Survivin及其与肿瘤耐药相关性的研究进展

王玉波综述，卢兆桐审校

Survivin是凋亡抑制蛋白家族的成员，是目前发现的最强的凋亡抑制因子，是一个既可以抑制凋亡，又可以调节细胞有丝分裂的双功能蛋白。Survivin高表达于几乎所有恶性肿瘤组织，而在分化成熟的正常组织中（胸腺和生殖腺除外）几乎不表达。大量研究发现，Survivin在肿瘤发生、发展以及化疗耐药过程中起着重要作用。本文主要就Survivin参与肿瘤耐药的机制及其在肿瘤治疗中的应用做一综述。

1 Survivin的分子结构及生物学活性

Survivin是1997年由耶鲁大学Ambrosin等[1]用效应细胞蛋白酶受体-1 （effector cell protease receptor-1，EPR-1）cDNA在人类基因组库的杂交筛选中首次分离出来的凋亡抑制蛋白（IAP）家族成员，定位于人类染色体17q25，基因全长14.7kb，含有3个内含子和4个外显子。分子量为16.5kD的Survivin蛋白含有142氨基酸残基，与IAP其它家族成员相比，其结构较为独特，只含有一个半胱氨酸／组氨酸的杆状病毒重复区序列（baculovirus lAP repeat，BIR）功能区，无环指结构，代之以一个由40个氨基酸组成的α螺旋结构，通过α螺旋结构与细胞分裂微管结合，进而起到抑制细胞凋亡的作用[2]。

Survivin的mRNA前体经过不同的剪切，除Survivin外，还会产生 Survivin-ΔEx3、Survivin-2B、Survivin-3B、Survivin-2α 4种剪切异构体，只有Survivin和Survivin-3B具备完整的BIR结构域，翻译出的蛋白也因而具备不同的结构和功能。Survivin的磷酸化修饰是决定其功能的重要因素，Survivin的磷酸化位点是 34位的苏氨酸 （Thr34），阻断Survivin的磷酸化可使Survivin功能丧失，进而导致细胞凋亡，磷酸化的Survivin为细胞存活或凋亡的关键[3]。

2 Survivin在细胞中的定位及细胞周期分布

Survivin存在两种不同的亚细胞定位，即位于细胞核中和细胞浆中，Survivin两种不同的定位是由于其转录后修饰不同而引起的。RQi等[4]应用免疫组化法分析了142例结直肠癌患者肿瘤标本,结果显示109例 （76.8%）Survivin表达于细胞核，29例（20.4%）表达于细胞浆，Survivin细胞核中表达者预后较好，而细胞浆中表达者则提示预后不良，两者有显著性差异，由此得出Survivin在细胞内的定位决定着结直肠癌生物学行为的结论；同时蛋白印记实验显示Survivin主要以非溶解形式存在，而溶解形式的Survivin与结直肠癌患者预后更相关，而不是细胞核和细胞浆中Survivin的总量。另有研究证实糖原合成酶激酶3β可促使Survivin由细胞浆转移至细胞核，致使细胞周期停留在G1期，从而增加对化疗药物的敏感性[5]，Survivin不同定位各自的作用及其调控机制有待进一步探讨。

在肿瘤的发生、发展过程中，Survivin特异性地表达于细胞周期的G2/M期[6]，有利于细胞克服G2/M期的检查点，完成异常的有丝分裂，使肿瘤细胞逃避凋亡。Zhang等[7]采用小分子干扰RNA（siRNA）技术抑制Survivin基因的表达，进而可抑制卵巢癌耐药细胞系SKOV3/DDP的生长，使细胞周期停留在G1/G0期，从而提高其化疗敏感性。并已有研究发现细胞有丝分裂的调控作用和肿瘤多药耐药性密切相关[8]。

3 Survivin在肿瘤血管形成中的作用

新血管生成是肿瘤生长和转移的必要条件，血管形成过程的核心是血管内皮细胞的分裂增殖。Tran等[9]研究显示Survivin可有效地维持微小血管网的结构，促进血管内皮生长因子（VEGF）的内皮细胞保护功能，抵抗化疗药物对血管内皮细胞的致凋亡作用。Virrey等[10]发现Survivin在神经胶质瘤血管内皮细胞高表达，而在正常脑血管内皮则没有表达。为确定是否是Survivin的高表达导致了神经胶质瘤的耐药，Virrey应用慢病毒小分子干扰RNA下调Survivin的表达，结果显示其可增强化疗药物的敏感性；相反，正常脑血管内皮强制Survivin表达则起到一种免受化疗药物毒性的保护作用，从而证实Survivin是血管内皮的保护性基因，亦说明神经胶质瘤的耐药可能与Survivin的高表达有关。另有研究发现Survivin的剪切异构体之一Survivin-ΔEx3在调节血管发生中起着重要作用[11]，对各剪切异构体与血管发生的关系及机制的研究有着重要的意义。

4 Survivin抑制细胞凋亡的作用

细胞凋亡主要有两种途径，即线粒体途径和死亡受体途径。Survivin可抑制两种凋亡途径下游的共同通路，即Caspase-3和Caspase-7效应蛋白的活性，从而阻断由凋亡基因和化疗药物等引起的细胞凋亡过程[12]。采用反义核酸技术抑制Survivin基因的表达则可诱导肿瘤细胞的凋亡，并能增加肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，说明Survivin参与化疗药物诱导的肿瘤细胞的凋亡过程[13]。Li等[14]通过化学方法合成含142个氨基酸残基的高精度Survivin蛋白，将其与重组体XIAP（与Survivin同为IAP成员）对比，抑制实验发现XIAP可高效率抑制Caspase-3，而高出XIAP浓度甚至几千倍的Survivin却并没见抑制作用，由此认为Survivin并非直接抑制Caspase。运用泛Caspase抑制剂只能部分降低Survivin的抗凋亡能力，亦证实Survivin在非Caspase依赖的凋亡途径中发挥调控作用[15]。

5 Survivin在化疗耐药中的作用

化疗耐药是当今恶性肿瘤治疗的一大难题，也是综合治疗失败的一个重要原因。有研究结果表明，诱导恶性肿瘤细胞凋亡是化疗药物发挥杀伤作用的重要机制之一，而凋亡抑制基因的过度表达导致了凋亡抑制，与化疗耐药有密切关系[16]。胃癌耐药细胞系BGC-823/R的耐药程度与凋亡诱导减少呈平行关系，随着对多西紫杉醇耐药性的增加，Survivin表达呈上升趋势[17]；沉默Survivin基因表达在急性髓细胞白血病中可逆转化疗耐药[18]，均说明Survivin在化疗耐药中起着不可替代的作用。

多药耐药是指肿瘤细胞对一种抗肿瘤药物出现耐药的同时，对其它结构不同、作用靶位不同的抗肿瘤药物也产生耐药的现象。有研究发现，Survivin强大的凋亡抑制作用与肿瘤多药耐药有关[19]，高庆等[20]应用免疫组化法研究发现，卵巢癌中Survivin与多药耐药基因mdrl的表达蛋白P-糖蛋白（P-gp）存在共同表达，呈正性相关。Survivin mRNA和蛋白表达在肺癌多药耐药细胞系H460/cDDP显著高于其亲本细胞系H460，应用脂质体转染技术将siRNA Survivin转至H460/cDDP可以显著增强其化疗敏感性，对顺铂及紫杉醇的IC50均明显降低[21]，说明Survivin高表达在多药耐药发生中的作用亦不容忽视。肿瘤组织中Survivin表达亦可影响对放疗的疗效，Ma等[22]研究显示Survivin高表达能降低肝癌细胞对放疗的敏感性，抑制 Survivin表达则对放疗有增敏作用[23]。

6 Survivin在肿瘤治疗中的应用

目前针对Survivin的靶向肿瘤治疗主要有药物和基因治疗两个方面。以Survivin为靶点的药物治疗，可通过抑制其磷酸化（如周期素依赖蛋白激酶抑制剂）和阻止有丝分裂微管的装配（如长春新碱）来实现；以Survivin为靶点的基因治疗，主要包括反义寡核苷酸片段、RNA干扰（small interfering RNA,siRNA）、显性负突变体、核酶技术等[24，25]。 另外还有应用Survivin的cDNA、RNA、蛋白质或肽段的免疫治疗以及Survivin启动子的应用[26]。这些治疗策略最终引起Survivin的表达减少而诱发肿瘤细胞凋亡，或可提高化疗和放疗的敏感性而诱导其凋亡，使肿瘤的增殖减慢，对正常细胞则无影响。

综上所述，Survivin参与细胞凋亡、细胞有丝分裂的调控作用，与肿瘤化疗耐药密切相关。但Survivin基因的作用机制和化疗耐药机制均极为复杂，目前对Survivin及各剪切异构体的正常生物学功能和在肿瘤化疗耐药中的作用机制还远未清楚，以Survivin为靶向的肿瘤治疗才刚刚开始，很多问题尚待解决。进一步研究其有关的机制以及针对Survivin作为靶基因的治疗，对最终克服化疗耐药将具有重要的意义。

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