凋亡抑制因子Survivin的研究進(jìn)展

劉馨蓮　綦黃鵬　魏仙

【摘要】 Survivin是人類凋亡抑制蛋白（inhibitors of apoptotic protein，IAP）家族中的一員。Survivin主要特異性表達(dá)于人類胚胎和和發(fā)育的胎兒組織中，高表達(dá)于多數(shù)腫瘤組織。Survivin的作用機(jī)制主要包括抑制腫瘤細(xì)胞凋亡、參與細(xì)胞周期調(diào)控及促進(jìn)血管形成。因此，Survivin可成為基因治療的一個新靶點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】 Survivin； 腫瘤； 凋亡抑制； 細(xì)胞周期； 血管形成； 基因治療

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2017.20.082 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6805（2017）20-0161-03

1997年，Ambrosini等[1]利用效應(yīng)細(xì)胞蛋白酶受體-1cDNA在人類基因組庫中篩選并分離出了一種新的可抑制細(xì)胞凋亡的基因，命名為Survivin。Survivin屬人類凋亡抑制蛋白（inhibitors of apoptotic protein，IAP）家族成員，也是迄今為止發(fā)現(xiàn)的功能最強(qiáng)的凋亡抑制因子。Survivin主要特異性表達(dá)于人類胚胎、發(fā)育的胎兒組織中和大多數(shù)人類腫瘤組織，表達(dá)程度的高低與腫瘤的惡性程度有關(guān)。其在不同腫瘤組織中的高表達(dá)受多種機(jī)制調(diào)控，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、化療耐藥、放療不敏感性及患者的預(yù)后等密切相關(guān)，因此被認(rèn)為是抗腫瘤治療的新靶點(diǎn)?，F(xiàn)對Survivin的結(jié)構(gòu)特征、生物學(xué)功能、在腫瘤治療中的作用幾個方面做一綜述。

1 Survivin的結(jié)構(gòu)特征

Survivin基因位于人17q25染色體上，全長14.7 kb，由3個內(nèi)顯子和4個外顯子組成，編碼16.5 kDa的蛋白質(zhì)。Survivin是IAP家族中最小的成員，由142個氨基酸組成，具獨(dú)特的結(jié)構(gòu)：不同于IAP家族其他成員，Survivin缺乏特有的鋅指結(jié)構(gòu)；SurvivinN-末端僅含有一個單獨(dú)的含半胱氨酸/組氨酸的桿狀病毒IAP重復(fù)序列（cys/his bacuiouvirus IAP repeat，BIR），包含70～80個氨基酸，由3股反平行β片層和4個α螺旋組成，是Survivin發(fā)揮凋亡抑制作用的必要結(jié)構(gòu)；SurvivinC-末端有一個由40個氨基酸組成的長α螺旋結(jié)構(gòu)，可與紡錘體的γ微管蛋白結(jié)合，參與調(diào)控細(xì)胞有絲分裂。Survivin晶狀結(jié)構(gòu)分析表明，在自然狀態(tài)下，Survivin以二聚體形式存在，兩個BIR結(jié)構(gòu)域形成弓形結(jié)構(gòu)，C-末端螺旋并不參與二聚體作用，而是從BIR結(jié)構(gòu)的外部伸展出來。Survivin的二聚體結(jié)構(gòu)與其功能的關(guān)系尚不清楚[2]。

2 Survivin的生物學(xué)功能

2.1 抑制細(xì)胞凋亡

這是Survivin最重要的功能。細(xì)胞凋亡主要包括兩個途徑：死亡受體通路和線粒體通路。這兩種途徑均可激活下游的Caspase-3和Caspase-7，降解細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，使細(xì)胞不可逆的走向死亡。早期，Tamm等[3]研究證明Survivin可通過與下游的共同通路中的Caspase-3和Caspase-7特異性結(jié)合，抑制細(xì)胞凋亡。Survivin還可以通過抑制死亡受體途徑來抑制細(xì)胞凋亡，Survivin可以使FasL的表達(dá)上調(diào)，抑制Fas所介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。近幾年，越來越多的研究結(jié)果顯示，Survivin是通過線粒體通路來發(fā)揮抑制細(xì)胞凋亡的作用，Jaiswal等[4]報(bào)道，Survivin可抑制Bax或Bcl-2的激活，使細(xì)胞色素C等不能發(fā)揮作用，從而抑制細(xì)胞凋亡。O'Connor等[5]研究證明，Survivin可結(jié)合Caspase-9，形成復(fù)合物抑制線粒體通路的細(xì)胞凋亡。

2.2 參與細(xì)胞周期調(diào)控

細(xì)胞周期（cell cycle）是指細(xì)胞從一次分裂完成開始到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的全過程，包含G1期、S期、G2期、M期四個階段，其中G2/M期是重要的細(xì)胞凋亡監(jiān)控點(diǎn)。通過免疫印跡技術(shù)標(biāo)記Hela細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其在有絲分裂時，尤其是在G2期與M期時，紡錘體的微絲上有Survivin的高表達(dá)[6]。研究發(fā)現(xiàn)Survivin高表達(dá)可以使細(xì)胞逃避G2/M期檢查點(diǎn)，抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)細(xì)胞增殖。Cheung等[7]在研究一種抗微管穩(wěn)定劑BPR0L075的過程中，通過應(yīng)用Survivin小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞增強(qiáng)對BPR0L075的敏感性，此外，BPR0L075可使腫瘤細(xì)胞中Survivin的表達(dá)水平下降，可見Survivin在維持微管結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面發(fā)揮了重要作用，間接抑制了Caspase對紡錘體的水解作用，減少細(xì)胞的凋亡。

2.3 促進(jìn)血管形成

Survivin在皮膚中的毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞中幾乎不表達(dá)，但在肉芽組織中的新生毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞中高表達(dá)。研究顯示，Survivin除了直接促進(jìn)腫瘤發(fā)生外，還可高表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖階段，在腫瘤血管生成過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[8]。Zhang等[9]用Survivin siRNA轉(zhuǎn)染人神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH-SY5Y細(xì)胞后，腫瘤內(nèi)血管密度降低，提示Survivin的表達(dá)水平與腫瘤內(nèi)血管的形成密切相關(guān)。用反義寡核苷酸技術(shù)拮抗Survivin可以阻斷VEGF對血管內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)作用，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞凋亡[10]。

3 Survivin在腫瘤治療中的作用

3.1 Survivin與化療

化療耐藥是現(xiàn)今腫瘤治療過程中的難點(diǎn)，產(chǎn)生的主要原因是腫瘤細(xì)胞凋亡的抑制。部分特效抗癌藥物，如紫杉醇、白藜蘆醇、欖香烯、等可在一定程度上通過抑制Survivin的表達(dá)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡。Zaffaroni等[11]通過對95例晚期卵巢癌患者的分析研究，結(jié)果顯示Survivin的表達(dá)不同，患者對紫杉醇的敏感度也不同。O'Connor等[5]研究顯示，對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行紫杉烷的預(yù)處理后，可抑制Survivin的表達(dá)，阻止有絲分裂，大大提高抗腫瘤的效果。Habibie等[12]報(bào)道，白藜蘆醇可使Survivin的表達(dá)下調(diào)，促進(jìn)黑色素瘤細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)腫瘤治療效果。白藜蘆醇下調(diào)Survivin轉(zhuǎn)錄水平的機(jī)制與抑制β-catenin和STAT3有關(guān)。Zou等[13-14]在肺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，下調(diào)肺癌細(xì)胞中Survivin和缺氧誘導(dǎo)因子1α（HIF-1α）蛋白的表達(dá)，明顯增加腫瘤細(xì)胞凋亡，可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對欖香烯的敏感性。endprint

3.2 Survivin與放療

研究表明，Survivin的表達(dá)與腫瘤對放療的不敏感性相關(guān)，R?del等[15]發(fā)現(xiàn)，外界的放射因素，可以使細(xì)胞核內(nèi)的DNA遭到破壞，進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞凋亡，而在對腫瘤進(jìn)行放射中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的凋亡率降低，可能是Survivin對已損傷的DNA進(jìn)行了修復(fù)，進(jìn)而維持細(xì)胞周期的穩(wěn)定。Asanuma等[14]報(bào)道，胰腺癌對放射線的敏感性與Survivin的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。R?del等[15]在結(jié)直腸癌的研究中發(fā)現(xiàn)，Survivin的表達(dá)可降低結(jié)直腸癌對放療的敏感性，隨訪也發(fā)現(xiàn)，Survivin的表達(dá)與腫瘤的局部復(fù)發(fā)率呈正相關(guān)。抑制Survivin的表達(dá)可以在電離輻射中致敏不同的腫瘤細(xì)胞，這一點(diǎn)可以在新的放射療法中使用。

3.3 小分子抑制劑

小分子抑制劑，YM155、FL118、UC112等通過不同的機(jī)制抑制Survivin的抗凋亡作用，而達(dá)到治療腫瘤的目的。目前研究最廣泛的小分子是Yamanouchi制藥公司的YM155，YM155是Survivin的一線特異抑制劑，通過抑制Survivin啟動子的活性發(fā)揮抗腫瘤作用，可有效抑制多種腫瘤細(xì)胞。Tolcher等[16]報(bào)道，YM155用于晚期前列腺癌、非小細(xì)胞癌和霍奇金淋巴瘤患者的Ⅰ期臨床研究，患者腫瘤萎縮且持久緩解。Giaccone等[17]報(bào)道，在YM155Ⅰ期臨床研究中，非小細(xì)胞肺癌患者的病情獲得穩(wěn)定，治療的耐受性好，結(jié)果與I期臨床研究數(shù)據(jù)一致。FL118結(jié)構(gòu)類似利替康和拓?fù)涮婵?，是一種新型的Survivin小分子抑制劑，它能選擇性抑制Survivin啟動子的活性，顯示出更好的抗腫瘤活性，有望成為臨床研究的新的候選藥物。UC112可強(qiáng)力激活Caspase-3、Caspase-7和Caspase-9，選擇性抑制Survivin表達(dá)[18]，可有效抑制腫瘤生長。以上的研究提示小分子抑制劑將成為腫瘤治療研究方面的一個重要方向。

3.4 反義寡核苷酸

靶向Survivin反義寡核苷酸可下調(diào)Survivin表達(dá)，有效增強(qiáng)抗腫瘤效應(yīng)。Ely Lilly和Co公司出品的型號為LY2181308的反義寡核苷酸，在Ⅰ期臨床研究中，使晚期腫瘤患者中的Survivin基因表達(dá)下調(diào)，顯示出良好的抗腫瘤性[19]。由Antaris制藥和ENZON制藥公司研發(fā)的另一種型號為ENZ-3042的反義寡核苷酸，Ⅰ期臨床研究被證實(shí)為安全有效[20]。以上報(bào)道證實(shí)了Survivin反義寡核苷酸在腫瘤治療中的有效性。當(dāng)然，目前Survivin反義寡核苷酸用于腫瘤的臨床研究也表明存在較多問題，有待于進(jìn)一步的深入研究。

3.5 Survivin與免疫治療

Andersen等[21]在對Survivin基因抑制腫瘤細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，腫瘤患者體內(nèi)的T淋巴細(xì)胞可以識別衰敗的腫瘤細(xì)胞，原因可能是其有Survivin基因編碼的蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物的排出。由此可以得出，將T細(xì)胞的這一特性與腫瘤化療藥物相結(jié)合，即將Survivin基因作為藥物的靶點(diǎn)是完全行的通的。Survivin-2B80-88，人類白細(xì)胞HLA-A24特異性抗原肽，它被CD8+T淋巴細(xì)胞識別后能產(chǎn)生針對Survivin的特異性細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CTLS），研究發(fā)現(xiàn)將Survivin-2B80-88/IFA/IFN-α復(fù)合疫苗接種到胰腺癌患者身上，能引起半數(shù)以上患者產(chǎn)生免疫應(yīng)答發(fā)揮治療作用[22-23]。幾個關(guān)于Survivin介導(dǎo)的免疫治療的Ⅰ/Ⅱ期臨床研究報(bào)道證實(shí)，以Survivin為基礎(chǔ)的疫苗是安全的，具有抗原特異性免疫應(yīng)答，無明顯的毒副作用[24]。以上研究提示Survivin可用于腫瘤的免疫治療，目前，已有越來越多的針對Survivin的抗體藥物投入到研究中。

綜上所述，Survivin基因作為IAP家族中的新成員，是目前發(fā)現(xiàn)的功能最強(qiáng)的抑制凋亡因子，在抑制細(xì)胞凋亡，參與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)、促進(jìn)腫瘤血管形成等方面發(fā)揮重要的作用。特異性靶向抑制Survivin，控制其在腫瘤組織中的異常表達(dá)，對治療腫瘤，延長預(yù)后都具有積極作用。當(dāng)然，在Survivin基因上的各個片段是否可以特異的調(diào)控某種腫瘤的增殖，以及哪些因素可以激活其表達(dá)，激活的機(jī)制又是怎樣的？這些問題都有待于解決。相信，隨著對Survivin基因的進(jìn)一步研究，將會獲得更多關(guān)于它的新成果，這在以后的腫瘤治療中有著十分重要的意義。

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（收稿日期：2017-03-23）endprint