凋亡抑制因子Survivin的研究進展

劉馨蓮　綦黃鵬　魏仙

【摘要】 Survivin是人類凋亡抑制蛋白（inhibitors of apoptotic protein，IAP）家族中的一員。Survivin主要特異性表達于人類胚胎和和發育的胎兒組織中，高表達于多數腫瘤組織。Survivin的作用機制主要包括抑制腫瘤細胞凋亡、參與細胞周期調控及促進血管形成。因此，Survivin可成為基因治療的一個新靶點。

【關鍵詞】 Survivin； 腫瘤； 凋亡抑制； 細胞周期； 血管形成； 基因治療

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2017.20.082 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6805（2017）20-0161-03

1997年，Ambrosini等[1]利用效應細胞蛋白酶受體-1cDNA在人類基因組庫中篩選并分離出了一種新的可抑制細胞凋亡的基因，命名為Survivin。Survivin屬人類凋亡抑制蛋白（inhibitors of apoptotic protein，IAP）家族成員，也是迄今為止發現的功能最強的凋亡抑制因子。Survivin主要特異性表達于人類胚胎、發育的胎兒組織中和大多數人類腫瘤組織，表達程度的高低與腫瘤的惡性程度有關。其在不同腫瘤組織中的高表達受多種機制調控，與腫瘤的發生、發展、轉移、化療耐藥、放療不敏感性及患者的預后等密切相關，因此被認為是抗腫瘤治療的新靶點。現對Survivin的結構特征、生物學功能、在腫瘤治療中的作用幾個方面做一綜述。

1 Survivin的結構特征

Survivin基因位于人17q25染色體上，全長14.7 kb，由3個內顯子和4個外顯子組成，編碼16.5 kDa的蛋白質。Survivin是IAP家族中最小的成員，由142個氨基酸組成，具獨特的結構：不同于IAP家族其他成員，Survivin缺乏特有的鋅指結構；SurvivinN-末端僅含有一個單獨的含半胱氨酸/組氨酸的桿狀病毒IAP重復序列（cys/his bacuiouvirus IAP repeat，BIR），包含70～80個氨基酸，由3股反平行β片層和4個α螺旋組成，是Survivin發揮凋亡抑制作用的必要結構；SurvivinC-末端有一個由40個氨基酸組成的長α螺旋結構，可與紡錘體的γ微管蛋白結合，參與調控細胞有絲分裂。Survivin晶狀結構分析表明，在自然狀態下，Survivin以二聚體形式存在，兩個BIR結構域形成弓形結構，C-末端螺旋并不參與二聚體作用，而是從BIR結構的外部伸展出來。Survivin的二聚體結構與其功能的關系尚不清楚[2]。

2 Survivin的生物學功能

2.1 抑制細胞凋亡

這是Survivin最重要的功能。細胞凋亡主要包括兩個途徑：死亡受體通路和線粒體通路。這兩種途徑均可激活下游的Caspase-3和Caspase-7，降解細胞內的蛋白質，使細胞不可逆的走向死亡。早期，Tamm等[3]研究證明Survivin可通過與下游的共同通路中的Caspase-3和Caspase-7特異性結合，抑制細胞凋亡。Survivin還可以通過抑制死亡受體途徑來抑制細胞凋亡，Survivin可以使FasL的表達上調，抑制Fas所介導的細胞凋亡。近幾年，越來越多的研究結果顯示，Survivin是通過線粒體通路來發揮抑制細胞凋亡的作用，Jaiswal等[4]報道，Survivin可抑制Bax或Bcl-2的激活，使細胞色素C等不能發揮作用，從而抑制細胞凋亡。O'Connor等[5]研究證明，Survivin可結合Caspase-9，形成復合物抑制線粒體通路的細胞凋亡。

2.2 參與細胞周期調控

細胞周期（cell cycle）是指細胞從一次分裂完成開始到下一次分裂結束所經歷的全過程，包含G1期、S期、G2期、M期四個階段，其中G2/M期是重要的細胞凋亡監控點。通過免疫印跡技術標記Hela細胞，發現其在有絲分裂時，尤其是在G2期與M期時，紡錘體的微絲上有Survivin的高表達[6]。研究發現Survivin高表達可以使細胞逃避G2/M期檢查點，抑制細胞凋亡，促進細胞增殖。Cheung等[7]在研究一種抗微管穩定劑BPR0L075的過程中，通過應用Survivin小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）誘導腫瘤細胞增強對BPR0L075的敏感性，此外，BPR0L075可使腫瘤細胞中Survivin的表達水平下降，可見Survivin在維持微管結構穩定方面發揮了重要作用，間接抑制了Caspase對紡錘體的水解作用，減少細胞的凋亡。

2.3 促進血管形成

Survivin在皮膚中的毛細血管內皮細胞中幾乎不表達，但在肉芽組織中的新生毛細血管內皮細胞中高表達。研究顯示，Survivin除了直接促進腫瘤發生外，還可高表達于血管內皮細胞增殖階段，在腫瘤血管生成過程中發揮關鍵作用[8]。Zhang等[9]用Survivin siRNA轉染人神經母細胞瘤SH-SY5Y細胞后，腫瘤內血管密度降低，提示Survivin的表達水平與腫瘤內血管的形成密切相關。用反義寡核苷酸技術拮抗Survivin可以阻斷VEGF對血管內皮細胞的保護作用，導致內皮細胞凋亡[10]。

3 Survivin在腫瘤治療中的作用

3.1 Survivin與化療

化療耐藥是現今腫瘤治療過程中的難點，產生的主要原因是腫瘤細胞凋亡的抑制。部分特效抗癌藥物，如紫杉醇、白藜蘆醇、欖香烯、等可在一定程度上通過抑制Survivin的表達而促進腫瘤細胞的凋亡。Zaffaroni等[11]通過對95例晚期卵巢癌患者的分析研究，結果顯示Survivin的表達不同，患者對紫杉醇的敏感度也不同。O'Connor等[5]研究顯示，對腫瘤細胞進行紫杉烷的預處理后，可抑制Survivin的表達，阻止有絲分裂，大大提高抗腫瘤的效果。Habibie等[12]報道，白藜蘆醇可使Survivin的表達下調，促進黑色素瘤細胞凋亡，增強腫瘤治療效果。白藜蘆醇下調Survivin轉錄水平的機制與抑制β-catenin和STAT3有關。Zou等[13-14]在肺癌的研究中發現，下調肺癌細胞中Survivin和缺氧誘導因子1α（HIF-1α）蛋白的表達，明顯增加腫瘤細胞凋亡，可增強腫瘤細胞對欖香烯的敏感性。endprint

3.2 Survivin與放療

研究表明，Survivin的表達與腫瘤對放療的不敏感性相關，R?del等[15]發現，外界的放射因素，可以使細胞核內的DNA遭到破壞，進而引發細胞凋亡，而在對腫瘤進行放射中發現，細胞的凋亡率降低，可能是Survivin對已損傷的DNA進行了修復，進而維持細胞周期的穩定。Asanuma等[14]報道，胰腺癌對放射線的敏感性與Survivin的表達水平呈負相關。R?del等[15]在結直腸癌的研究中發現，Survivin的表達可降低結直腸癌對放療的敏感性，隨訪也發現，Survivin的表達與腫瘤的局部復發率呈正相關。抑制Survivin的表達可以在電離輻射中致敏不同的腫瘤細胞，這一點可以在新的放射療法中使用。

3.3 小分子抑制劑

小分子抑制劑，YM155、FL118、UC112等通過不同的機制抑制Survivin的抗凋亡作用，而達到治療腫瘤的目的。目前研究最廣泛的小分子是Yamanouchi制藥公司的YM155，YM155是Survivin的一線特異抑制劑，通過抑制Survivin啟動子的活性發揮抗腫瘤作用，可有效抑制多種腫瘤細胞。Tolcher等[16]報道，YM155用于晚期前列腺癌、非小細胞癌和霍奇金淋巴瘤患者的Ⅰ期臨床研究，患者腫瘤萎縮且持久緩解。Giaccone等[17]報道，在YM155Ⅰ期臨床研究中，非小細胞肺癌患者的病情獲得穩定，治療的耐受性好，結果與I期臨床研究數據一致。FL118結構類似利替康和拓撲替康，是一種新型的Survivin小分子抑制劑，它能選擇性抑制Survivin啟動子的活性，顯示出更好的抗腫瘤活性，有望成為臨床研究的新的候選藥物。UC112可強力激活Caspase-3、Caspase-7和Caspase-9，選擇性抑制Survivin表達[18]，可有效抑制腫瘤生長。以上的研究提示小分子抑制劑將成為腫瘤治療研究方面的一個重要方向。

3.4 反義寡核苷酸

靶向Survivin反義寡核苷酸可下調Survivin表達，有效增強抗腫瘤效應。Ely Lilly和Co公司出品的型號為LY2181308的反義寡核苷酸，在Ⅰ期臨床研究中，使晚期腫瘤患者中的Survivin基因表達下調，顯示出良好的抗腫瘤性[19]。由Antaris制藥和ENZON制藥公司研發的另一種型號為ENZ-3042的反義寡核苷酸，Ⅰ期臨床研究被證實為安全有效[20]。以上報道證實了Survivin反義寡核苷酸在腫瘤治療中的有效性。當然，目前Survivin反義寡核苷酸用于腫瘤的臨床研究也表明存在較多問題，有待于進一步的深入研究。

3.5 Survivin與免疫治療

Andersen等[21]在對Survivin基因抑制腫瘤細胞凋亡的實驗中發現，腫瘤患者體內的T淋巴細胞可以識別衰敗的腫瘤細胞，原因可能是其有Survivin基因編碼的蛋白質降解產物的排出。由此可以得出，將T細胞的這一特性與腫瘤化療藥物相結合，即將Survivin基因作為藥物的靶點是完全行的通的。Survivin-2B80-88，人類白細胞HLA-A24特異性抗原肽，它被CD8+T淋巴細胞識別后能產生針對Survivin的特異性細胞毒性T細胞（CTLS），研究發現將Survivin-2B80-88/IFA/IFN-α復合疫苗接種到胰腺癌患者身上，能引起半數以上患者產生免疫應答發揮治療作用[22-23]。幾個關于Survivin介導的免疫治療的Ⅰ/Ⅱ期臨床研究報道證實，以Survivin為基礎的疫苗是安全的，具有抗原特異性免疫應答，無明顯的毒副作用[24]。以上研究提示Survivin可用于腫瘤的免疫治療，目前，已有越來越多的針對Survivin的抗體藥物投入到研究中。

綜上所述，Survivin基因作為IAP家族中的新成員，是目前發現的功能最強的抑制凋亡因子，在抑制細胞凋亡，參與細胞周期調節、促進腫瘤血管形成等方面發揮重要的作用。特異性靶向抑制Survivin，控制其在腫瘤組織中的異常表達，對治療腫瘤，延長預后都具有積極作用。當然，在Survivin基因上的各個片段是否可以特異的調控某種腫瘤的增殖，以及哪些因素可以激活其表達，激活的機制又是怎樣的？這些問題都有待于解決。相信，隨著對Survivin基因的進一步研究，將會獲得更多關于它的新成果，這在以后的腫瘤治療中有著十分重要的意義。

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（收稿日期：2017-03-23）endprint