消化系统恶性肿瘤是临床上常见的疾病，由于其早期症状不明显和难以明确诊断，使许多患者失去最佳治疗时间。根据中国2016年癌症统计数据显示，常见的消化系统恶性肿瘤如结直肠癌、胃癌和肝癌的发病例数居所有癌症的第2、3和4位^[1]。微小染色体维持蛋白（minichromsome maintenance protein，MCM）家族是真核生物体内的复制调控因子^[2]。MCM6作为MCM家族成员之一，具有维持细胞周期和调节DNA复制等重要功能。MCM6的突变或过表达能够从各种途径影响消化系统恶性肿瘤的发生和发展，同时也是一种潜在的肿瘤诊断标志物。因此，加深对MCM6的认识有助于消化系统恶性肿瘤的诊断和治疗。本文对MCM6在消化系统恶性肿瘤中的研究进展进行综述。

1 MCM家族的结构和生理功能 1.1 MCM家族的结构

MCM蛋白在真核生物基因组复制中起作用的共有10种。由于MCM1和MCM10与MCM家族成员的结构无相似性，故MCM家族只包括8个成员，分别为MCM2、MCM3、MCM4、MCM5、MCM6、MCM7、MCM8和MCM9。但最近有研究发现，MCM1和MCM10在真核生物中广泛存在，且功能也与DNA的复制密切相关^[3]。MCM家族各基因并未聚集在基因组上，MCM2、MCM3、MCM4、MCM5、MCM6、MCM7、MCM8和MCM9基因分别位于3q21、6q12、8q12、22q13.1、2q14-q21、7q21、20p12.3和20p12.3等位点上^[4-5]。MCM家族成员均由776~1 017个氨基酸组成，虽然各成员分子大小各不相同，但都拥有1个由200多个氨基酸残基组成的DNA依赖性ATP酶基序的核心结构域。该结构域称为MCM盒（MCM box）。MCM盒包括2个ATP酶共识模体：Walker A模体（Walker A motif）和Walker B模体（Walker B motif）。部分MCM成员的结构略有特殊，如MCM2、MCM4、MCM6和MCM7的Walker B模体之后有1个约由70个氨基酸残基组成的精氨酸指（arginine finger）^[2]。MCM家族在结构上高度同源，相互之间可以组成不同的复合物，如MCM8-MCM9二聚体、MCM3-MCM5二聚体、MCM4-MCM6-MCM7三聚体、MCM2-MCM4-MCM6-MCM7四聚体和MCM2-7六聚体等^[6]。

1.2 MCM家族的生理功能

DNA复制是一个严格精确调控的过程。MCM在DNA复制起始过程中保证基因组的精确复制。MCM主要以复合体的形式发挥生理作用，其中MCM2-7复合体是参与DNA合成的核蛋白，以细胞周期特异性的方式与染色质结合，在具有解旋酶活性的增殖细胞中含量较高。MCM2-7复合体是AAA+ATPase，有助于DNA复制所需的前复制复合体（pre-replicative complex，pre-RC）的形成^[7]。在MCM2-7复合体中，不同的亚基以头对头的方式形成六角体，2个不同亚基之间的相互作用仅发生2次^[8]。两项研究表明，降低MCM2-7复合体在S期的含量会迅速减少DNA的合成^[7-9]。在DNA损伤同源修复过程中，MCM8-MCM9二聚体同样发挥着解旋酶功能，可以协助radiation sensitive 51（RAD51）重组酶有效地装载到受损DNA链末端上，促进DNA损伤的同源修复^[10]。研究发现，在MCM蛋白的不同组合产生的几种稳定的复合体中，仅有MCM4-MCM6-MCM7三聚体具有依赖DNA的单链ATPase、依赖ATP的单链DNA结合和DNA解旋酶活性。而功能强大的MCM2-7六聚体需在细胞分裂周期蛋白45（cell division cycle protein 45，Cdc45）、细胞周期依赖性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）和cell division cycle 7（CDC7）-Dbf4依赖性激酶的协同作用下方能激活其DNA解旋酶活性^[11]。有研究表明，MCM3-MCM5二聚体主要是参与调节MCM4-MCM6-MCM7三聚体的活性，二者的相互作用会导致MCM4-MCM6-MCM7三聚体的解体和DNA解旋酶活性的丧失^[12]。

2 MCM6在消化系统恶性肿瘤中的研究进展

消化系统恶性肿瘤发病率居高不下，尽管检查设备、手术技术和放化疗手段在近年来得到飞速发展，但消化系统恶性肿瘤患者的预后及生存质量仍较差，因此寻找新的诊断标志物和治疗靶点刻不容缓。MCM6基因也称p105Mcm或Mis5。其在DNA复制前主要与MCM家族中其他成员高度有序组装形成MCM2-7环状异六聚体（MCM2-MCM6-MCM4-MCM7-MCM3-MCM5），从而发挥生理功能。MCM6在正常组织和癌旁组织中很少表达，但在胃癌、肝癌、结直肠癌和胰腺癌等消化系统恶性肿瘤中高表达，发挥着致癌基因的作用^[13]。

2.1 MCM6与肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）

HCC是原发性肝癌（primary liver cancer，PLC）的一种，是常见的恶性肿瘤，也是世界上第二大癌症相关死亡原因^[14]。MCM6在促进HCC发生和发展中的具体作用机制仍未明确。研究者应用实时定量PCR检测HCC组织、患有肝硬化的肝脏和正常肝脏中MCM6的表达情况发现，HCC中MCM6表达高于患有肝硬化的肝脏和正常肝脏^[15-16]。MCM6有望成为HCC的特异性诊断生物标志物。使用免疫组织化学（immunohistochemistry, IHC）发现，MCM6蛋白主要分布在肝细胞核内，部分分布在细胞质中^[15]。MCM6 mRNA表达与HCC患者的病理分级和TNM分期呈正相关，与生存时间呈负相关。应用癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）和基因表达综合（Gene Expression Omnibus，GEO）数据库对HCC患者的差异表达基因进行生存分析发现，MCM6高表达的患者总生存（overall survival，OS）率和无瘤生存（disease-free survival，DFS）率低于MCM6低表达患者^[17]。体外实验表明，MCM6在HCC的高转移潜能细胞株（HCCLM3和SMMC7721）中的表达高于低转移潜能细胞株PLC/PRF5和HepG2^[18]。利用细胞增殖与毒性检测实验法（cell counting kit-8，CCK-8）、克隆形成和细胞增殖试验发现，敲除MCM6抑制SMMC7721和HCC-LM3细胞的增殖。小鼠体内实验也证实，MCM6能够促进肝癌的体内生长和转移^[18]。因此，MCM6可能是影响HCC患者疾病进展的因素及病情预测的理想生物标志物。基于TCGA数据库和LinkedOmics绘制所有HCC患者的Pearson成对相关图发现，MCM6、CDC20和增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen, PCNA）的mRNA表达水平与G₂和S期表达-1（G₂ and S-phase expressed 1，GTSE1）的mRNA表达均呈正相关，提示三者可能具有协同作用；MCM6、PCNA和CDC20可能与GTSE1协同影响HCC的细胞周期调控及预后不良^[19]。研究显示，中国南方壮族人群中，HCC患者MCM6表达水平也和病理分级及TNM分期呈正相关，和生存呈负相关^[20]。研究进一步发现，MCM6与Wee1 G₂检查点激酶（WEE1 G₂ checkpoint kinase，WEE1）、增殖标志物Ki-67（marker of proliferation Ki-67，MKI67）和tripartite motif containing 28（TRIM28）可以相互作用，且与HCC的进展相关。因此，MCM6可与相关蛋白协同作用，进一步影响HCC病情进展。MCM6可通过激活丝裂原活化细胞外信号调节激酶（mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase，MEK）/细胞外信号调节蛋白激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信号通路发挥肿瘤促进剂的作用，进而调节HCC的转移和上皮间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）^[18]。通过敲除HCC细胞中MCM6基因发现，HCC中的CDK2、CDK4、CyclinA、CyclinB1、CyclinD1和CyclinE的表达下调，这表明MCM6的表达下调可以通过抑制细胞周期检查点来延缓细胞周期S/G₂的进展，从而进一步抑制HCC发展^[15]。苯巴比妥一直以来是作为镇静催眠抗惊厥类药物。但实验表明，苯巴比妥可以通过干扰MCM6水平来促进啮齿动物非遗传性肝癌的发生^[21]，而用于抗癌治疗的去甲斑蝥素（norcantharidin）则可以降低HCC中MCM6表达^[22]。这两项研究表明，已有药物能够抑制MCM6表达，这可能是HCC的潜在治疗方案。以上研究提示，MCM6的表达上调会调节MEK/ERK等下游信号从而促进HCC的发生和发展，表明MCM6可能是HCC的诊断和预后指标，同时也是治疗的潜在靶点。

2.2 MCM6与胰腺癌

胰腺癌是一种高度致命性的恶性肿瘤，全世界每年死亡 > 20万例^[23]。胰腺癌早期诊断率低、预后差且缺乏有效的诊断策略。有研究基于TCGA和GTEx数据库获得的112例接受胰十二指肠切除术的早期胰腺导管癌患者的RNA测序数据集分析发现，MCM6在胰腺癌组织中表达上调^[24]。通过对140例胰腺癌患者作生存分析发现，MCM2、MCM4、MCM6、MCM8和MCM10的表达与DFS呈负相关^[25]。上述研究表明，MCM6可能是胰腺癌相关诊断和预后的潜在标志物。

2.3 MCM6与食管癌

食管癌包括食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）和食管腺癌（esophageal adenocarcinoma，EAC），是一种常见的消化道恶性肿瘤。通过应用Oncomine、基因表达谱互动分析（Gene Expression Profiling Interactive Analysis，GEPIA）和UALCAN数据库评估MCM6的表达水平发现，食管癌组织中MCM6 mRNA水平高于正常组织^[26]。IHC研究也验证ESCC组织中MCM6表达水平高于正常组织^[26]。此外，通过采用CCK-8、流式细胞仪、细胞划痕实验（Wound Healing）和transwell实验检测ESCC的增殖、凋亡、细胞周期、迁移和侵袭情况表明，MCM6与ESCC细胞的增殖、迁移和侵袭呈正相关，与癌细胞的凋亡呈负相关，且敲除MCM6使ESCC细胞的细胞周期停滞在G₂期^[26]。有研究在ESCC中通过免疫沉淀和质谱方法筛选出MCM6与DNA损伤检查点1（mediator of DNA-damage checkpoint 1，MDC1）存在联系，并通过谷胱甘肽S-转移酶下拉实验证实二者的相互作用^[27]。对博来霉素诱导的DNA损伤情况下MDC1的病灶形成情况进行分析发现，敲除MCM6能够抑制ESCC细胞MDC1的病灶的形成。综上所述，MCM6的过表达能够促进食管癌的发生和发展，且MCM6通过与MDC1之间的相互关联影响DNA复制。这表明MCM6有潜力成为食管癌的诊断及预后标志物。

2.4 MCM6与胃癌

胃癌是全球第四大常见癌症和第二大癌症死亡原因^[28]。近年，尽管胃癌的治疗策略有所进步，但患者的远期预后仍然不尽如人意，因此寻找新的治疗靶点和新的生物标志物对于预测胃癌的发展和预后迫在眉睫。通过Oncomin数据库、GEPIA2和UALCAN分析发现，MCM6 mRNA在胃癌组织中表达高于正常组织；人类蛋白质图谱（Human Protein Atlas）验证MCM6在胃癌组织中高表达；UALCAN网站分析发现MCM6 mRNA在Ⅱ期胃癌中表达最高；MCM6高表达与良好的OS和无进展生存期（progression-free survival，PFS）有关^[29]。这些结果提示MCM6是提高胃癌生存率和预后准确性的潜在预后标志物。有学者先后通过质谱分析、免疫共沉淀、Western blot和免疫荧光等实验发现，细胞周期蛋白依赖性激酶5调节亚单位相关蛋白3（cyclin dependent kinase 5 regulatory subunit associated protein 3，CDK5RAP3）与MCM6相互作用，并阻止MCM6进入细胞核^[30]。此外，MCM6的表达降低逆转了CDK5RAP3在HGC-27和AGS细胞中的下调作用，提示MCM6可能介导CDK5RAP3在胃癌中的抑癌作用^[30]。单因素和多因素分析表明，MCM6与胃癌患者OS呈负相关，且是预后的独立因素^[30]。综上所述，MCM6与胃癌的发生和发展关系密切，且与预后相关，可能是胃癌诊断和预后的潜在标志物。

2.5 MCM6与结直肠癌

结直肠癌是世界范围内最常见的消化道肿瘤之一。从TCGA和CEO数据库相关研究显示，MCM6是结直肠癌的潜在关键靶基因^[31]。通过免疫共沉淀技术和GST下拉实验发现，结直肠癌细胞中MCM6与同源重组修复蛋白RAD51相互作用，抑制MCM6表达后RAD51染色质比例和病灶形成减少^[32]。这表明RAD51与MCM6之间的相互作用对于结直肠癌细胞中RAD51染色质比例、病灶形成和DNA损伤修复是必不可少的。通过对619例结直肠癌患者样本分析发现，MCM6表达率高于拓扑异构酶Ⅱα（topoisomerase Ⅱα），且两种增殖标志物之间存在相关性；MCM6和拓扑异构酶Ⅱα在结直肠癌中的高表达和不良预后相关^[33]。通过顺式表达数量性状基因座（expression quantitative trait loci，eQTL）检测显示，MCM6表达增加与结直肠癌发病风险相关；阿司匹林可以通过抑制MCM6的表达来降低结直肠癌的发病率^[34]。MCM6在结直肠癌中的发生和发展中的具体功能尚未有确切结论。其内在机制是今后的研究重点。

3 结语

MCM6具有调节DNA复制和细胞周期等功能。生物信息学分析、实验和临床研究表明，MCM6积极参与消化系统恶性肿瘤的发生和发展过程。MCM6的持续高表达通过破坏基因组的稳定和推动细胞周期的进程来促进消化系统恶性肿瘤的发生和发展。上调和下调研究表明，MCM6调节细胞周期、增殖、转移和DNA复制系统的维持。MCM6还可以调节MEK/ERK等下游信号，从而促进肿瘤的发生。因此，异常表达的MCM6可能成为消化系统恶性肿瘤的早期诊断和预后的肿瘤生物标志物。另外，相关药物如阿司匹林、苯巴比妥和去甲斑蝥素能干扰MCM6的水平，从而影响癌症进展。这些研究均提示，MCM6可能是消化系统恶性肿瘤的潜在诊断和治疗靶点。目前的研究虽然表明，MCM6在消化系统恶性肿瘤的发生和发展中具有积极作用，但还有许多重要问题需要进一步探讨。首先，对于MCM6在消化系统恶性肿瘤中的调控机制还缺乏深入的研究，包括MCM6在消化系统恶性肿瘤中的上下游调控因子有哪些和MCM6是怎样通过转录或转录后来调节MCM6表达的等问题。其次，对于开发靶向治疗来说，有必要阐明MCM6蛋白在消化系统恶性肿瘤中的遗传和表观遗传学的研究。总之，随着日后研究的不断深入，MCM6有望为消化系统恶性肿瘤的诊断和治疗带来新的曙光。