医药学论文：Survivin在肿瘤中的研究与应用

【摘要】 Survivin是新近发现的凋亡抑制蛋白，具有抑制细胞凋亡和调节细胞分化的双重功能，与肿瘤的发生、发展及预后有密切相关性。现就Survivin近年在肿瘤发生、发展、治疗及预后中的研究情况予以介绍。

 

　　【关键词】 Survivin；肿瘤；细胞凋亡

 

　　Survivin是凋亡抑制蛋白家族中最具有基础与临床研究意义而倍受关注的分子［１］。本文就Survivin在人类肿瘤中的相关研究综述如下。

 

　　1 Survivin的基本结构

 

　　Survivin是1997年耶鲁大学Altier实验室利用效应细胞蛋白酶受体筛选人基因组文库获得的凋亡抑制蛋白［２］。人类的Survivin定位了17q25，基因长约15kb,含有4个外显子和3个内含子，其序列与EPK-1互补且方向相关。Survivin基因编码由142个氨基酸组成，分子量为16.5kD的蛋白质。

 

　　2 Survivin的组织分布

 

　　Survivin主要分布于胚胎及分化未成熟的组织，在成人体内除胸腺及胎盘中有微量表达外，所有分化成熟的组织，包括外周血白细胞、淋巴结、脾、胰、肾、骨骼肌、心、肝、肺、脑组织中均无表达，这与凋亡抑制蛋白家族在正常人组织中广泛分布的模式相反，而在几乎所有人类肿瘤中则高表达，且表达具有肿瘤细胞依赖性。Ito等［３］用免疫组化方法研究发现20例肝癌组织中14例(70%)有Survivin的阳性表达。最近报道［４］Survivin基因还被发现存在于结肠息肉、乳腺炎、角化皮炎等一些癌前损伤组织中，说明Survivin基因的表达出现在恶性转化前期，并可能具有促进这些损伤恶性转化的作用。此外，Survivin的高表达受细胞周期的严格调控，在G1期表达极低，S期为G1期的6倍，G2/M期则增高至40倍，显示其高表达具有G2/M期依赖的特异性［５］。

 

　　3 Survivin的生物学功能

 

　　Survivin的主要生物学功能是抗凋亡，它是目前已知作用最强的凋亡抑制蛋白。有其进化上高度保守的凋亡抑制功能，能以特征性的结构直接或间接抑制caspase依赖或caspase不依赖的凋亡途径，有效地对抗细胞的凋亡过程。此外，Survivin与细胞周期调控因子CDK4形成Survivin CDK4复合体，使得P21从与CDK4的复合体中释放出来与线粒体caspase-3结合，间接抑制其活性，从而阻止细胞凋亡［５］。Survivin另一个主要功能是参与细胞分化。在有丝分裂中期它与中心体共同定位于胞质；在分裂中期，Survivin转移至核内染色体着丝粒；分裂后期则与赤道板上的纺锤体微管结合。这种对有丝分裂器的复杂定位，显示了Survivin在细胞有丝分裂中的重要功能定位，是调控细胞增殖和死亡之间平衡的界面分子。Machmore［６］则通过突变分析发现，Survivin的二聚体结构和环绕天门冬氨酸-71的疏水界面是其抗凋亡和保持倍体性所必须的，是Survivin既抗凋亡又调节细胞分化双重作用的结构基础。研究发现，Survivin在多数肿瘤组织中高表达，且与个体发育和组织分化平衡有关，由此可猜测它是一种原癌基因，在某些致癌因素的影响下异常激活，导致肿瘤发生。Saitoh等率先研究Survivin在妇科肿瘤中的表达情况［７］，用P-CR-SSCP法对7例宫颈癌细胞系、6例子宫内膜癌细胞系、25例宫颈癌组织标本及17例子宫内膜癌组织标本进行研究。结果在所有研究的癌细胞系及癌组织标本中均有Survivin mRNA的表达。Frost等研究发现，随着宫颈肿瘤进展Survivin表达有逐渐上升的趋势，其中CINⅠ级为66.7%，CINⅡ级及Ⅲ级87.5%，鳞状上皮癌中100%。与Fas-配体、Fas和bcl-2相比，Survivin表达与宫颈上皮内瘤变(CIN)和鳞状细胞癌有着更为密切的关系。而Yoshida等对宫颈鳞癌和腺癌的研究发现，Survivin在腺癌中的表达显著增强。认为其表达的水平不同是导致这两种组织学类型特征性区别的原因。Survivin过表达是腺癌颈后较差、易淋巴转移、对化疗耐受的机制之一［７］。Survivin作为一种肿瘤的特异表达产物，具有对肿瘤进行早期诊断的潜在价值。O'Connor等［８］研究发现Survivin可能通过调节生理修复性或病理性(肿瘤)血管生成，在肿瘤细胞的浸润、转移中起作用。王颖等［９］以Western blofting法检测40例肝细胞癌和癌旁组织Survivin蛋白的表达，结果发现其阳性率为85%，且阳性率在肝内转移组为93.5%，显著高于肝内无转移组(55.6%，P＜0.05)；内静脉癌栓浸润组为92.8%，显著高于门静脉无癌栓浸润组(66.7%，P＜0.05)。其结果提示Survivin的表达可影响肝癌的生物学行为，可使其更易发生转移、门静脉浸润等，可能是预后不良的指征。同时测定了40例肝癌组织的凋亡指数(AI)，结果显示Survivin表达阳性的肝癌组织其平均AI显著低于阴性组(P＜0.05)。而Ikequchi等人的研究［１０］则表明对于肝癌组织中Survivin mRNA表达高的患者，其剩余肝组织的肿瘤复发率明显增高，且存活率降低，Survivin mRNA阳性者复发率高达57%，显著高于阴性者(19%)；而Survivin mRNA阳性者5年生存率仅19%；阴性者则为39%，两者差异有显著性。因此，可以认为对于肝癌患者来说，Survivin mRNA在肿瘤组织中的表达水平可以成为一个独立于临床病理危险因素的极富价值的生物学危险因素，能独立地用于肝癌切除术后的评价。Survivin对细胞凋亡的抑制及其在肿瘤细胞中表达的特异性，使得以Survivin为靶点治疗恶性肿瘤的设想成为近年来研究的新热点。只要能够减少Survivin在肿瘤细胞中的表达或是抑制其在肿瘤细胞中的功能，不仅可诱导肿瘤细胞的凋亡而且还可选择性增加肿瘤细胞对以凋亡为机制的治疗方法的敏感性，从而提高肿瘤病人的总体生存率。人工合成的Survivin反义寡核苷酸、反义RNA和负显性突变体导入肿瘤细胞内都能抑制Survivin基因的表达，促进肿瘤细胞凋亡。由于ERP1-mRNA是生存素的一种天然反义核酸。因此，通过增加天然反义的内源性ERP1转录抑制剂的抗肿瘤疗法可以达到治疗目的。Ambrosini等［９］把ERP1-DNA转染到Hela细胞中，ERP1-mRNA的表达抑制了内源性Survivin的表达，并引起细胞大量凋亡，同时细胞增殖也受到抑制。在小鼠肿瘤模型中，对肿瘤注射编码反义Survivin质粒，也能阻止Survivin表达并刺激肿瘤特异性细胞毒T细胞的产生，从而有助于肿瘤的治疗。目前已成功构建针对Survivin基因的siRNA并观察到其特异性抑制肝癌内源目的基因Survivin的表达及mRNA的转录水平。总之，肿瘤特异性表达的Survivin以其重要的细胞生物学功能与肿瘤的多种治疗新策略的发展相联系，无论是通过药物，还是基因靶向技术干预Survivin的表达，均能起到抑制肿瘤细胞的分裂和增殖作用，为今后肿瘤的诊治与预防提供十分重要的指导方向。