大肠癌Survivin基因研究进展
【关键词】 大肠癌 Survivin 基因
大肠癌（colorectal cancer,CRC）是我国位居第五位的常见恶性肿瘤，其发病率和死亡率都有逐年增高的趋势，发病年龄也明显提高。大肠癌的发生是一个涉及多种基因改变和多阶段的致癌复杂过程。Survivin是凋亡抑制蛋白（inhibitor of apoptosis protein,IAP）家族中的一个成员，人类Survivin基因是Ambrosini等于1997年经效应细胞蛋白酶受体1（effector cell prctease receptor?1,EPR?1）cDNA在人类基因组库的杂交筛选中分离出来的[1]。近年来大量的研究表明大肠癌中Survivin的阳性表达与大肠癌的发生、转移均有一定关系[2]。本文就Survivin基因的结构、分布、作用及其在大肠癌发生过程中的作用作一综述。
1 Survivin的分子结构
Survivin基因全长14.7kb，定位于染色体17q25，有4个外显子和3个内含子，结构与IAP家族中的其他成员不同。IAP家族其他成员的结构中均含有2～3个串联的含有半胱氨酸/组氨酸的杆状病毒IAP重复区（BIR），相邻的羧基末端含有一个环指状结构，而Survivin的氨基末端结构中只包含一个BIR结构域，由一个反向平行的β片层和14个小α螺旋结构组成，含有对抑制凋亡有重要作用的氨基酸残基Tip67、Pro33和Cys84。羧基末端并不包含环指状结构，代以一个由40个氨基酸组成的长度为6.5nm的两性α螺旋结构，主要调节Survivin的定位分布[3]。Survivin有5种异构体，Stauber RH等[4]在胃癌细胞株中发现了Survivin?EX?3和Survivin?2B这2种异构体，并证实Survivin?EX?3抗凋亡活性明显强于Survivin?2B，后者甚至丧失了抗凋亡功能。另外3种异构体分别为Survivin?140、Survivin?121和Survivin?40，在人和鼠的组织内均有发现，且仅表达于胚胎组织，Survivin?140在成熟胸腺、睾丸内亦有表达[4]。另据报道，Survivin在异位子宫内膜生长过程中也起着重要作用[5]。
2 Survivin的组织分布
Survivin的分布不同于IAP家族的其他成员。它只分布于胚胎组织和肿瘤组织，在成人体内除胸腺及胎盘中有微量表达外，成熟组织当中包括外周血白细胞、淋巴结、脾、胰、肾、骨骼肌、心、肝、肺、脑组织均无表达，而在几乎所有的肿瘤中高表达[6]。Survivin表达于凋亡调控的胚胎组织，包括上皮、胸腺、胰腺胚芽等，提示Survivin的表达在胚胎发育中对组织的生长起着重要的调控作用。若细胞畸变、肿瘤形成，常可发现Survivin的出现。在美国国立癌症研究院的抗癌药物筛选计划中，应用免疫组化和原位杂交方法证实Survivin在60例肿瘤细胞株中均有表达，包括肺癌、胃癌、胰腺癌、结肠癌、皮肤癌等，而在正常组织中，没有检测到Survivin的表达。
3 Survivin的功能
3.1 调节血管的形成
血管的形成过程受到多种因子的调控，人体内血管生成调控因子按其功能可分为血管生成刺激因子如血管内皮生长因子（VEGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、血管生成素（Ang）等和血管生成抑制因子如血小板反应素?1、内皮抑素、血管抑素、干扰素等两大类。当血管生成刺激因子增多和（或）血管生成抑制因子减少时，可导致内皮细胞的激活，血管形成。Survivin主要是通过影响血管生成刺激因子而促进血管的形成。
3.1.1 Survivin与VEGF
血管形成过程的核心是内皮细胞的分裂增殖，确切地说取决于血管内皮细胞的增殖和凋亡的结果，在肿瘤血管生成过程中内皮细胞内表达的VEGF可诱导和促进Survivin的高度表达，而高度表达的Survivin抑制了各种指向caspases的凋亡机制，从而保护内皮细胞逃避凋亡。相反，Survivin表达缺失可导致内皮细胞及新生毛细血管的退化。研究显示向内皮细胞中导入靶向Survivin的反义寡核苷酸，结果使VEGF的促内皮细胞功能受到抑制，从而促进肿瘤内皮细胞凋亡，抑制肿瘤血管的形成，导致肿瘤生长受到抑制[7]。可见VEGF促进了Survivin的表达，同时高度表达的Survivin又维持和保护了VEGF的促内皮细胞功能，从而促进了肿瘤血管生成和转移。
3.1.2 Survivin与bFGF
bFGF作为成纤维细胞生长因子家族中的一员，不仅能直接促进细胞的增殖，还是肿瘤血管生成中必不可少的生长因子，bFGF与VEGF具有协同作用[8]。bFGF可通过激活PI3K/Akt途径上调Survivin的表达，因此考虑bFGF抑制肿瘤血管内皮细胞凋亡可能是通过PI3K/Akt途径上调Survivin的表达，从而保护微管稳定性，促进肿瘤细胞增殖、血管生长和稳定，有利于肿瘤生长和侵袭。
3.1.3 Survivin与Ang
Ang是一组分泌型细胞因子，包括Ang?1、Ang?2、Ang?3、Ang?4四种分子，其中对Ang?1和Ang?2的研究较多。Ang?1是血管内皮细胞的特异性配体，与内皮细胞酪氨酸激酶受体Tie2结合，有利于血管成熟稳定；而Ang?2则竞争性抑制Ang?1与Tie2结合，阻断Ang?1的作用，使内皮外周紧密结构松弛[9]。Ang?1和Ang?2能够诱导血管内皮细胞表达Survivin上调，从而抑制肿瘤细胞凋亡、促进增殖和肿瘤血管生成及肿瘤转移。Ang?1的作用依赖Survivin的表达上调，这种被Survivin介导的途径可以促进Ang?1固定血管结构。Ang?2通过Survivin抑制caspase?3来调节肿瘤血管生成。
3.2 调控细胞分裂
Survivin的表达与细胞分裂、增殖有关。Survivin的表达具有细胞周期依赖性，在细胞周期的G2/M期选择性地表达。在有丝分裂开始时，Survivin与纺锤体的微管蛋白特异性结合，此时若抑制Survivin的表达，则会干扰Survivin与微管蛋白的结合，细胞有丝分裂不能正常进行，Survivin抗凋亡活性丧失，caspase?3的活性增强，导致细胞在G2/M期凋亡。Ikeguchi等[10]应用RT?PCR方法检测肝细胞癌中Survivin基因mRNA的表达量，证实Survivin的高表达能促进细胞分裂，导致细胞增殖过度。
3.3 抑制细胞凋亡
细胞的凋亡受到促凋亡因子（野生型p53、fas、caspase等）和抑制凋亡因子（Survivin、bcl?2、xIAP等）的多方面因素的调节。Survivin是迄今为止发现的最强的凋亡抑制因子，Survivin的高表达能抑制多种因素如p53、caspase等诱导的细胞凋亡。经转基因技术证实，Survivin可直接作用于细胞色素C从线粒体向胞质释放的过程的末期。Survivin与caspase特异性结合，抑制caspase?3、caspase?7的活性，阻断细胞凋亡的过程。Survivin也可以通过p21间接抑制caspase、Survivin与细胞周期调控因子CDK4结合形成Survivin?CDK4复合体，使p21从CDK4复合体中释放出来，p21进而与线粒体caspase?3结合，抑制其活性，阻断细胞凋亡过程。亦有观点认为Survivin可通过促进细胞分裂而抑制细胞凋亡[11]。
4 Survivin与大肠癌
Survivin特异性地表达于大肠癌组织，而在癌旁正常的黏膜组织表达率极低或不表达，提示Survivin与大肠癌的发生、增殖密切相关，并且可以作为判断大肠癌患者预后的指标。Yamamoto T等[12]研究发现应用天然的反义Survivin（EPR?1）作用于人类结肠癌细胞株，不仅可下调Survivin的表达，减少细胞的增殖，而且增强凋亡作用，增加对抗癌药物的敏感性；另外，利用EPR?1转染的细胞形成的皮下肿瘤同亲代细胞相比在肿瘤大小上有明显减少，与抗癌药物联合应用时此作用进一步加强。Rodel F等[13]用Western Blot方法测定Survivin在三种不同放射敏感性的直肠癌细胞株（SW480、HCT?15、SW48）以及54例直肠癌患者的表达，发现Survivin的表达与放射诱导的凋亡之间存在负相关，证明Survivin在直肠癌中是一个重要的凋亡抑制基因，Survivin的表达可以作为预测肿瘤术前放化疗反应的一个新指标。
5 Survivin基因在大肠癌中的应用前景
由于Survivin在正常组织中不表达或低表达，而在肿瘤组织中明显表达，故Survivin可能成为一种诊断大肠癌的指标。同样由于Survivin仅在肿瘤组织表达或低表达，而正常组织不表达或低表达，其靶向具有较好的特异性;与Survivin基因编码广泛互补的效应细胞蛋白酶受体1（EPR?1）的诱导表达可引起内源性的Survivin表达水平下调，转化细胞生长抑制和细胞凋亡增加，所以Survivin作为具有肿瘤特异性的抗凋亡因子，也可以作为大肠癌基因的靶基因。同时，大肠癌也是一种血管依赖性的肿瘤，其生长、侵袭和转移依赖于新生血管的形成，而Survivn与肿瘤血管生成关系密切，故亦可采用以Survivn为靶向的抗肿瘤血管治疗来抑制血管生成，使肿瘤缩小，甚至丧失进一步和转移的能力。另外，Survivin的表达还可用于选择放化疗病人及评估预后[14～16]。
【】
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