Survivin与肺癌的研究进展

魏　征蔡小平　张俊萍　(河南省中医药研究院，河南　郑州　450004)



Survivin与肺癌的研究进展

魏征1蔡小平张俊萍(河南省中医药研究院，河南郑州450004)

〔关键词〕Survivin;肺癌

1南京中医药大学

第一作者:魏征( 1983－)，男，在读博士，主治医师，主要从事中西医结合治疗恶性肿瘤研究。

肺癌的发生发展是一个十分复杂的过程，肺癌的发病不仅和细胞增殖、分化异常有关，也与细胞过度凋亡有关。肺癌发病是众多基因参与的结果，而Survivin基因是其中最强的抑制凋亡因子，因Survivin特殊结构性质和组织分布，使其成为目前肿瘤分子生物学研究的热点〔1〕。

1 Survivin的结构、分子生物学特征及组织分布

Survivin是从人类基因组P1库中筛选克隆的，其基因编码区与效应细胞蛋白酶受体( EPR)－1基因序列大致相同，但排列方向相反，Survivin基因有6个核苷酸插入及5个核苷酸序列变化，定位于第17对染色体的q25带。其中包括70个氨基酸残基的杆状病毒凋亡抑制蛋白( IAP)重复序列，是Survivin抑制细胞凋亡作用的主要结构域，其对维持Survivin蛋白稳定性及与周期蛋白依赖性蛋白激酶( CDK) 1相互作用调节细胞周期有重要作用〔2〕。

Survivin基因的表达集中在分化未成熟的组织及胚胎内，其表达具有明显组织选择性。在人体内除甲状腺、胸腺、子宫内膜有微量表达及成年男性精子成熟期有过量表达外，所有分化成熟的组织几乎都检测不到Survivin，这与IAP家族其他成员及另一重要凋亡抑制因子Bcl－2在成人正常组织中有不同水平广泛表达有明显不同。而在大多数常见肿瘤组织内，其表达异常增高，Survivin表达率为34%～100%〔3〕。

2 Survivin的生物学功能

2. 1 Survivin与细胞凋亡研究发现，Survivin是最强的凋亡抑制因子，Survivin是高表达可抑制多种因素诱导的细胞凋亡。多数学者认为Survivin是通过直接或间接作用于半胱天冬氨酸蛋白酶( Caspase)发挥抗凋亡作用的，Caspase是细胞凋亡的核心机制〔4〕。有研究者认为Survivin能直接抑制终末效应蛋白Caspase－3和Caspase－7，从而抑制细胞凋亡，其机制主要是通过抑制细胞凋亡调控因子Bax/细胞色素C和Fas/Caspase－8信号通路，从而诱导下游分子Caspase活化和凋亡，通过作用于各个凋亡途径的汇集点而发挥作用〔5〕。研究表明〔6〕，Survivin可以通过与周期蛋白激酶p34CDC2、CDK4等相互作用阻断凋亡转导通路，但与其他凋亡抑制因子不同，Survivin的表达具有周期特异性，选择性表达在细胞周期的DNA复制后期/分裂期( G2/ M期)，可以与纺锤体纤维结合，阻断Caspase对纺锤体的水解，有利于保护细胞完成有丝分裂而抑制细胞凋亡〔7〕。

2. 2 Survivin与细胞周期调控Survivin基因的启动子含有3个细胞周期依赖性因子( CDE)和1个细胞周期同源性区域( CHR)，而它们是DNA复制前期( G1期)抑制元件，调节G2/M期基因表达的半衰期，所以Survivin基因只在G2/M期表达，具有细胞周期性，研究者〔8〕发现在G1期Survivin mRNA呈微量表达，在复制期( S期)细胞Survivin mRNA呈翻倍生长。梁伟等〔9〕应用靶向Survivin的RNA干扰( RNAi)载体转染人套细胞淋巴瘤细胞，发现Survivin基因沉默可使G2/M期细胞百分率升高，S期细胞百分率下降，导致细胞周期阻滞，从而促进肿瘤细胞凋亡。

2. 3 Survivin与血管形成Survivin参与毛细血管网的形成，介导血管内皮生长因子( VEGF)、血管形成素( Ang)－1和成纤维细胞生长因子( bFGF)抑制血管内皮细胞凋亡，促进血管生成。Wang等〔10〕通过体内外实验证实Survivin调节神经胶质瘤血管生成主要是通过上调VEGF、bFGF、血小板衍生因子( PDGF)而完成的。Sun等〔11〕报道bFGF促进肝细胞癌凋亡可能是通过蛋白激酶B途径上调Survivin的表达，从而加速肿瘤细胞增殖和血管生长，为肿瘤生长和侵袭提供有利条件。

3 Survivin与肺癌的早期诊断及预后

Survivin表达上调提示形态学尚正常的组织存在癌变可能，Survivin有望成为一种新的肺癌早期诊断指标。Survivin在癌组织中的表达与恶性肿瘤的侵袭性及预后有关。Huang等〔12〕分析2 517例非小细胞肺癌( NSCLC)中Survivin的表达，结果提示Survivin是肺癌的一个不良预后指标。Wang等〔13〕研究210例NSCLC组织标本中Survivin及VEGF－A表达与患者生存率之间的关系，结果表明，有112例肺癌Survivin呈阳性表达，其表达程度和临床分期呈正相关; Rosato等〔14〕研究显示只有在NSCLC中survivin的表达可影响预后，而在小细胞肺癌中其表达与预后无关。

4 Survivin与肺癌的治疗

4. 1 Survivin与肺癌的化学治疗Survivin基因的过表达与化疗敏感性密切相关。Yang等〔15〕研究发现人肺癌多药耐药细胞株的Survivin表达均高于敏感细胞株，靶向Survivin小干扰RNA( siRNA)作用于耐药细胞株后，顺铂( DDP)和紫杉醇的半抑制浓度( IC50)值较未经siRNA转染组显著降低，该实验认为Survivin高表达参与人大细胞肺癌多药耐药株H460/cDDP获得耐药。Liu等〔16〕评估靶向Survivin siRNA作用于耐药细胞株A549/DDP后，使细胞周期阻抑于G2/M期，DDP的IC50值和耐药性明显降低，其机制可能是通过下调肺耐药蛋白和单克隆兔抗人细胞周期蛋白－1、上调caspase－3的表达来完成的。

4. 2 Survivin与肺癌的放射治疗Survivin参与肿瘤放疗抵抗主要是通过损伤细胞DNA，影响细胞的增殖状态，改变细胞周期运行，最终引起肿瘤细胞增殖性死亡或凋亡。Lu等〔17〕发现3 Gy的放射剂量可降低人类正常细胞中Survivin的表达、促进细胞凋亡，而在肿瘤细胞中未见明显变化; Yang等〔18〕通过体内外实验观察靶向Survivin基因干扰表达载体pGenesil－2－Survivin联合放疗对肺癌细胞H1650、H460、A549、H1975的影响，均证实靶向Survivin RNAi杀伤作用强于单用放射治疗，二者联合强有力地杀灭肿瘤细胞。

4. 3 Survivin与肺癌的基因治疗

4. 3. 1反义寡核苷酸( ASODN) ASODN转染技术〔19〕可多途径介导靶器官mRNA降解，通过干扰DNA复制、转录、加工和翻译等多途径抑制或封闭靶基因表达，使靶基因功能丧失，从而治疗疾病，是目前最有可能应用于临床的基因疗法。褚静英等〔20〕研究在不同浓度的Survivin ASODN作用于A549细胞株，结果显示剂量均能诱导细胞凋亡，抑制效应呈剂量依赖性。因此Survivin ASODN有望应用于肿瘤的辅助治疗之中。梁超等〔21〕构建VEGF与Survivin基因反义核苷酸以脂质体转染人肺腺癌A549细胞，观察细胞的生长。结果显示抑制人肺腺癌细胞的增殖，延长细胞周期。因此Survivin ASODN有望应用于肺癌的辅助治疗之中。

4. 3. 2核酶核酶靶向破坏Survivin mRNA技术的机制为:核酶是由RNA组成的酶，是具有切割活性的反义核酸，通过碱基配对与靶RNA结合，并切割破坏RNA，抑制RNA翻译，阻断蛋白质的合成。Fei等〔22〕将四种锤头状核酶R1～4分别切割Survivin mRNA，核酶合成后将克隆复制到缺陷的腺病毒载体，并转染肝癌细胞，体内外实验证实R1、R3、R4核酶降低Survivin mRNA和蛋白的表达水平，且三者联合作用后抑制更强，通过Caspase－3途径肿瘤细胞凋亡率增加。

4. 3. 3干扰RNA近年发现的RNAi是研究基因表达、调控与功能的新技术，RNAi技术利用与目的基因序列互补的siRNA导入靶细胞，促使靶细胞mRNA降解，诱使细胞特定基因缺失，从而特异地阻断体内特定基因的表达〔23〕。Chen等〔24〕发现慢病毒表达载体介导的RNAi技术对Survivin基因有明显下调作用，肺癌A549细胞软琼脂集落形成减少，增殖活性受抑制，凋亡率明显升高。

4. 3. 4 Survivin显性负突变体Survivin显性负突变体是通过干扰内源性Survivin磷酸化过程，从而促使Caspase－9凋亡信号通路形成，从而诱导肿瘤细胞凋亡，可以增强肿瘤细胞对化疗和放疗的敏感性。Shan等〔25〕将Survivin T34A质粒转染A549肺癌细胞，并构建小鼠Lewis皮下移植瘤动物模型，结果显示肿瘤微血管密度减低，凋亡细胞增加，肿瘤生长速度受到明显限制。综上，Survivin在肿瘤组织中表达、分布的独特性，日渐受到人们的广泛关注。以Survivin为靶点开辟肺癌治疗新的思路，Survivin基因具有巨大的潜在临床应用价值。但Survivin发挥抑制细胞凋亡和促使肺癌发展途径和机制，有待深入研究。

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〔2014－08－10修回〕

(编辑王一涵)

通讯作者:蔡小平( 1964－)，男，主任医师，硕士生导师，主要从事中医内科学研究。

基金项目:国家临床重点专科建设项目( ZJ1601ZL041)

〔中图分类号〕R730. 231

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202( 2016) 02-0490-03;

doi:10. 3969/j. issn. 1005-9202. 2016. 02. 113