神經(jīng)母細(xì)胞瘤基因治療中Survivin的研究進(jìn)展

王鐵斌 楊明妍 畢峰

腫瘤不僅僅是增殖和分化的異常，凋亡也有異常，細(xì)胞凋亡的抑制與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。神經(jīng)母細(xì)胞瘤是兒童常見的惡性腫瘤[1]，可發(fā)生于腎上腺及有交感神經(jīng)的部位，包括顱內(nèi)、眼眶、胸腔、腹腔、盆腔等，常通過淋巴及血液轉(zhuǎn)移，目前尚無有效治療方法。

Survivin基因是較為重要的凋亡抑制因子，是1997年由Ambrosini等[2]在人類基因組庫(kù)中篩選出來的，Survivin在正常組織中不表達(dá)，而在胚胎組織和大多數(shù)腫瘤組織中高表達(dá)[3]。有研究表明在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中，Survivin常呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài)，說明Survivin及其相關(guān)因子可能在神經(jīng)母細(xì)胞瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用。因此，針對(duì)Survivin的研究可能為腫瘤的基因治療提供新靶點(diǎn)。

1 Survivin的結(jié)構(gòu)

Survivin全長(zhǎng)為14796bp，位于17q25染色體距端粒約3%的位置上，由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成，Survivin基因啟動(dòng)子位于上游的2560～2920bp，啟動(dòng)子區(qū)含2個(gè)AP2位點(diǎn)，3個(gè)NF-κB位點(diǎn)和1個(gè)Sp1位點(diǎn)，大部分人Survivin轉(zhuǎn)錄有賴于Sp1位點(diǎn)。Survivin是IAP家族中分子量最小的，其N端的BIR結(jié)構(gòu)域是Survivin發(fā)揮其抗凋亡能力的重要結(jié)構(gòu)。BIR結(jié)構(gòu)中心是由3條反平行的肽鏈組成的β片層，BIR結(jié)構(gòu)中心的β片層面積大，富含酸性氨基酸，是Survivin蛋白配體結(jié)合區(qū)域,當(dāng)該區(qū)域被磷酸化酶磷酸化后,表面電荷更多，與配體結(jié)合能力更強(qiáng)。Survivin基因編碼以同源二聚體形式存在的蛋白質(zhì)，分子量為16.5KD，二聚體內(nèi)部單體之間的接合部位兩側(cè)殘基94-99形成分子間β片層結(jié)構(gòu)，二聚體連結(jié)處也是干擾Survivin蛋白功能的靶點(diǎn)之一[4]。

目前已發(fā)現(xiàn)5種Survivin基因異構(gòu)體[5]，研究發(fā)現(xiàn)Survivin-2B、Survivin-EX-3兩種異構(gòu)體中Survivin-2B把內(nèi)含子2作為隱蔽外顯子，Survivin-DEx-3序列中缺少外顯子3，Kriega等在胃癌細(xì)胞株中也發(fā)現(xiàn)了這兩種異構(gòu)體，并證實(shí)Survivin-EX-3抗凋亡活性明顯強(qiáng)于Survivin-2B，后者甚至喪失了抗凋亡能力。另外的三種異構(gòu)體大多表達(dá)于胚胎組織，分別為Survivin-40、Survivin-121、Survivin-140。

2 Survivin的分布

在大多數(shù)腫瘤(如神經(jīng)母細(xì)胞瘤、腦膠質(zhì)瘤、原發(fā)性肝癌、乳腺癌等)中都能檢測(cè)到Survivin 基因的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)Survivin也表達(dá)于人體分化成熟的組織，如皮膚黏膜、腸道上皮細(xì)胞、肝小葉、神經(jīng)細(xì)胞、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、睪丸間質(zhì)細(xì)胞等。這表明在人類發(fā)育過程中Survivin基因的表達(dá)可能起著重要作用，由于Survivin幾種異構(gòu)體亞細(xì)胞定位不同，因而在腫瘤細(xì)胞的凋亡與抗凋亡平衡機(jī)制中各自具有不同的生物學(xué)功能[6]。

3 Survivin與細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是細(xì)胞對(duì)環(huán)境的主動(dòng)反應(yīng)，過程受促凋亡因子和凋亡抑制因子的多方面因素調(diào)節(jié)，Survivin是至今發(fā)現(xiàn)作用最強(qiáng)的凋亡抑制蛋白之一，Survivin的抗凋亡作用是受精細(xì)調(diào)控的，并且是耗能過程。研究表明Survivin可抑制活化的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9，但不能抑制活化的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3和7，但只有合用Survivin及HBXIP才可抑制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9的活性[7]。

4 Survivin的調(diào)節(jié)機(jī)制

Survivin以細(xì)胞周期依賴的形式在G2/M期高表達(dá)，而G1期低表達(dá)，Survivin基因可作用于細(xì)胞周期，影響細(xì)胞的分裂。Survivin可與有絲分裂紡錘體的微管特異性結(jié)合,調(diào)節(jié)細(xì)胞有絲分裂[8]，有資料顯示IAP還是細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)因子，如XIAP可使細(xì)胞停滯于G0/G1，這與細(xì)胞周期素A和D1下調(diào)及p21、p27有關(guān)，IAP還可與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子NRAGE、MAGE-D1結(jié)合，影響細(xì)胞分裂[9]。

5 Survivin與血管生成

Survivin與血管形成密切相關(guān)。血管形成過程的核心是血管內(nèi)皮細(xì)胞的形成、增殖，這取決于血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和凋亡平衡。研究表明在正常血管內(nèi)皮細(xì)胞中Survivin量較少,而在新生肉芽組織中Survivin量則較高，這是由于血管生成過程中一些促血管生成因子(如內(nèi)皮生長(zhǎng)因子)上調(diào)了Survivin的表達(dá)、抑制細(xì)胞凋亡，從而促進(jìn)血管內(nèi)皮的增殖[10]。

6 Survivin相關(guān)基因

Survivin與P53、Bcl-2等基因存在密切的關(guān)系，野生型p53可抑制Survivin mRNA，與Survivin呈負(fù)相關(guān)，但p53在組織及細(xì)胞內(nèi)大多以突變型存在，故突變型p53與Survivin常呈正相關(guān)，有研究表明Survivin與p53存在結(jié)合位點(diǎn)[11]，這說明p53可對(duì)抗Survivin蛋白的抗凋亡活性，p53的抑癌效應(yīng)也可通過抑制Survivin基因的功能來實(shí)現(xiàn)。有報(bào)道稱Survivin與Bcl-2在腫瘤中呈正相關(guān)，Survivin與Bcl-2的這種相關(guān)性在肝癌、胃癌、結(jié)腸癌等腫瘤中也得到了證實(shí)。

7 Survivin作為治療新靶點(diǎn)

基因治療從廣義上講就是將某種遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到患者的細(xì)胞內(nèi)，使其在體內(nèi)發(fā)揮作用，以達(dá)到治療疾病的目的，目前基因治療主要采用以下幾種方法：基因矯正、基因增補(bǔ)、基因失活、基因置換。由于Survivin在許多腫瘤中的高表達(dá),使其阻斷性抗體免疫治療或基因治療成為可能，并具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。反義RNA技術(shù)是針對(duì)與疾病發(fā)生直接相關(guān)的基因設(shè)計(jì)特異性siRNA，它在mRNA水平封閉目的基因的表達(dá)，具有特異性、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，它可使目的基因失活達(dá)到基因治療的目的。因此，針對(duì)Survivin為靶點(diǎn)的基因治療有可能成為基因治療的一個(gè)新的突破口，已有小分子抑制或反義寡核苷酸鏈技術(shù)應(yīng)用于臨床，并發(fā)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)抑制Survivin基因?qū)φ＜?xì)胞無抑制作用。

基因治療作為一門新興的學(xué)科，其發(fā)展過程非常迅速，在很短的時(shí)間內(nèi)已由實(shí)踐階段漸漸地過渡到臨床，并在遺傳性疾病、心血管疾病、腫瘤和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等疾病中取得了突破性的進(jìn)展。自從發(fā)現(xiàn)Survivin基因以來，人們就對(duì)其結(jié)構(gòu)及分布、亞細(xì)胞定位、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、抑制凋亡、與腫瘤的關(guān)系等方面進(jìn)行了深入的研究，已在理論及實(shí)驗(yàn)等方面取得了重大的成果，但仍有許多問題尚不成熟，同時(shí)也存在一些負(fù)面效應(yīng)，如Survivin在人體細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)與體內(nèi)生理信號(hào)變化之間的精細(xì)調(diào)控、Survivin抗凋亡的分子機(jī)制等，由于Survivin在正常組織細(xì)胞中也有表達(dá),針對(duì)Survivin的治療也可能影響到人體正常細(xì)胞，如何最小限度地影響正常細(xì)胞功能還需進(jìn)一步明確，隨著對(duì)Survivin的更深入了解，我們一定會(huì)為腫瘤的基因治療尋找到新靶點(diǎn)、新途徑。

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