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1、浅论survivin与鼻咽癌的研究现状【摘要】 鼻咽癌是我国南方常见的恶性肿瘤之一,放射治疗是首选的治疗方法,单纯放疗后5a生存率可达50%,然而还有部分患者对放疗不敏感,预后较差。survivin是凋亡抑制蛋白家族成员之一,是目前发现的最强的凋亡抑制因子,能抑制细胞凋亡,调节细胞周期,促进细胞分裂,参与血管形成。它特异性表达于胚胎组织及人类大多数恶性肿瘤组织中,而在分化成熟的正常成人组织中不表达或低表达,这种高度的组织表达特异性提示survivin是一个具有潜在价值的肿瘤标志物,与肿瘤的诊断、预后密切相关,有望成为肿瘤靶向治疗的理想新靶点。研究发现,Survivin在鼻咽癌组织中存在高表达现
2、象,以survivin为靶点的治疗方法可能为临床鼻咽癌治疗开辟新途径。本文就survivin与鼻咽癌的研究现状作一综述。【关键词】 生存素/survivin;鼻咽癌;综述文献survivin是凋亡抑制蛋白家族成员之一,是目前发现的最强的凋亡抑制因子,它具有高度的组织表达特异性及强大的抗凋亡活性,自发现以来即成为肿瘤学家研究的重点。本文主要就survivin的结构和生物学功能以及survivin与鼻咽癌关系的研究现状做一综述。 1 Survivin的结构及生物学功能 survivin的结构 survivin是Ambrosini等1于1997年利用人类效应细胞蛋白酶受体1的cDNA在人类基因库中筛
3、选分离出的一种凋亡抑制基因,该基因定位于染色体17q25,全长15kb,含4个外显子和3个内含子, 其编码的蛋白包含142个氨基酸,分子量为。survivin是IAP家族中分子量最小但抗凋亡活性最强的成员,IAP家族一般含有23个串联的含有半胱氨酸/组氨酸共有序列在内的由70个氨基酸组成的杆状病毒凋亡抑制蛋白重复结构,以及羟基末端的环指结构,其中BIR是发挥抗凋亡作用功能的结构。survivin只含单一的BIR序列,且羧基末端不含环指结构,代以44个氨基酸形成的交织螺旋结构,该结构是survivin与纺锤体微管结合的位点。 survivin的异构体 survivin前体mRNA经选择性剪接后可
4、产生不同的剪接异构体。1999年Mahotka等2首先在肾癌细胞中发现了两个survivin的异构体,即survivinEx3和survivin2B,前者序列中缺少外显子3,具有抗凋亡活性,而后者是把内含子作为隐蔽的外显子,不具抗凋亡活性,相反可以作为天然存在的survivin的拮抗剂。进一步研究还发现了第3个survivin异构体survivin3B,该异构体也保留了抗凋亡特性。survivin及其剪接异构体可能在肿瘤进展中发挥作用,但其具体的作用机制还有待进一步的研究探讨。 survivin的组织表达 survivin具有高度的组织表达特异性,在胚胎和发育成熟的胎儿组织中表达,在除胸腺、睾
5、丸、分泌期子宫内膜、胎盘外的分化成熟的正常成人组织中不表达或低表达,而在绝大多数恶性肿瘤组织中则高表达。Tamm等3采用NCI抗肿瘤药物筛选程序中的60种人类肿瘤细胞株,结果发现60种肿瘤细胞株均有survivin的表达。 survivin在肿瘤细胞中表达存在两种不同的亚细胞定位,即定位于细胞核或细胞浆中,有研究4报道,survivin同时在胞浆和胞核表达。也有文献5报道,survivin阳性染色主要定位于细胞浆,或者细胞核6,这可能与不同的肿瘤组织survivin的转录后修饰不同,定位于细胞有丝分裂的不同时期有关。survivin亚细胞定位的多样性使其具有复杂的生物学功能,有关survivi
6、n亚细胞定位与肿瘤预后价值的国内外文献报道存在较大争议。有研究认为survivin胞核染色阳性患者预后差,生存期短,可作为独立的预后评估指标,而胞浆阳性者与预后和肿瘤进程无明显相关7。也有学者认为其胞核表达可改善预后,胞核内survivin表达有更长的总生存期和无复发生存期89。还有研究10认为survivin细胞核表达对预后无影响。而Yip等11 则研究发现,胞核中survivin的表达过高或者过低都比表达适中进展差,只有当survivin以最适比例表达时,才会有较好的临床效果。 survivin的生物学功能 survivin具有复杂的生物学功能,它在肿瘤的发生发展过程中主要通过抑制细胞凋亡
7、,调节细胞周期发挥作用。 细胞凋亡与恶性肿瘤的发生密切相关。研究认为,大多数凋亡信号所诱发的细胞凋亡都是通过效应蛋白酶实现的。细胞凋亡主要有死亡受体途径和线粒体途径。这两种途径的终末效应蛋白酶都是Caspase3和Caspase7。survivin可直接抑制Caspase3和Caspase7的活性,有效阻断细胞凋亡过程,也可以通过与细胞周期调控因子CDK4形成survivinCDK4复合体,使p21从CDK的复合体中释放出来并异位到线粒体而间接抑制Caspase3的活性,从而发挥抑制凋亡的作用12。survivin还有可能通过抑制Caspase9活性发挥抗凋亡作用。有研究13发现survivi
8、n可与辅助性线粒体源性Caspase激活因子SMAC结合,使IAP家族其他成员免受SMAC的抑制,从而抑制Caspase9的活性。survivin还可以通过诱导肿瘤坏死因子受体介导的NFB的活化抑制细胞凋亡14,以及抑制IL3、fas、bax、TNF、抗肿瘤药物及X线辐射诱导引起的细胞凋亡。 研究证实,survivin的表达具有细胞周期依赖性,以严格细胞周期调控方式在有丝分裂过程中表达,参与细胞分裂的调控。Li等15用细胞分裂阻断剂将细胞阻断在细胞增殖不同时期,结果发现survivin在G1期几乎不表达,在S期表达增加6倍,在G2/M期表达增加40倍,这是由于survivin基因启动子序列中存
9、在3个细胞周期依赖因子和一个细胞周期同源性区域,CDE和CHR是G1期抑制元件,调节G2/M期基因表达的半衰期,使survivin特异地表达于G2/M期。survivin是G2/M期的调节基因,有丝分裂开始时survivin与纺锤体的微管蛋白特异性结合,共同维持有丝分裂的正常进行,并受微管动力的调节,干扰survivin与微管蛋白的结合可致survivin抗凋亡活性的丧失。survivin的抗凋亡作用还依赖于细胞周期的G2/M的校正点,如果survivin过度表达,则可以克服G2/M校正点,使微管与survivin不能分离,survivin持续抗凋亡,致细胞增殖失控,导致癌变。 2 survi
10、vin与鼻咽癌survivin在鼻咽癌组织中的表达及临床意义 survivin在鼻咽癌组织中存在高表达现象,可能在鼻咽癌发生、发展过程中起一定作用,检测survivin的表达对鼻咽癌的诊断及预后有一定意义1617。何跃平等18用RTPCR和Western blot免疫印迹法检测25例鼻咽癌组织及对应的对侧鼻咽部黏膜、10例正常人的鼻咽部黏膜组织中survivin mRNA和蛋白的表达,发现survivin在正常鼻咽部黏膜组织中不表达,在的鼻咽癌组织和的对应对侧相对正常鼻咽部黏膜中表达,且在鼻咽癌组织中的表达均较对应的对侧鼻咽部黏膜组织高。研究1617发现鼻咽癌组织中存在survivin高表达现
11、象,但在survivin表达强度与患者的年龄、性别、临床分期、颈淋巴结转移、预后、以及鼻咽癌细胞的分化程度有无相关性等问题上尚存有争议,部分研究发现survivin表达强度与鼻咽癌的上述指标无关6,19,而部分研究则发现survivin的表达活性与鼻咽癌的分期、颈淋巴结转移、放疗敏感性、5a生存率及复发倾向有密切关系,可作为鼻咽癌的预后指标。Xiang等20发现survivin的表达与鼻咽癌远处转移相关,低survivin表达的患者较高表达者有更长的总生存率、无远处转移生存率。另一项研究11还发现鼻咽癌中survivin高表达或低表达均预后不佳,只有以适当的比例表达才具有最好的临床效果。 su
12、rvivin与其他指标在鼻咽癌中的表达 肿瘤的发生发展是个多步骤、多阶段的过程,机制非常复杂,涉及到多种癌基因、抑癌基因、凋亡基因和抗凋亡基因等,他们之间相互促进或拮抗,共同促进肿瘤的发生发展。在多种肿瘤中,均同时存在多种基因的表达异常。研究发现,在鼻咽癌中,除survivin表达异常外,同时还存在其他指标的异常。 survivin、bcl2和P53蛋白被证实在头颈部肿瘤中存在表达异常。有学者认为survivin的过表达可能与野生型p53的缺失有关21。黄东海等5检测鼻咽癌组织中survivin、bcl2和P53蛋白的表达情况,除了发现三者在鼻咽癌组织中高表达外还发现三者的表达密切相关,共同促
13、进鼻咽癌的发生发展。Yip等11研究发现survivin、bcl2、p53在鼻咽癌中的表达与EB病毒感染相关,在EBV阳性的鼻咽癌中表达,而在EBV阴性者中相对低表达。 肿瘤新生血管形成在肿瘤的发生发展中发挥重要作用。研究发现,survivin在肿瘤细胞的恶性增殖中发挥作用可能与血管的形成有关,其可能机制是介导VEGF、bFGF及血管生成素1促进血管生成。OConnor等22利用VEGF刺激survivin低表达的静止期血管内皮细胞,结果出现survivin的明显表达,表明VEGF可诱导survivin表达的上调,为新生血管内皮细胞的生存提供条件。Mesri等23利用survivin的反义核苷
14、酸抑制血管内皮细胞中survivin的表达后,发现VEGF保护内皮细胞功能降低,说明VEGF抑制凋亡特性主要由内皮细胞中survivin的表达所调控。临床研究发现在乳腺癌、宫颈癌、膀胱癌、食管癌、大肠癌等肿瘤中,survivin与VEGF表达呈明显正相关,两者在肿瘤的发生发展中起着协同作用。李俊等24运用RTPCR检测出survivin、VEGF mRNA在鼻咽癌组织中表达并呈正相关性,提示survivin的异常表达可能在鼻咽癌的血管生成中发挥一定的作用。 此外,还有研究2527发现survivin与环氧合酶2、nm23H1、PCNA等在鼻咽癌中的表达存在着相关性。这些研究提示NPC形成和转移
15、的发生是由多基因或多因子协同作用的结果。 3 以survivin为靶点的抗肿瘤治疗 鉴于survivin在肿瘤组织中高选择表达及其强大的抗凋亡活性,因而它有可能成为抗肿瘤治疗的有效靶点。以survivin为靶点的肿瘤治疗主要有药物治疗、基因治疗和免疫治疗3种途径。药物治疗途径主要有2种方式:一是抑制survivin的磷酸化,二是阻止有丝分裂微管的装配。基因治疗途径主要有survivin反义寡核苷酸技术、核酶技术、显负性突变、细胞周期依赖性激酶抑制剂以及最近两年兴起的RNA干扰技术。目前,这些技术已广泛应用于多种肿瘤的研究中并取得了令人满意的结果。2006年,Shi等28用RNA干扰技术证实了鼻咽癌中survivin的抗凋亡作用,提示survivin可作为鼻咽癌的治疗靶点。 以survivin为靶点的抗肿瘤治疗不仅可以通过增加自发性凋亡而抑制肿瘤增殖,还可联合肿瘤放化疗,提高放疗和化疗的疗效。Asanuma等29 利用转基因技术将survivin基因转染到放射线敏感的胰腺癌细胞株MIAPaCa中,观察到细胞放射敏感性降低,并伴有Caspase3的受抑;而把显性阴性突变的survivin基因转染入放射抗拒细胞PANC1中后,Caspase3活性提高,放射敏