凋亡蛋白抑制因子Survivin的研究进展

金 玲，丁丽娜，于 烁，陈英新

(吉林大学口腔医院 VIP综合科，吉林 长春130021)

凋亡抑制蛋白(the inhibitor of apoptosis protein，IAP)家族有8位成员，包括X染色体连锁的凋亡抑制剂(X-linked inhibitor of apoptosis，XIAP)，cIAP1，cIAP2， NLR家族(NAIP)，livin，IAP相似蛋白2(ILP2)，BRUCE和survivin。Survivin是IAP家族中抗凋亡作用最强的成员，于1997年首次被发现。Survivin在正常组织、癌前组织、各种癌症中的表达率均不同，即survivin表达具有特异性，因此，它在肿瘤诊断、预后判断等方面成为核心。近年来survivin与肿瘤的关系受到越来越多人的重视，本文主要从survivin的结构、生物学特性，及其与肿瘤的关系方面对其进行阐述。

1 Survivin的概述

1.1 Survivin的结构

凋亡抑制基因survivin于1997年由耶鲁大学的Ambrosini等[1]人应用效应细胞蛋白酶受体-1(effector cell protease receptor-1,EPR-1)cDNA从人类基因库中筛选出来，是迄今为止发现的IAP家族中凋亡抑制作用最强的蛋白。它定位于人染色体17q25基因组，全长14.7 kb，编码分子量16.5 kDa，含有3个内含子和4个外显子[2]。其mRNA长1.9 kb，表达产生由142个氨基酸组成的蛋白。异构体包括survivin,survivin-2B,survivin-ΔEx-3,survivin-3B,和survivin-2-alpha。Survivin在IAP家族中相对分子质量最小，仅含有一个N端杆状病毒IAP重复序列(Baculovirus IAP Repeats，BIR)结构域和一个长的C端α-螺旋结构域，缺乏锌环指结构[3]。BIR结构域与survivin的抗凋亡功能密切相关，C端α-螺旋结构域可以与纺锤体微管蛋白结合并稳固纺锤体结构，可能与survivin调控细胞有丝分裂有关[4]。

1.2 Survivin的生物学特性

1.2.1抑制细胞凋亡

细胞凋亡是细胞在死亡信号刺激后发生的一系列级联式激活的主动性的细胞死亡过程[5]。细胞凋亡过程受凋亡抑制因子如Bcl-2、Bcl-x、survivin等因子以及凋亡促进因子Bax、caspase等因子的共同作用[6]。Caspase家族在诱导细胞凋亡中起着核心作用，其级联式激活并溶解蛋白，是多条凋亡通路汇聚点，亦是执行凋亡的最终途径[5]。Survivin是迄今为止发现的作用最强的凋亡抑制因子，其抗凋亡的作用机制一直存在争议，目前研究较为明确的两条途径分别是：(1)Survivin直接作用于caspase，主要是抑制caspase-3和caspase-7的活性，阻断细胞凋亡过程[7]。(2)Survivin也可以通过p21间接抑制caspase，其机制为survivin与Cdk4形成复合物，导致了p21从p21与Cdk4的复合物中释放出来，并且与线粒体procaspase-3相互作用，从而抑制Fas介导的细胞凋亡[8]。

1.2.2参与细胞周期调控

Survivin是IAP家族中惟一与细胞周期密切相关的凋亡因子。Survivin为介于细胞周期进程和控制细胞凋亡之间的界面分子。Survivin具有细胞周期依赖性，它只在细胞周期中的G2/M期表达并可调节G2/M期[7]。Fengzhi Li等[9]研究证实survivin在G1期表达极其微量，在S期增加了6.2倍，在G2/M期增加了40倍。在有丝分裂初期，survivin与纺锤体微管发生特异性结合，这种反应受微管动力学调控。干扰survivin与微管反应，可导致survivin丧失抗细胞凋亡功能，并增强caspase-3的作用。这种机制参与有丝分裂期间的细胞死亡。Fengzhi Li等[10]另一研究证明干扰细胞凋亡抑制剂survivin的表达或功能可以导致细胞周期中G2/M期的caspase依赖途径细胞死亡，和以中心体失调、多极有丝分裂纺锤体以及多核、多倍体细胞为特征的细胞分裂缺陷。Survivin在癌症中的过表达可以跨越细胞周期检测点，从而通过有丝分裂促进转化细胞的异常进程。

1.2.3促进血管形成

Survivin过表达可以抑制血管内皮细胞凋亡、促进新生血管形成，进而促进肿瘤的血管生成。Daniel S.O'Connor等[11]采用血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)两种分裂素刺激静止期的内皮细胞，可诱导survivin升至16倍。分裂素刺激使survivin RNA在内皮细胞中的表达迅速上升，在体外培养6-10小时后达到峰值，24小时后开始下降。而炎性细胞因子、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-1(IL-1)并没有诱导survivin在内皮细胞中表达。曾有研究显示survivin参与形成毛细血管网、介导VEGF、bFGF和血管形成素(Angiopoietin-1 ，Ang-1)，抑制血管内皮细胞的凋亡。其中，VEGF可使survivin表达明显上调，survivin高表达可通过抑制caspase介导的细胞凋亡途径保护新形成还未成熟的肿瘤血管内皮细胞，使其躲避凋亡，从而可以产生更多VEGF。内皮细胞中蛋白激酶和survivin介导的抗凋亡通路的激活有助于维持血管结构中Ang-1稳定[12]。综上所述，survivin和VEGF在血管形成中有密切联系，VEGF可以提高血管内皮细胞中的survivin表达水平，内皮细胞在血管形成中依赖于survivin的表达上调；Ang-1的作用与survivin表达上调相关。

2 Survivin与口腔鳞状细胞癌

Survivin广泛表达于胎儿发育时期，而在终末分化的成人组织中(除胸腺、生殖腺外)未见表达，但在大多数肿瘤中都有表达。Survivin与增殖、血管形成、口腔致癌作用以及口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma，OSCC)相关，可以作为癌症标记物。OSCC是世界第六大最常见的恶性肿瘤，并且是发展中国家的第三大常见癌症，尤其在东南亚国家和印度高发;OSCC也是口腔最常见的恶性肿瘤，占口腔所有肿瘤的90%，5年生存率只有35%-50%[13]。

L.Lo Muzio等[14]学者的实验表明survivin高表达是口腔癌变的早期事件，它也有可能成为癌前病变进展为癌变的一个诊断标志。Amita Negi等[13]学者研究表明survivin在口腔白斑和OSCC中呈高表达，这种高表达可以作为在OSCC的发生和发展中的一个早期现象，也就是肿瘤发生的早期标志。Yong-Hun Kim等[15]学者证实survivin表达与淋巴结转移和增殖之间呈正相关，但与肿瘤分化、微观血管密度、TNM分期没有显著关系。Survivin过表达对患者生存率有显著的负面影响，也就是说survivin可能作为OSCC预后的重要癌症标记。据国内外大量研究显示，survivin几乎在所有癌症中都呈高表达，因此，survivin已成为新型癌症靶向治疗药物的靶点。国内外专家们一直致力于开发以survivin为靶点的药物。Mahsa Mobahat等[16]学者总结整理了目前survivin主要种类的治疗药物，包括在转录水平起作用和抑制survivin转录的药物，和抑制survivin在翻译后水平的药物，以及包括基于CD8+T淋巴细胞细胞毒活性对抗特定survivin抗原表面的疫苗，还有基因治疗方法(转染显性失活突变体等)。近年来，恶性肿瘤的综合治疗方法中，应用诱导缓解+手术治疗+术后放化疗等序列治疗来提高晚期癌症患者的5年生存率，已被多数学者公认。

综上所述，survivin在肿瘤方面可能存在以下四种作用：(1)Survivin作为肿瘤早期诊断的标志物；(2)Survivin参与肿瘤的发生发展；(3)Survivin作为癌症的预后标志；(4)Survivin作为癌症潜在的治疗靶点。

3 Survivin与其他肿瘤

Survivin广泛表达于胚胎和胎儿组织,但在正常成人组织中检测不到。然而,Survivin在几乎所有人类恶性肿瘤中都有表达升高，包括膀胱癌，肺癌，乳腺癌，胃癌，食道癌，肝癌，卵巢癌和血液学的癌症等等。通过免疫组织化学方法检测蛋白质和通过聚合酶链反应技术检测mRNA表明，Survivin在肺癌中表达率最高(85.5%)，其次为食道癌(80.0%)，第三为乳腺癌(70.70-90.2%)[3]。

4 展望

目前，survivin的结构功能、生物学特性等方面已经被了解的相当透彻了。但是以survivin为癌症治疗靶点的药物大多还都只是在研制中，真正开发并应用于临床还需要数年或者数十年的路要走。一旦真的成功应用于临床，将会取得显著的疗效，大大降低癌症患者的发生率及死亡率。此外，OSCC预后不良的主要原因之一是缺乏重要和独特的分子肿瘤标志物来评估风险和预后。虽然存在大量的OSCC肿瘤标志物和相关危险因子，但是它们作为预后标志受到了质疑。因此，确定准确的预后标志来协助医生更精确的判断病变分期和预测患者的预后就显得尤为重要。

作者简介：金玲(1989-)，女，吉林大学口腔医学院研究生在读；陈英新(1962-)，男，教授，硕士生导师，研究方向为口腔黏膜病。

参考文献：

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[16]Mahsa Mobahat,Aru Narendran，Karl Riabowol.Survivin as a Preferential Target for Cancer Therapy[J].International Journal of Molecular Sciences,2014,15(2):2494.