SW480結腸癌細胞中誘導上皮-間充質轉化來促進細胞的侵襲和遷移。Jacobsen等[53]通過對敲低AURKA表達的CRC細胞系SW480和Caco2的差異基因及蛋白互作網絡分析發現，只有KRAS和 β-catenin在2組細胞系中均顯著失調，細胞周期素依賴性激酶6、泛素結合酶E2-D1、DICER1和Rac-GTP酶激活蛋白1將AURKA與Wnt和Ras-MAPK通路中失調的基因連接了起來，表明這些基因在AURKA與Wnt和Ras-MAPK通路相互作用中非常關鍵，深入研究將有助于明確CRC進展的分子機制。Shen等[54]的研究表明，AURKA通過激活NF-kB信號通路賦予人肝細胞癌放射性抵抗力。AURKA及NF-kB信號通路之間的具體作用機制及它在CRC發展中的作用仍需深入探索。
以上研究表明，AURKA在結直腸癌發生、發展中起到關鍵作用，但許多機制仍未完全闡明，需要更多更加深入的研究深入探索。
3 AURKA抑制劑在CRC中的研究進展
3.1 AURKA抑制劑與CRC
AURKA作為癌基因在多種癌癥中明確表達且起到不同程度的作用，因此針對AURKA抑制劑的研發可能為癌癥的治療帶來新的方向。從2014–2020年進入臨床試驗并持續更新信息的AURKA抑制劑包括MLN8237、ENMD2076、AMG900、VX-680、VX-689/MK-5108、AT-9283、KW-2449、LY3295668，此外還有一些尚未進入臨床的強效極光激酶抑制劑如SAR156497、AAPK-25、LDD-1819和SP-146正在持續研究中 [55]。
MLN8237（阿立塞替，Alisertib）是AURKA的選擇性小分子抑制劑，通過抑制有絲分裂、誘導細胞周期停滯和加速癌細胞凋亡來抑制細胞增殖[15]。MLN8237已在多種癌的臨床試驗中進行了測試，并且是唯一進入Ⅲ期評估的AURKA抑制劑。Pitts等[56]的研究表明，MLN8237對CRC細胞系及患者來源的異種移植模型具有抗腫瘤細胞增殖的作用。
ENMD-2076（EntreMed，Inc）是一種口服生物可利用的小分子抑制劑，可以靶向抑制AURKA等多種激酶，通過抑制生長因子信號通路、抑制血管生成和阻斷有絲分裂來影響腫瘤的生長和進展。Pitts等團隊[57]的研究表明，ENMD-2076對人CRC體內模型表現出強大的抗腫瘤活性。
AMG900是一種口服生物可利用的、有效的、高選擇性的泛AURKA抑制劑，通過終止細胞分裂引起細胞死亡。Payton等[58]研究表明，口服AMG900以劑量依賴方式阻斷組蛋白H3磷酸化并顯著抑制HCT116細胞生長。
VX-680是Vertex科學家鑒定的極光激酶的選擇性小分子抑制劑，在體外和體內都能強烈抑制腫瘤生長。Shionome等[49]的異種移植實驗研究結果表明，VX-680對HCT116和p53基因缺失的HCT116結腸癌細胞生長具有較強的抑制作用。
VX-689/MK-5108是一種強選擇性AURKA抑制劑。在一項臨床前研究[59]中發現，MK-5108在單獨治療和聯合化學藥物治療時，可有效抑制肺癌細胞系的增殖和誘導有絲分裂積累。關于VX-689在CRC細胞中的作用尚未開展研究。
AT-9283是選擇性抑制AURKA和AURKB的抑制劑。轉錄因子NRF2（NFE2L2編碼的核因子E2P45相關因子2）是氧化應激反應的主要調節因子，其常在許多腫瘤類型中異常激活，與耐藥和患者預后不良相關。Torrente等[60]研究表明，NRF2途徑在CRC中上調，且與患者預后不良相關，通過藥物篩選發現AT-9283可以選擇性地殺死具有高活性NRF2的癌細胞。
LY3295668是一種高選擇性的AURKA抑制劑，能有效抑制一系列易感癌細胞系的增殖，誘導細胞凋亡。Chu等[61]對LY3295668在局部晚期或轉移性實體瘤患者的一期單一治療的安全性研究中發現，LY3295668的最大耐受劑量為25 mg （2次/d）且毒性可控，在一些局部進展期或轉移性實體瘤患者中表現出了治療活性。第二階段推薦劑量及療效仍需進一步探索。
AAPK-25 是一種有效選擇性的AURKA/PLK激酶雙重抑制劑，具有抗腫瘤活性。Qi等[62]通過一系列體內和體外研究證實，AAPK-25顯著抑制了結腸癌的生長并延長了給藥結束后的中位生存期（P<0.05），提示AAPK-25作為化學治療藥物在臨床上具有較大的開發潛力。
LDD-1819是糖原合酶激酶-3β和AURKA的雙重抑制劑，具有細胞可塑性和抗癌活性。Kim 等[63]研究發現，LDD-1819治療在對非癌細胞（NIH/3T3成纖維細胞）無細胞毒性的濃度下選擇性地死癌細胞（HCT-116結腸癌細胞和MDA-MB-231乳腺癌細胞），人類端粒酶反轉錄酶永生化正常成纖維細胞是非癌性的，與之相比，LDD-1819處理使MDA-MB-231乳腺癌細胞尤其是HCT-116結腸癌細胞的活力下降更多。
盡管對AURKA抑制劑研究在不斷深入，但仍缺乏在CRC細胞中臨床前及臨床中療效的相關研究，到目前為止仍無AURKA抑制劑被批準用于臨床。
3.2 AURKA抑制劑與CRC類器官
類器官是近年來開發的一種新模型，用于培養從接受手術或內鏡檢查的患者身上獲得的正常細胞和腫瘤細胞。近年來開發的患者源性腫瘤類器官在揭示癌的發展、加速癌癥藥物的開發及癌個體化治療方面具有巨大潛力[64]。Boos等[65]在對CRC類器官的體外模擬化學藥物治療耐受潛力的研究中發現，應用雙重表皮生長因子受體通路抑制劑聯合AURKA抑制劑的治療方案，可能對化學藥物治療耐受、獲得性KRAS突變和AURKA/cMYC表達升高的CRC肝轉移患者有效。
4 小結與展望
隨著對AURKA的深入研究，發現AURKA不僅在細胞有絲分裂進程中起到關鍵的調節作用，在有絲分裂外也發揮不同程度的作用。已經證實AURKA在多種癌細胞中表達異常，并且與多種腫瘤的生物學行為密切相關。深入研究AURKA分子構成及它調控的上下游信號分子，研究出有針對性的靶向藥物，在多種腫瘤的治療中顯示出良好的前景。AURKA在CRC中的研究表明，AURKA通過誘導上皮間充質轉化、抑制有絲分裂、調節多種致癌信號通路等方式影響CRC的發生、發展，且與預后相關。目前，尚無針對CRC的特異性AURKA抑制劑，因此繼續深入研究AURKA在CRC中的具體功能和分子作用機制，不僅能更加全面了解AURKA基因，也為CRC患者的治療提供新的方向。
重要聲明
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