凋亡蛋白抑制因子Survivin的研究進(jìn)展

金 玲，丁麗娜，于 爍，陳英新

(吉林大學(xué)口腔醫(yī)院 VIP綜合科，吉林 長春130021)

凋亡抑制蛋白(the inhibitor of apoptosis protein，IAP)家族有8位成員，包括X染色體連鎖的凋亡抑制劑(X-linked inhibitor of apoptosis，XIAP)，cIAP1，cIAP2， NLR家族(NAIP)，livin，IAP相似蛋白2(ILP2)，BRUCE和survivin。Survivin是IAP家族中抗凋亡作用最強(qiáng)的成員，于1997年首次被發(fā)現(xiàn)。Survivin在正常組織、癌前組織、各種癌癥中的表達(dá)率均不同，即survivin表達(dá)具有特異性，因此，它在腫瘤診斷、預(yù)后判斷等方面成為核心。近年來survivin與腫瘤的關(guān)系受到越來越多人的重視，本文主要從survivin的結(jié)構(gòu)、生物學(xué)特性，及其與腫瘤的關(guān)系方面對其進(jìn)行闡述。

1 Survivin的概述

1.1 Survivin的結(jié)構(gòu)

凋亡抑制基因survivin于1997年由耶魯大學(xué)的Ambrosini等[1]人應(yīng)用效應(yīng)細(xì)胞蛋白酶受體-1(effector cell protease receptor-1,EPR-1)cDNA從人類基因庫中篩選出來，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的IAP家族中凋亡抑制作用最強(qiáng)的蛋白。它定位于人染色體17q25基因組，全長14.7 kb，編碼分子量16.5 kDa，含有3個(gè)內(nèi)含子和4個(gè)外顯子[2]。其mRNA長1.9 kb，表達(dá)產(chǎn)生由142個(gè)氨基酸組成的蛋白。異構(gòu)體包括survivin,survivin-2B,survivin-ΔEx-3,survivin-3B,和survivin-2-alpha。Survivin在IAP家族中相對分子質(zhì)量最小，僅含有一個(gè)N端桿狀病毒IAP重復(fù)序列(Baculovirus IAP Repeats，BIR)結(jié)構(gòu)域和一個(gè)長的C端α-螺旋結(jié)構(gòu)域，缺乏鋅環(huán)指結(jié)構(gòu)[3]。BIR結(jié)構(gòu)域與survivin的抗凋亡功能密切相關(guān)，C端α-螺旋結(jié)構(gòu)域可以與紡錘體微管蛋白結(jié)合并穩(wěn)固紡錘體結(jié)構(gòu)，可能與survivin調(diào)控細(xì)胞有絲分裂有關(guān)[4]。

1.2 Survivin的生物學(xué)特性

1.2.1抑制細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是細(xì)胞在死亡信號刺激后發(fā)生的一系列級聯(lián)式激活的主動(dòng)性的細(xì)胞死亡過程[5]。細(xì)胞凋亡過程受凋亡抑制因子如Bcl-2、Bcl-x、survivin等因子以及凋亡促進(jìn)因子Bax、caspase等因子的共同作用[6]。Caspase家族在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡中起著核心作用，其級聯(lián)式激活并溶解蛋白，是多條凋亡通路匯聚點(diǎn)，亦是執(zhí)行凋亡的最終途徑[5]。Survivin是迄今為止發(fā)現(xiàn)的作用最強(qiáng)的凋亡抑制因子，其抗凋亡的作用機(jī)制一直存在爭議，目前研究較為明確的兩條途徑分別是：(1)Survivin直接作用于caspase，主要是抑制caspase-3和caspase-7的活性，阻斷細(xì)胞凋亡過程[7]。(2)Survivin也可以通過p21間接抑制caspase，其機(jī)制為survivin與Cdk4形成復(fù)合物，導(dǎo)致了p21從p21與Cdk4的復(fù)合物中釋放出來，并且與線粒體procaspase-3相互作用，從而抑制Fas介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[8]。

1.2.2參與細(xì)胞周期調(diào)控

Survivin是IAP家族中惟一與細(xì)胞周期密切相關(guān)的凋亡因子。Survivin為介于細(xì)胞周期進(jìn)程和控制細(xì)胞凋亡之間的界面分子。Survivin具有細(xì)胞周期依賴性，它只在細(xì)胞周期中的G2/M期表達(dá)并可調(diào)節(jié)G2/M期[7]。Fengzhi Li等[9]研究證實(shí)survivin在G1期表達(dá)極其微量，在S期增加了6.2倍，在G2/M期增加了40倍。在有絲分裂初期，survivin與紡錘體微管發(fā)生特異性結(jié)合，這種反應(yīng)受微管動(dòng)力學(xué)調(diào)控。干擾survivin與微管反應(yīng)，可導(dǎo)致survivin喪失抗細(xì)胞凋亡功能，并增強(qiáng)caspase-3的作用。這種機(jī)制參與有絲分裂期間的細(xì)胞死亡。Fengzhi Li等[10]另一研究證明干擾細(xì)胞凋亡抑制劑survivin的表達(dá)或功能可以導(dǎo)致細(xì)胞周期中G2/M期的caspase依賴途徑細(xì)胞死亡，和以中心體失調(diào)、多極有絲分裂紡錘體以及多核、多倍體細(xì)胞為特征的細(xì)胞分裂缺陷。Survivin在癌癥中的過表達(dá)可以跨越細(xì)胞周期檢測點(diǎn)，從而通過有絲分裂促進(jìn)轉(zhuǎn)化細(xì)胞的異常進(jìn)程。

1.2.3促進(jìn)血管形成

Survivin過表達(dá)可以抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡、促進(jìn)新生血管形成，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的血管生成。Daniel S.O'Connor等[11]采用血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和堿性成纖維細(xì)胞生長因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)兩種分裂素刺激靜止期的內(nèi)皮細(xì)胞，可誘導(dǎo)survivin升至16倍。分裂素刺激使survivin RNA在內(nèi)皮細(xì)胞中的表達(dá)迅速上升，在體外培養(yǎng)6-10小時(shí)后達(dá)到峰值，24小時(shí)后開始下降。而炎性細(xì)胞因子、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細(xì)胞介素-1(IL-1)并沒有誘導(dǎo)survivin在內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)。曾有研究顯示survivin參與形成毛細(xì)血管網(wǎng)、介導(dǎo)VEGF、bFGF和血管形成素(Angiopoietin-1 ，Ang-1)，抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡。其中，VEGF可使survivin表達(dá)明顯上調(diào)，survivin高表達(dá)可通過抑制caspase介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡途徑保護(hù)新形成還未成熟的腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞，使其躲避凋亡，從而可以產(chǎn)生更多VEGF。內(nèi)皮細(xì)胞中蛋白激酶和survivin介導(dǎo)的抗凋亡通路的激活有助于維持血管結(jié)構(gòu)中Ang-1穩(wěn)定[12]。綜上所述，survivin和VEGF在血管形成中有密切聯(lián)系，VEGF可以提高血管內(nèi)皮細(xì)胞中的survivin表達(dá)水平，內(nèi)皮細(xì)胞在血管形成中依賴于survivin的表達(dá)上調(diào)；Ang-1的作用與survivin表達(dá)上調(diào)相關(guān)。

2 Survivin與口腔鱗狀細(xì)胞癌

Survivin廣泛表達(dá)于胎兒發(fā)育時(shí)期，而在終末分化的成人組織中(除胸腺、生殖腺外)未見表達(dá)，但在大多數(shù)腫瘤中都有表達(dá)。Survivin與增殖、血管形成、口腔致癌作用以及口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squamous cell carcinoma，OSCC)相關(guān)，可以作為癌癥標(biāo)記物。OSCC是世界第六大最常見的惡性腫瘤，并且是發(fā)展中國家的第三大常見癌癥，尤其在東南亞國家和印度高發(fā);OSCC也是口腔最常見的惡性腫瘤，占口腔所有腫瘤的90%，5年生存率只有35%-50%[13]。

L.Lo Muzio等[14]學(xué)者的實(shí)驗(yàn)表明survivin高表達(dá)是口腔癌變的早期事件，它也有可能成為癌前病變進(jìn)展為癌變的一個(gè)診斷標(biāo)志。Amita Negi等[13]學(xué)者研究表明survivin在口腔白斑和OSCC中呈高表達(dá)，這種高表達(dá)可以作為在OSCC的發(fā)生和發(fā)展中的一個(gè)早期現(xiàn)象，也就是腫瘤發(fā)生的早期標(biāo)志。Yong-Hun Kim等[15]學(xué)者證實(shí)survivin表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和增殖之間呈正相關(guān)，但與腫瘤分化、微觀血管密度、TNM分期沒有顯著關(guān)系。Survivin過表達(dá)對患者生存率有顯著的負(fù)面影響，也就是說survivin可能作為OSCC預(yù)后的重要癌癥標(biāo)記。據(jù)國內(nèi)外大量研究顯示，survivin幾乎在所有癌癥中都呈高表達(dá)，因此，survivin已成為新型癌癥靶向治療藥物的靶點(diǎn)。國內(nèi)外專家們一直致力于開發(fā)以survivin為靶點(diǎn)的藥物。Mahsa Mobahat等[16]學(xué)者總結(jié)整理了目前survivin主要種類的治療藥物，包括在轉(zhuǎn)錄水平起作用和抑制survivin轉(zhuǎn)錄的藥物，和抑制survivin在翻譯后水平的藥物，以及包括基于CD8+T淋巴細(xì)胞細(xì)胞毒活性對抗特定survivin抗原表面的疫苗，還有基因治療方法(轉(zhuǎn)染顯性失活突變體等)。近年來，惡性腫瘤的綜合治療方法中，應(yīng)用誘導(dǎo)緩解+手術(shù)治療+術(shù)后放化療等序列治療來提高晚期癌癥患者的5年生存率，已被多數(shù)學(xué)者公認(rèn)。

綜上所述，survivin在腫瘤方面可能存在以下四種作用：(1)Survivin作為腫瘤早期診斷的標(biāo)志物；(2)Survivin參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展；(3)Survivin作為癌癥的預(yù)后標(biāo)志；(4)Survivin作為癌癥潛在的治療靶點(diǎn)。

3 Survivin與其他腫瘤

Survivin廣泛表達(dá)于胚胎和胎兒組織,但在正常成人組織中檢測不到。然而,Survivin在幾乎所有人類惡性腫瘤中都有表達(dá)升高，包括膀胱癌，肺癌，乳腺癌，胃癌，食道癌，肝癌，卵巢癌和血液學(xué)的癌癥等等。通過免疫組織化學(xué)方法檢測蛋白質(zhì)和通過聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)檢測mRNA表明，Survivin在肺癌中表達(dá)率最高(85.5%)，其次為食道癌(80.0%)，第三為乳腺癌(70.70-90.2%)[3]。

4 展望

目前，survivin的結(jié)構(gòu)功能、生物學(xué)特性等方面已經(jīng)被了解的相當(dāng)透徹了。但是以survivin為癌癥治療靶點(diǎn)的藥物大多還都只是在研制中，真正開發(fā)并應(yīng)用于臨床還需要數(shù)年或者數(shù)十年的路要走。一旦真的成功應(yīng)用于臨床，將會(huì)取得顯著的療效，大大降低癌癥患者的發(fā)生率及死亡率。此外，OSCC預(yù)后不良的主要原因之一是缺乏重要和獨(dú)特的分子腫瘤標(biāo)志物來評估風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)后。雖然存在大量的OSCC腫瘤標(biāo)志物和相關(guān)危險(xiǎn)因子，但是它們作為預(yù)后標(biāo)志受到了質(zhì)疑。因此，確定準(zhǔn)確的預(yù)后標(biāo)志來協(xié)助醫(yī)生更精確的判斷病變分期和預(yù)測患者的預(yù)后就顯得尤為重要。

作者簡介：金玲(1989-)，女，吉林大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院研究生在讀；陳英新(1962-)，男，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榭谇火つげ　?/p>

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