Survivin及其與腫瘤耐藥相關性的研究進展

王玉波綜述，盧兆桐審校

Survivin是凋亡抑制蛋白家族的成員，是目前發現的最強的凋亡抑制因子，是一個既可以抑制凋亡，又可以調節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。大量研究發現，Survivin在腫瘤發生、發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用做一綜述。

1 Survivin的分子結構及生物學活性

Survivin是1997年由耶魯大學Ambrosin等[1]用效應細胞蛋白酶受體-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，其結構較為獨特，只含有一個半胱氨酸／組氨酸的桿狀病毒重復區序列（baculovirus lAP repeat，BIR）功能區，無環指結構，代之以一個由40個氨基酸組成的α螺旋結構，通過α螺旋結構與細胞分裂微管結合，進而起到抑制細胞凋亡的作用[2]。

Survivin的mRNA前體經過不同的剪切，除Survivin外，還會產生 Survivin-ΔEx3、Survivin-2B、Survivin-3B、Survivin-2α 4種剪切異構體，只有Survivin和Survivin-3B具備完整的BIR結構域，翻譯出的蛋白也因而具備不同的結構和功能。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，進而導致細胞凋亡，磷酸化的Survivin為細胞存活或凋亡的關鍵[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錄后修飾不同而引起的。RQi等[4]應用免疫組化法分析了142例結直腸癌患者腫瘤標本,結果顯示109例 （76.8%）Survivin表達于細胞核，29例（20.4%）表達于細胞漿，Survivin細胞核中表達者預后較好，而細胞漿中表達者則提示預后不良，兩者有顯著性差異，由此得出Survivin在細胞內的定位決定著結直腸癌生物學行為的結論；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與結直腸癌患者預后更相關，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控機制有待進一步探討。

在腫瘤的發生、發展過程中，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。并已有研究發現細胞有絲分裂的調控作用和腫瘤多藥耐藥性密切相關[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移的必要條件，血管形成過程的核心是血管內皮細胞的分裂增殖。Tran等[9]研究顯示Survivin可有效地維持微小血管網的結構，促進血管內皮生長因子（VEGF）的內皮細胞保護功能，抵抗化療藥物對血管內皮細胞的致凋亡作用。Virrey等[10]發現Survivin在神經膠質瘤血管內皮細胞高表達，而在正常腦血管內皮則沒有表達。為確定是否是Survivin的高表達導致了神經膠質瘤的耐藥，Virrey應用慢病毒小分子干擾RNA下調Survivin的表達，結果顯示其可增強化療藥物的敏感性；相反，正常腦血管內皮強制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是血管內皮的保護性基因，亦說明神經膠質瘤的耐藥可能與Survivin的高表達有關。另有研究發現Survivin的剪切異構體之一Survivin-ΔEx3在調節血管發生中起著重要作用[11]，對各剪切異構體與血管發生的關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]。采用反義核酸技術抑制Survivin基因的表達則可誘導腫瘤細胞的凋亡，并能增加腫瘤細胞對化療藥物的敏感性，說明Survivin參與化療藥物誘導的腫瘤細胞的凋亡過程[13]。Li等[14]通過化學方法合成含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，抑制實驗發現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揮調控作用[15]。

5 Survivin在化療耐藥中的作用

化療耐藥是當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。有研究結果表明，誘導惡性腫瘤細胞凋亡是化療藥物發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致了凋亡抑制，與化療耐藥有密切關系[16]。胃癌耐藥細胞系BGC-823/R的耐藥程度與凋亡誘導減少呈平行關系，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耐藥的同時，對其它結構不同、作用靶位不同的抗腫瘤藥物也產生耐藥的現象。有研究發現，Survivin強大的凋亡抑制作用與腫瘤多藥耐藥有關[19]，高慶等[20]應用免疫組化法研究發現，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。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，應用脂質體轉染技術將siRNA Survivin轉至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；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、核酶技術等[24，25]。 另外還有應用Survivin的cDNA、RNA、蛋白質或肽段的免疫治療以及Survivin啟動子的應用[26]。這些治療策略最終引起Survivin的表達減少而誘發腫瘤細胞凋亡，或可提高化療和放療的敏感性而誘導其凋亡，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、細胞有絲分裂的調控作用，與腫瘤化療耐藥密切相關。但Survivin基因的作用機制和化療耐藥機制均極為復雜，目前對Survivin及各剪切異構體的正常生物學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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