Survivin、Caspase-9的表达与大肠癌关系的研究进展

赵岩 王志强

·综述·

Survivin、Caspase-9的表达与大肠癌关系的研究进展

赵岩 王志强

大肠癌是当今严重威胁人类健康的疾病之一，它是多因素协同作用的结果，其中调控凋亡的基因异常表达在大肠癌发生、发展中起重要促进作用。Survivin和Caspase-9在调控细胞凋亡过程中存在关联，它们的异常激活及失活都与大肠癌的发生密切相关。先前的研究表明Survivin和Caspase-9与大肠癌的浸润、分化、分期、淋巴结转移的关系依然存在争议。两者在大肠癌的诊断、预后及靶向治疗方面具有应用前景。

大肠癌； 凋亡； Survivin； Caspase-9

大肠癌（Colorectal Cancer，CRC）是发生在大肠粘膜上皮和腺体的恶性肿瘤，包括结肠癌和直肠癌。大肠癌发病率在全世界男性恶性肿瘤中排第三位（663，000例，10%），在女性恶性肿瘤中排第二位（571，000例，9.4%）。而在所有消化道恶性肿瘤中大肠癌的发病率排在第二位［1］。随着高动物蛋白饮食在人们饮食结构中的比重增加，我国大肠癌患者数量逐年递增。现代医学研究证明，恶性肿瘤的发生、发展与肿瘤细胞异常增殖、异常分化及细胞凋亡障碍有密切联系，细胞凋亡机制异常是恶性肿瘤发生的重要原因之一，因此研究细胞凋亡与肿瘤的关系，已经成为肿瘤学研究的热点。Survivin、Caspase-9的表达均与大肠癌的发生、发展有关，且二者在调控细胞凋亡方面存在关联。本文就二者在大肠癌的研究进展进行综述。

一、Survivin的简介

（一）Survivin的结构特点和作用机制

Survivin（生存素）是近年来发现的凋亡抑制蛋白（IAP）家族的成员之一，它由耶鲁大学的Altieri等［2］于1997年首次在人类基因组库中分离出来，它目前是IAP中抑制凋亡作用最强的因子。Survivin基因全长14.7 Kb，有142个氨基酸残基，其蛋白分子量约16.2 KD，是IAP中最小的成员［3］。它表达于细胞周期的G2/M 期，定位于细胞有丝分裂的纺锤体［4］。目前己经在细胞核、细胞质和线粒体中发现Survivin的存在。Survivin仅在正常成人的胸腺、睾丸和分泌期子宫内膜表达，而在所有恶性肿瘤中几乎都可检测到Survivin的表达，因此，Survivin被认为是肿瘤的通用抗原［4］。

Survivin的高表达可干扰多种因素诱导的细胞凋亡。其机制主要通过作用于线粒体向胞质释放Cyt C（细胞色素C）过程的末期，通过抑制Cyt C的释放，干扰内源性凋亡信号通路上游启动因子Caspase-9的活化来抑制下游Caspase因子的效应，从而实现抗细胞凋亡作用。Survivin也可以直接抑制下游Caspase因子如Caspase-3 、Caspase-7 等实现抗凋亡作用。亦有研究认为Survivin通过促进细胞有丝分裂而使细胞异常增殖抑制细胞凋亡［5-6］。Survivin的高表达还具有促进肿瘤血管形成的作用，肿瘤血管形成增强，促进了肿瘤生长的速度。研究发现［7-8］，血管内皮生长因子（VEGF）、表皮生长因子（BGF）、血管生成素（Ang）等依赖于Survivin表达上调，使组织血管生成增强，说明Survivin在血管生成过程中起重要作用。所以Survivin既可以直接抑制细胞凋亡，也可以通过促进细胞分裂和组织血管生成，其在肿瘤的发生发展机制中发挥作用。

（二）Survivin与大肠癌

1. Survivn与大肠癌的表达

近些年，关于Survivin在大肠癌中的表达及作用机制的研究一直没有停止。张旭宏等［9］应用免疫组化法发现Survivin的表达与大肠癌组织分化有明显相关性。张伟兴等［10］取50例大肠癌组织，35例腺瘤组织和35例正常组织通过免疫组化SP法检测大肠癌中Survivin的表达，得出Survivin的阳性表达与大肠癌的病期和分化程度有关。鲁蓓等［11］通过检测100例结直肠癌及11例癌旁正常组织中Survivin 的表达情况，得出Survivin的表达与淋巴结转移成正相关，而与肿瘤分化程度无关的结论。郑锦花等［12］亦采用免疫组化SP法检测了40例大肠癌组织、腺瘤组织和正常组织各30例，得出Survivin的表达与大肠癌分化程度无差异性。还有研究证实，随着大肠癌Dukes分期进展，Survivin的表达也是越来越高，存在统计学意义［13］。上述不同实验结果表明Survivin 与大肠癌组织分化程度，临床分期进展的关系依然存在争议，还有待更多的实验研究。

2. Survivn与肿瘤的诊断和预后

由于Survivin在肿瘤细胞中的表达明显不同于正常细胞，所以过去几年Survivn正被用做预测早期肿瘤的一个潜在指标。Lo Muzio等［14］在口腔癌变的研究中发现，33%的癌前病变（无恶性进展）和94%演变为成熟鳞状细胞癌的癌前病变中Survivin表达阳性。这表明Survivin可以作为预测早期恶性肿瘤的指标。在一些实验中，Survivin的高表达与肿瘤的高恶性度和低生存率正相关，如肺癌［15］，食管癌［16］，肝癌［17］。一些研究认为，Survivin的定位可以作为肿瘤预后的标志。一份关于恶性胶质瘤患者的报告显示，细胞质中Survivin的表达与肿瘤预后无关，而细胞核中Survivn的高表达与低生存率显著相关［18］。而另一份非小细胞肺癌的研究中，细胞核中Survivin的表达水平与肿瘤预后不具有联系［19］。

综上，将Survivin作为肿瘤的可靠预后指标还有待进一步验证，但在某些肿瘤中，Survivin作为预后指标仍具有一定参考价值。Survivin将来是否可作为检测大肠癌的可靠肿瘤标志物还需进一步探索。

3. Survivn与大肠癌的靶向治疗

将Survivin作为靶点，利用靶向定位的方法治疗肿瘤也是人们的努力方向，起初这是很困难的，因为Survivin既不是一种酶，也不是一种细胞表面蛋白。而经过进一步研究，现今在抑制Survivin方面已经取得了有效进展，其方式主要有以下四种［3］：（1）抑制Survivin的转录，常用的工具如启动子抑制剂YM155，反义寡核甘酸酶，核酶和SiRNA。（2）在转录后水平抑制Survivin，如CDK抑制剂和HSP90抑制剂。（3）免疫治疗，包括基于CD8+T淋巴细胞的细胞毒活性对抗Survivin特异性抗原表位的疫苗。（4）基因治疗，如转染能够编码抑制Survivin功能的显性负突变体。基于以上四种方法的靶向药物，许多已处于临床试验阶段，并取得有效进展。但如何将靶向Survivin的药物和传统肿瘤治疗方式相结合，在临床上成熟应用于大肠癌的治疗中，使患者利益最大化，这条路还需走很长时间。但更多抗肿瘤靶向药物的成功研制必将为大肠癌的治疗带来更为广阔的天地。

二、Caspase-9的简介

（一）Caspase-9的作用机制

Caspase-9是半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶（Caspase）家族中的一员。先前研究证明，Caspase家族的蛋白酶级联反应控制着细胞凋亡的发生与发展。在级联反应的上游，有凋亡启动因子Caspase-2、Caspase-8、Caspase-9等能在其它蛋白辅助下发生自我活化并识别和激活下游Caspase，作为凋亡执行者诱发细胞凋亡。

Caspase-9是线粒体凋亡途径（内源性凋亡途径）的启动子，当细胞受到凋亡刺激信号后，线粒体释放细胞色素C（Cyt C）及凋亡蛋白酶活化因子（Apaf-1），Caspase-9前体与Cyt C、Apaf-1相结合，形成凋亡小体，激活Caspase-9［20］。既水解pro-Caspase-9为Caspase-9，Caspase-9随后激活其下游Caspase家族的凋亡执行因子如Caspase3、6和7等，构成促进凋亡的Caspase级联反应［21］。因此Caspase-9是线粒体凋亡途径的上游核心因子。

（二）Caspase-9的表达

通过查阅资料发现，在胃癌、肝癌及乳腺癌中，Caspase-9的表达较正常组织降低；而在胰腺癌、肾癌中，Caspase-9的表达却升高，以往用大肠癌研究Caspase-9表达的文献结果亦不同，在木尔扯尔等［22］的研究结果中，Caspase-9 mRNA表达与患者肿瘤部位、是否转移、分化程度以及浸润深度等无关。在东星等［23］和张斌等［24］研究中随着大肠肿瘤恶性程度增高，Caspase-9的表达下降。在耿伟等［25］的研究中，Caspase-9的表达随组织分化程度的增高而增高。针对以上Caspase-9在不同的肿瘤甚至在同种肿瘤中，其表达具有多样性。有学者推测可能因结肠肿瘤组织中有炎细胞的浸润导致了Caspase-9凋亡通路的异常激活，从而促进肿瘤细胞凋亡，最终导致实验结果的不同［22］。但支持这种结论的相关文献国内外目前较少，具有研究价值。或者以上结果的差异是由样本数量引起的误差而造成了不同实验结果。

总之，大肠癌是一个多因素、多步骤、多基因共同作用导致的疾病，原癌基因和抑癌基因的异常突变及凋亡机制的紊乱在癌肿形成过程中起着重要的作用。现在对促细胞凋亡机制的深入研究也已成为肿瘤学研究热点。之前研究表明Survivin基因可通过抑制Caspase途径来抑制细胞凋亡，所以Survivin与Caspase家族成员关系的研究也是近年热点。近些年，关于Survivin和Caspase-9的表达关联性在肝癌，胃癌，乳腺癌中均有研究，但二者在大肠癌中表达相关性的研究较少。联合检测Survivin、Caspase-9是否可以为患者早期诊断、有效判断患者预后及干预治疗提供分子生物学支持，这也是笔者下一步的研究内容。

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（本文编辑：杨明）

赵岩， 王志强. Survivin、Caspase-9的表达与大肠癌关系的研究进展［J/CD］. 中华结直肠疾病电子杂志， 2015， 4（6）：645-647.

Research of the relationship between Survivin and Caspase-9 expression in colorectal cancer

Zhao Yan， Wang Zhiqiang， Hongqi Hospital of Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China
Corresponding author： Wang Zhiqiang， Email： 373433006@qq.com

Colorectal cancer is one of the most serious threaten disease to human health. It is the result of many factors， the abnormal expression of the genes which regulate apoptosis play an important role in the development of colorectal cancer. Survivin and Caspase-9 are associated with the regulation of apoptosis， their abnormal activation and inactivation are closely related to the occurrence of colorectal cancer. Previous studies have indicated that the relationship between Caspase-9、Survivin and the invasion，differentiation， staging and lymph node metastasis of colorectal cancer remain exist controversy. There are clnical value in both of them in the aspects of diagnosis， prognosis and targeted therapy colorectal cancer.

Colorectal cancer； Apoptosis； Survivin； Caspase-9

10.3877/cma.j.issn.2095-3224.2015.06.15

黑龙江省研究生创新科研项目（2014YJSCX-20）

157011 牡丹江医学院红旗医院肿瘤科

王志强，Email：373433006@qq.com

（2015-12-7）