客户文献解读 | AntibodySystem磷酸化抗体助力揭示癌细胞纤维冠缺陷驱动染色体不稳定性机制研究

研究背景

大多数癌细胞表现出染色体错误分离增加的现象，即染色体不稳定性（Chromosomal instability, CIN），这种现象会促进癌症进展和耐药性形成。目前对癌症细胞中CIN的潜在机制尚未完全阐明。

发表在《Cancer Science》题为《Fibrous corona is reduced in cancer cell lines that attenuate microtubule nucleation from kinetochores》的研究发现，与非转化的乳腺上皮细胞系相比，乳腺癌细胞系中纤维冠组成蛋白ROD、ZW10和Zwilch在动粒的定位显著减少。纤维冠是动粒在与微管形成末端附着前形成的关键结构，其功能涉及促进动粒高效捕获微管以及参与纺锤体组装检查点调控。

值得注意的是，这种纤维冠的减少并非源于其组成成分表达水平的降低，也不是由于外层动粒组分的缺失。进一步研究发现，在癌细胞系中负责募集纤维冠至动粒的关键调控因子Bub1和CENP-E的动粒定位也出现下降。这种异常可能与Mps1激酶活性降低有关，因为Mps1通过磷酸化KNL1来介导这些蛋白向动粒的募集。通过实验手段增强Bub1和CENP-E在癌细胞动粒的定位后，成功恢复了纤维冠的正常水平。研究还发现，癌细胞系表现出动粒介导的微管成核能力缺陷——该功能最近被证实依赖于纤维冠的完整性。当通过干预手段恢复Bub1和CENP-E的动粒定位后，癌细胞动粒的微管成核能力也得到显著改善。这些发现揭示了癌症细胞中纤维冠功能缺陷可能是CIN的潜在机制之一，为深入理解肿瘤细胞染色体不稳定机制提供了新的视角。

文献中引用的Anti-phospho-CASC5 (pT943, phospho-MELT-Knl1)（货号：RHK27001）由AntibodySystem提供：该抗体可特异性识别KNL1蛋白中MELT基序（Met-Glu-Leu-Thr）在T943位点的磷酸化状态，用于评估Mps1激酶活性对KNL1的磷酸化调控。

通过免疫荧光染色观察动粒上的磷酸化信号（图3J），并通过测量动粒区域pT943信号与ACA信号的相对强度，比较非转化细胞（MCF10A、hTERT-HME1）与癌症细胞系（MCF-7、MDA-MB-231等）的磷酸化水平（图3L）。结果发现，癌症细胞系（如MCF-7）中pT943信号强度显著低于非转化细胞（图3J-L），磷酸化水平降低。例如，MCF10A细胞的pT943信号中位数设为1时，MCF-7细胞的信号中位数仅为约0.4（图3L）。

pT943磷酸化水平与Mps1活性（通过pT676磷酸化检测）呈正相关（图3I-K）。Mps1活性降低直接导致KNL1的MELT基序磷酸化不足，进而减少Bub1和BubR1的动粒招募，最终影响纤维冠组装（图3A-B）。

图3. Bub1 或 CENP-E 的过表达可恢复癌细胞中纤维冠的着丝粒定位水平

结果证明，癌症细胞中Mps1活性降低导致KNL1的MELT基序磷酸化水平下降，削弱了Bub1和CENP-E的动粒定位能力，进而导致纤维冠减少和微管成核缺陷（图3）。这一机制解释了癌症细胞中染色体错误分离（CIN）的潜在原因。

Anti-phospho-CASC5 (pT943)抗体通过检测KNL1的磷酸化状态，揭示了癌症细胞中Mps1激酶活性下降导致纤维冠功能缺陷的分子机制。这一结果为理解CIN的起源提供了关键证据，并提示Mps1-KNL1-Bub1/CENP-E通路可能是癌症治疗的潜在靶点。

研究意义与创新

50. 首次揭示癌细胞纤维冠的异常特征

本研究首次系统比较了癌细胞与非癌细胞的纤维冠状态，明确了其功能缺陷与CIN的潜在关联，为理解肿瘤基因组不稳定性提供了新视角。

50. 阐明Bub1/CENP-E-Mps1轴的核心调控作用

通过实验验证Bub1和CENP-E的动粒定位缺陷是纤维冠减少的直接原因，并揭示Mps1激酶活性下降的上游调控机制，为靶向CIN的干预策略提供了潜在靶点。

50. 连接纤维冠功能与微管成核的生理意义

发现纤维冠通过LIC1-中心体蛋白（pericentrin）复合体介导微管成核，其缺陷可能通过影响动粒-微管附着效率加剧染色体错误分离，补充了CIN的分子机制网络。

该研究揭示了癌细胞中纤维冠功能缺陷的新机制，提出Bub1/CENP-E-Mps1轴的关键作用，并阐明其对微管成核及染色体稳定性的影响。这一发现不仅深化了对CIN机制的理解，也为开发靶向纤维冠或相关激酶的癌症治疗策略提供了理论依据。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cas.16406