神經母細胞瘤基因治療中Survivin的研究進展

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，細胞凋亡的抑制與惡性腫瘤的發生、發展密切相關。神經母細胞瘤是兒童常見的惡性腫瘤[1]，可發生于腎上腺及有交感神經的部位，包括顱內、眼眶、胸腔、腹腔、盆腔等，常通過淋巴及血液轉移，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]在人類基因組庫中篩選出來的，Survivin在正常組織中不表達，而在胚胎組織和大多數腫瘤組織中高表達[3]。有研究表明在神經母細胞瘤中，Survivin常呈現高表達狀態，說明Survivin及其相關因子可能在神經母細胞瘤的發生、發展過程中起重要作用。因此，針對Survivin的研究可能為腫瘤的基因治療提供新靶點。

1 Survivin的結構

Survivin全長為14796bp，位于17q25染色體距端粒約3%的位置上，由4個外顯子和3個內含子組成，Survivin基因啟動子位于上游的2560～2920bp，啟動子區含2個AP2位點，3個NF-κB位點和1個Sp1位點，大部分人Survivin轉錄有賴于Sp1位點。Survivin是IAP家族中分子量最小的，其N端的BIR結構域是Survivin發揮其抗凋亡能力的重要結構。BIR結構中心是由3條反平行的肽鏈組成的β片層，BIR結構中心的β片層面積大，富含酸性氨基酸，是Survivin蛋白配體結合區域,當該區域被磷酸化酶磷酸化后,表面電荷更多，與配體結合能力更強。Survivin基因編碼以同源二聚體形式存在的蛋白質，分子量為16.5KD，二聚體內部單體之間的接合部位兩側殘基94-99形成分子間β片層結構，二聚體連結處也是干擾Survivin蛋白功能的靶點之一[4]。

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

2 Survivin的分布

在大多數腫瘤(如神經母細胞瘤、腦膠質瘤、原發性肝癌、乳腺癌等)中都能檢測到Survivin 基因的表達。研究發現Survivin也表達于人體分化成熟的組織，如皮膚黏膜、腸道上皮細胞、肝小葉、神經細胞、網狀結構、睪丸間質細胞等。這表明在人類發育過程中Survivin基因的表達可能起著重要作用，由于Survivin幾種異構體亞細胞定位不同，因而在腫瘤細胞的凋亡與抗凋亡平衡機制中各自具有不同的生物學功能[6]。

3 Survivin與細胞凋亡

細胞凋亡是細胞對環境的主動反應，過程受促凋亡因子和凋亡抑制因子的多方面因素調節，Survivin是至今發現作用最強的凋亡抑制蛋白之一，Survivin的抗凋亡作用是受精細調控的，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的調節機制

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

5 Survivin與血管生成

Survivin與血管形成密切相關。血管形成過程的核心是血管內皮細胞的形成、增殖，這取決于血管內皮細胞的增殖和凋亡平衡。研究表明在正常血管內皮細胞中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(如內皮生長因子)上調了Survivin的表達、抑制細胞凋亡，從而促進血管內皮的增殖[10]。

6 Survivin相關基因

Survivin與P53、Bcl-2等基因存在密切的關系，野生型p53可抑制Survivin mRNA，與Survivin呈負相關，但p53在組織及細胞內大多以突變型存在，故突變型p53與Survivin常呈正相關，有研究表明Survivin與p53存在結合位點[11]，這說明p53可對抗Survivin蛋白的抗凋亡活性，p53的抑癌效應也可通過抑制Survivin基因的功能來實現。有報道稱Survivin與Bcl-2在腫瘤中呈正相關，Survivin與Bcl-2的這種相關性在肝癌、胃癌、結腸癌等腫瘤中也得到了證實。

7 Survivin作為治療新靶點

基因治療從廣義上講就是將某種遺傳物質轉移到患者的細胞內，使其在體內發揮作用，以達到治療疾病的目的，目前基因治療主要采用以下幾種方法：基因矯正、基因增補、基因失活、基因置換。由于Survivin在許多腫瘤中的高表達,使其阻斷性抗體免疫治療或基因治療成為可能，并具有巨大的發展潛力。反義RNA技術是針對與疾病發生直接相關的基因設計特異性siRNA，它在mRNA水平封閉目的基因的表達，具有特異性、操作簡單等優點，它可使目的基因失活達到基因治療的目的。因此，針對Survivin為靶點的基因治療有可能成為基因治療的一個新的突破口，已有小分子抑制或反義寡核苷酸鏈技術應用于臨床，并發現短時間內抑制Survivin基因對正常細胞無抑制作用。

基因治療作為一門新興的學科，其發展過程非常迅速，在很短的時間內已由實踐階段漸漸地過渡到臨床，并在遺傳性疾病、心血管疾病、腫瘤和神經系統疾病等疾病中取得了突破性的進展。自從發現Survivin基因以來，人們就對其結構及分布、亞細胞定位、調節細胞周期、抑制凋亡、與腫瘤的關系等方面進行了深入的研究，已在理論及實驗等方面取得了重大的成果，但仍有許多問題尚不成熟，同時也存在一些負面效應，如Survivin在人體細胞內的表達與體內生理信號變化之間的精細調控、Survivin抗凋亡的分子機制等，由于Survivin在正常組織細胞中也有表達,針對Survivin的治療也可能影響到人體正常細胞，如何最小限度地影響正常細胞功能還需進一步明確，隨著對Survivin的更深入了解，我們一定會為腫瘤的基因治療尋找到新靶點、新途徑。

[1]Nakag awara.A Molecular basis of spontaneous regression of neuroblastoma:role of neurotropHic signals and genetic abnormalities[J].Hum Cell 1998;11:115-124.

[2]Ambrosini G,Adida C,Altieri D C.A novel antiaotosis gene Survivin，exressed in cancer and lymHoma[J].Nat Med,1997,3(8):917-921.

[3]Enhanced Chemotherapy Sensitivity of Human Colon CancerCells to 5-Fluorouracil by siRNA Recombinant Expression Vector Targeting Survivin Gene[J].Chinese Medical Sciences Journal,2009,(02):617-623.

[4]雷宏偉,田梅,劉建香,蘇旭.腫瘤抑制基因survivin的研究進展[J].中華放射醫學與防護雜志,2006,2(04):422-424.

[5]Survivin:Potential role in diagnosis,prognosis and targeted therapy of gastric cancer[J].World Journal of Gastroenterology,2007,2(20)：902-907.

[6]Roland H,Stauber,WolfMann,et al.Nuclear and Cytoplasmic Survivin:MolecularMechanism Prognostic，and Therapeutic Pote-ntial[J].Cancer Res,2007,67(13):5999-6002.

[7]Zhang M,Mukherjee N,Bermudez R S,et al.Adenovirus mediatedin hibition of Survivin expression sensitizes human prostate cancer cells to paclitaxel in vitro and in vivo[J].Prostate,2005,64(3):293-302.

[8]陳競.凋亡抑制因子Survivin的研究進展[J].川北醫學院學報,2004,19(2):183-184.

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[10]湯濤,王國斌.抑制血管生成與胃癌治療的研究進展[J]世界華人消化雜志,2007,(05):568-572.

[11]綦俊,張在空,余暢.survivin蛋白在人非小細胞肺癌中的表達及其與bcl-2、HSP90蛋白表達和細胞凋亡的關系[J].腫瘤防治研究,2009,12(10):123-126.