Survivin及其與腫瘤耐藥相關(guān)性的研究進展

王玉波綜述，盧兆桐審校

Survivin是凋亡抑制蛋白家族的成員，是目前發(fā)現(xiàn)的最強的凋亡抑制因子，是一個既可以抑制凋亡，又可以調(diào)節(jié)細胞有絲分裂的雙功能蛋白。Survivin高表達于幾乎所有惡性腫瘤組織，而在分化成熟的正常組織中（胸腺和生殖腺除外）幾乎不表達。大量研究發(fā)現(xiàn)，Survivin在腫瘤發(fā)生、發(fā)展以及化療耐藥過程中起著重要作用。本文主要就Survivin參與腫瘤耐藥的機制及其在腫瘤治療中的應(yīng)用做一綜述。

1 Survivin的分子結(jié)構(gòu)及生物學(xué)活性

Survivin是1997年由耶魯大學(xué)Ambrosin等[1]用效應(yīng)細胞蛋白酶受體-1 （effector cell protease receptor-1，EPR-1）cDNA在人類基因組庫的雜交篩選中首次分離出來的凋亡抑制蛋白（IAP）家族成員，定位于人類染色體17q25，基因全長14.7kb，含有3個內(nèi)含子和4個外顯子。分子量為16.5kD的Survivin蛋白含有142氨基酸殘基，與IAP其它家族成員相比，其結(jié)構(gòu)較為獨特，只含有一個半胱氨酸／組氨酸的桿狀病毒重復(fù)區(qū)序列（baculovirus lAP repeat，BIR）功能區(qū)，無環(huán)指結(jié)構(gòu)，代之以一個由40個氨基酸組成的α螺旋結(jié)構(gòu)，通過α螺旋結(jié)構(gòu)與細胞分裂微管結(jié)合，進而起到抑制細胞凋亡的作用[2]。

Survivin的mRNA前體經(jīng)過不同的剪切，除Survivin外，還會產(chǎn)生 Survivin-ΔEx3、Survivin-2B、Survivin-3B、Survivin-2α 4種剪切異構(gòu)體，只有Survivin和Survivin-3B具備完整的BIR結(jié)構(gòu)域，翻譯出的蛋白也因而具備不同的結(jié)構(gòu)和功能。Survivin的磷酸化修飾是決定其功能的重要因素，Survivin的磷酸化位點是 34位的蘇氨酸 （Thr34），阻斷Survivin的磷酸化可使Survivin功能喪失，進而導(dǎo)致細胞凋亡，磷酸化的Survivin為細胞存活或凋亡的關(guān)鍵[3]。

2 Survivin在細胞中的定位及細胞周期分布

Survivin存在兩種不同的亞細胞定位，即位于細胞核中和細胞漿中，Survivin兩種不同的定位是由于其轉(zhuǎn)錄后修飾不同而引起的。RQi等[4]應(yīng)用免疫組化法分析了142例結(jié)直腸癌患者腫瘤標(biāo)本,結(jié)果顯示109例 （76.8%）Survivin表達于細胞核，29例（20.4%）表達于細胞漿，Survivin細胞核中表達者預(yù)后較好，而細胞漿中表達者則提示預(yù)后不良，兩者有顯著性差異，由此得出Survivin在細胞內(nèi)的定位決定著結(jié)直腸癌生物學(xué)行為的結(jié)論；同時蛋白印記實驗顯示Survivin主要以非溶解形式存在，而溶解形式的Survivin與結(jié)直腸癌患者預(yù)后更相關(guān)，而不是細胞核和細胞漿中Survivin的總量。另有研究證實糖原合成酶激酶3β可促使Survivin由細胞漿轉(zhuǎn)移至細胞核，致使細胞周期停留在G1期，從而增加對化療藥物的敏感性[5]，Survivin不同定位各自的作用及其調(diào)控機制有待進一步探討。

在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中，Survivin特異性地表達于細胞周期的G2/M期[6]，有利于細胞克服G2/M期的檢查點，完成異常的有絲分裂，使腫瘤細胞逃避凋亡。Zhang等[7]采用小分子干擾RNA（siRNA）技術(shù)抑制Survivin基因的表達，進而可抑制卵巢癌耐藥細胞系SKOV3/DDP的生長，使細胞周期停留在G1/G0期，從而提高其化療敏感性。并已有研究發(fā)現(xiàn)細胞有絲分裂的調(diào)控作用和腫瘤多藥耐藥性密切相關(guān)[8]。

3 Survivin在腫瘤血管形成中的作用

新血管生成是腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的必要條件，血管形成過程的核心是血管內(nèi)皮細胞的分裂增殖。Tran等[9]研究顯示Survivin可有效地維持微小血管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，促進血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的內(nèi)皮細胞保護功能，抵抗化療藥物對血管內(nèi)皮細胞的致凋亡作用。Virrey等[10]發(fā)現(xiàn)Survivin在神經(jīng)膠質(zhì)瘤血管內(nèi)皮細胞高表達，而在正常腦血管內(nèi)皮則沒有表達。為確定是否是Survivin的高表達導(dǎo)致了神經(jīng)膠質(zhì)瘤的耐藥，Virrey應(yīng)用慢病毒小分子干擾RNA下調(diào)Survivin的表達，結(jié)果顯示其可增強化療藥物的敏感性；相反，正常腦血管內(nèi)皮強制Survivin表達則起到一種免受化療藥物毒性的保護作用，從而證實Survivin是血管內(nèi)皮的保護性基因，亦說明神經(jīng)膠質(zhì)瘤的耐藥可能與Survivin的高表達有關(guān)。另有研究發(fā)現(xiàn)Survivin的剪切異構(gòu)體之一Survivin-ΔEx3在調(diào)節(jié)血管發(fā)生中起著重要作用[11]，對各剪切異構(gòu)體與血管發(fā)生的關(guān)系及機制的研究有著重要的意義。

4 Survivin抑制細胞凋亡的作用

細胞凋亡主要有兩種途徑，即線粒體途徑和死亡受體途徑。Survivin可抑制兩種凋亡途徑下游的共同通路，即Caspase-3和Caspase-7效應(yīng)蛋白的活性，從而阻斷由凋亡基因和化療藥物等引起的細胞凋亡過程[12]。采用反義核酸技術(shù)抑制Survivin基因的表達則可誘導(dǎo)腫瘤細胞的凋亡，并能增加腫瘤細胞對化療藥物的敏感性，說明Survivin參與化療藥物誘導(dǎo)的腫瘤細胞的凋亡過程[13]。Li等[14]通過化學(xué)方法合成含142個氨基酸殘基的高精度Survivin蛋白，將其與重組體XIAP（與Survivin同為IAP成員）對比，抑制實驗發(fā)現(xiàn)XIAP可高效率抑制Caspase-3，而高出XIAP濃度甚至幾千倍的Survivin卻并沒見抑制作用，由此認為Survivin并非直接抑制Caspase。運用泛Caspase抑制劑只能部分降低Survivin的抗凋亡能力，亦證實Survivin在非Caspase依賴的凋亡途徑中發(fā)揮調(diào)控作用[15]。

5 Survivin在化療耐藥中的作用

化療耐藥是當(dāng)今惡性腫瘤治療的一大難題，也是綜合治療失敗的一個重要原因。有研究結(jié)果表明，誘導(dǎo)惡性腫瘤細胞凋亡是化療藥物發(fā)揮殺傷作用的重要機制之一，而凋亡抑制基因的過度表達導(dǎo)致了凋亡抑制，與化療耐藥有密切關(guān)系[16]。胃癌耐藥細胞系BGC-823/R的耐藥程度與凋亡誘導(dǎo)減少呈平行關(guān)系，隨著對多西紫杉醇耐藥性的增加，Survivin表達呈上升趨勢[17]；沉默Survivin基因表達在急性髓細胞白血病中可逆轉(zhuǎn)化療耐藥[18]，均說明Survivin在化療耐藥中起著不可替代的作用。

多藥耐藥是指腫瘤細胞對一種抗腫瘤藥物出現(xiàn)耐藥的同時，對其它結(jié)構(gòu)不同、作用靶位不同的抗腫瘤藥物也產(chǎn)生耐藥的現(xiàn)象。有研究發(fā)現(xiàn)，Survivin強大的凋亡抑制作用與腫瘤多藥耐藥有關(guān)[19]，高慶等[20]應(yīng)用免疫組化法研究發(fā)現(xiàn)，卵巢癌中Survivin與多藥耐藥基因mdrl的表達蛋白P-糖蛋白（P-gp）存在共同表達，呈正性相關(guān)。Survivin mRNA和蛋白表達在肺癌多藥耐藥細胞系H460/cDDP顯著高于其親本細胞系H460，應(yīng)用脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染技術(shù)將siRNA Survivin轉(zhuǎn)至H460/cDDP可以顯著增強其化療敏感性，對順鉑及紫杉醇的IC50均明顯降低[21]，說明Survivin高表達在多藥耐藥發(fā)生中的作用亦不容忽視。腫瘤組織中Survivin表達亦可影響對放療的療效，Ma等[22]研究顯示Survivin高表達能降低肝癌細胞對放療的敏感性，抑制 Survivin表達則對放療有增敏作用[23]。

6 Survivin在腫瘤治療中的應(yīng)用

目前針對Survivin的靶向腫瘤治療主要有藥物和基因治療兩個方面。以Survivin為靶點的藥物治療，可通過抑制其磷酸化（如周期素依賴蛋白激酶抑制劑）和阻止有絲分裂微管的裝配（如長春新堿）來實現(xiàn)；以Survivin為靶點的基因治療，主要包括反義寡核苷酸片段、RNA干擾（small interfering RNA,siRNA）、顯性負突變體、核酶技術(shù)等[24，25]。 另外還有應(yīng)用Survivin的cDNA、RNA、蛋白質(zhì)或肽段的免疫治療以及Survivin啟動子的應(yīng)用[26]。這些治療策略最終引起Survivin的表達減少而誘發(fā)腫瘤細胞凋亡，或可提高化療和放療的敏感性而誘導(dǎo)其凋亡，使腫瘤的增殖減慢，對正常細胞則無影響。

綜上所述，Survivin參與細胞凋亡、細胞有絲分裂的調(diào)控作用，與腫瘤化療耐藥密切相關(guān)。但Survivin基因的作用機制和化療耐藥機制均極為復(fù)雜，目前對Survivin及各剪切異構(gòu)體的正常生物學(xué)功能和在腫瘤化療耐藥中的作用機制還遠未清楚，以Survivin為靶向的腫瘤治療才剛剛開始，很多問題尚待解決。進一步研究其有關(guān)的機制以及針對Survivin作為靶基因的治療，對最終克服化療耐藥將具有重要的意義。

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