Survivin 在肝癌中的研究与应用
【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，其与肝癌的发生、及预后紧密相关。文章综述了近年Survivin在肝癌发生、发展、及预后中的研究情况。
【关键词】 Survivin 肝肿瘤 细胞凋亡
1 Survivin 介绍
1.1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（effector cell protease receptor?鄄1，EPR?鄄1）cDNA筛选人基因组文库获得的IAP[2]。人类survivin定位于17q25，基因长约15kb，含有4个外显子和3个内含子，其序列与EPR?鄄1互补且方向相反。Survivin基因编码由142个氨基酸组成，分子量为16.5kD的蛋白质。
1.2 变构体
Mahokta等人[3]用RT?鄄PCR技术扩增出survivin的2个异构体，命名为survivin?鄄2B和survivin?鄄△Ex3，而最近研究又发现了survivin?鄄3B。以上3个序列变化使其编码的相应蛋白质结构也有了显著差异，并使其具有了不同的细胞生物活性和细胞定位功能。通过转染实验研究显示：survivin?鄄△Ex3保留了抗凋亡特性，而survivin?鄄2B的抗凋亡能力明显降低，survivin?鄄3B具有抗凋亡的功能，但可能与细胞增殖无关[4]。
1.3 Survivin与其他IAPs区别
1.3.1结构上的不同
Survivin作为IAPs中分子量最小的一员，在结构上与其他IAPs有以下区别：（1）Survivin是哺乳动物的IAP中惟一含单一BIR单元的成分。（2）Survivin中存在一个由Cys?鄄Pro?鄄Thr三氨基酸组成的插入片段，将BIR分成2个二等分的模块。这一插入片段是IAP蛋白类基因所特有的，其具体功能还有待进一步研究。（3）Survivin中含有一个独特的由42个氨基酸严格排序形成的螺旋区域。
1.3.2组织学分布上的不同
与LAPs在正常人组织 中广泛分布的模式相反，survivin在正常分化成熟的组织中几无表达，仅见于胸腺、睾丸和分泌期子宫内膜，而在几乎所有人类肿瘤中高表达，且表达具有肿瘤细胞依赖性。Ito等 [5]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，但表达细胞的数目不等（5％～95％），而癌旁组织和肝硬化组织中均无survivin表达。最近报道[6] 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。另外，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[7，8]。
1.4 Survivin生物学功能
Survivin的主要生物学功能就是抗凋亡，它是目前已知作用最强的凋亡抑制蛋白。其有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。体外试验表明，Survivin直接作用于caspase，主要是抑制caspase?鄄3和caspase?鄄7的活性，以阻断细胞的凋亡过程。另外，Survivin与细胞周期调控因子CDK4形成survivin?鄄CDK4复合体，使得p21从与CDK4的复合体中释放出来与线粒体caspase?鄄3结合，间接抑制其活性，从而阻止细胞凋亡[7]。
Survivin另一个主要功能是参与细胞分化。在有丝分裂间期survivin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[9]。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地位，是调控细胞增殖和死亡之间平衡的界面分子。Muchmore等[10]则通过突变分析发现，survivin的二聚体结构和环绕天冬氨酸?鄄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。
2 Survivin在肝癌中的研究
家们已经意识到：对维持肿瘤细胞存活所必需，显示特异性的高表达及在有丝分裂和肿瘤细胞凋亡中有重要功能作用的survivin进行研究，将是揭示肿瘤分子病因学与探索肿瘤早期发现和治疗新途径的一个理想的切入点[9,11]。更有人指出[12]：Survivin是一个潜在的、拓展癌症诊断与治疗新策略的重要癌基因，其在肝癌的发生、发展、治疗及预后等方面的研究也得到了广泛关注。
2.1 Survivin在肝癌发病机制中的研究
肿瘤的发生不仅存在细胞增殖和分化异常，而且也有细胞凋亡的异常。肝癌细胞的凋亡更是一个多基因参予与调控的复杂过程。Survivin作为迄今发现的最强的凋亡抑制因子，研究其在肝癌细胞凋亡中的作用对于弄清肝癌的发病机制具有重要意义。Survivin mRNA及蛋白在肝癌组织中明显高表达，而在癌旁组织及正常肝组织无表达，提示其抗凋亡机制在肝癌的发病中起一定作用。研究表明survivin必须同HBXIP（hepatitis BX?鄄interacting protein）结合才能发挥其抗凋亡作用。HBXIP是一种能与HBX（hepatitis BX）蛋白相结合的胞浆蛋白，在人类组织中广泛表达。Survivin?鄄HBXIP复合物的形成可以结合procaspase?鄄9，阻止其与配体Apafl结合，进一步阻断由caspase?鄄9驱动的线粒体/细胞色素C凋亡通路。病毒HBX蛋白可以与survivin?鄄HBXIP复合物结合，通过以survivin依赖的方式抑制caspase级联反应，从而调控肝癌细胞的凋亡。因此，HBXIP被认为是survivin的协作子，病毒HBX蛋白与survivin?鄄HBXIP复合物的结合表明，由乙肝发展而来的肝癌的发病机制与survivin介导的细胞凋亡机制密切相关。但潘金飞等人[13]的研究表示，肝癌survivin mRNA表达与细胞凋亡之间无显著相关性，而与细胞增殖之间有明显相关性，并认为survivin并非通过抑制肝癌细胞凋亡来调节肿瘤生长，而是通过促进肿瘤细胞的增殖来调节其发生发展的；并推测survivin可能作用于G1、G2关卡，并控制癌细胞的增殖，而不是凋亡——肝癌细胞的凋亡与其他凋亡抑制因子有关。同时认为survivin的这种功能在肝癌的发生发展中起重要作用，值得进一步研究。
2.2 Survivin在肝癌诊断、转移及预后中的研究
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。p53突变在肝细胞癌变早期起重要作用，Hoffman等[14]研究证实野生型p53基因抑制survivin基因的表达。突变型p53基因解除了对survivin的抑制作用，两者表达应呈正反馈关系。又有研究[15]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、迁徙中起作用。王颖等[16]以Western blotting法检测了40例原发性肝细胞癌和癌旁组织survivin蛋白的表达，结果发现肝癌组织survivin蛋白表达的阳性率为85%，并且survivin蛋白表达的阳性率肝内转移组为93.5%，显著高于肝内无转移组(55.6%,Ｐ<0.05)；门静脉癌栓浸润组为92. 8%，显著高于无门静脉癌栓浸润组(66.7%，Ｐ<0.05)。这一结果提示survivin的表达可以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[17]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survivin mRNA阴性者（19％）；而survivin mRNA阳性患者5年生存率仅19％，阴性患者则为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，能够独立地用于肝癌患者在肝切除术后的评价。
2.3 Survivin在肝癌中的研究
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?鄄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[18]把ERP1?鄄cDNA转染到Hela细胞中, ERP1?鄄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的作用：能明显抑制目的基因survivin的表达以及mRNA的转录水平。另外下调survivin mRNA的表达可提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性[12]。此外, Survivin靶向治疗还可以与其他肿瘤基因如bcl?鄄2、p53等的靶向治疗联合，发挥协同作用。
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，均能起到抑制肝癌细胞的分裂和增殖的作用，为今后肝癌的临床治疗与预防提供十分重要的指导方向。
3 展 望
Survivin对人类的恶性肿瘤的影响已得到初步明确，但有关survivin抑制细胞凋亡的具体环节还不清楚，针对靶向survivin的治疗实验亦处于起步阶段，随着对survivin研究的进一步深入，可以预见survivin在肝癌中的表达机制及其与临床病理、预后的关系得到进一步明确以后，将会带来survivin为靶点对肝癌的基因诊断、治疗新突破。
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