Survivin、Caspase-9的表達與大腸癌關(guān)系的研究進展

趙巖 王志強

·綜述·

Survivin、Caspase-9的表達與大腸癌關(guān)系的研究進展

趙巖 王志強

大腸癌是當(dāng)今嚴(yán)重威脅人類健康的疾病之一，它是多因素協(xié)同作用的結(jié)果，其中調(diào)控凋亡的基因異常表達在大腸癌發(fā)生、發(fā)展中起重要促進作用。Survivin和Caspase-9在調(diào)控細(xì)胞凋亡過程中存在關(guān)聯(lián)，它們的異常激活及失活都與大腸癌的發(fā)生密切相關(guān)。先前的研究表明Survivin和Caspase-9與大腸癌的浸潤、分化、分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系依然存在爭議。兩者在大腸癌的診斷、預(yù)后及靶向治療方面具有應(yīng)用前景。

大腸癌； 凋亡； Survivin； Caspase-9

大腸癌（Colorectal Cancer，CRC）是發(fā)生在大腸粘膜上皮和腺體的惡性腫瘤，包括結(jié)腸癌和直腸癌。大腸癌發(fā)病率在全世界男性惡性腫瘤中排第三位（663，000例，10%），在女性惡性腫瘤中排第二位（571，000例，9.4%）。而在所有消化道惡性腫瘤中大腸癌的發(fā)病率排在第二位［1］。隨著高動物蛋白飲食在人們飲食結(jié)構(gòu)中的比重增加，我國大腸癌患者數(shù)量逐年遞增。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明，惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與腫瘤細(xì)胞異常增殖、異常分化及細(xì)胞凋亡障礙有密切聯(lián)系，細(xì)胞凋亡機制異常是惡性腫瘤發(fā)生的重要原因之一，因此研究細(xì)胞凋亡與腫瘤的關(guān)系，已經(jīng)成為腫瘤學(xué)研究的熱點。Survivin、Caspase-9的表達均與大腸癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，且二者在調(diào)控細(xì)胞凋亡方面存在關(guān)聯(lián)。本文就二者在大腸癌的研究進展進行綜述。

一、Survivin的簡介

（一）Survivin的結(jié)構(gòu)特點和作用機制

Survivin（生存素）是近年來發(fā)現(xiàn)的凋亡抑制蛋白（IAP）家族的成員之一，它由耶魯大學(xué)的Altieri等［2］于1997年首次在人類基因組庫中分離出來，它目前是IAP中抑制凋亡作用最強的因子。Survivin基因全長14.7 Kb，有142個氨基酸殘基，其蛋白分子量約16.2 KD，是IAP中最小的成員［3］。它表達于細(xì)胞周期的G2/M 期，定位于細(xì)胞有絲分裂的紡錘體［4］。目前己經(jīng)在細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和線粒體中發(fā)現(xiàn)Survivin的存在。Survivin僅在正常成人的胸腺、睪丸和分泌期子宮內(nèi)膜表達，而在所有惡性腫瘤中幾乎都可檢測到Survivin的表達，因此，Survivin被認(rèn)為是腫瘤的通用抗原［4］。

Survivin的高表達可干擾多種因素誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。其機制主要通過作用于線粒體向胞質(zhì)釋放Cyt C（細(xì)胞色素C）過程的末期，通過抑制Cyt C的釋放，干擾內(nèi)源性凋亡信號通路上游啟動因子Caspase-9的活化來抑制下游Caspase因子的效應(yīng)，從而實現(xiàn)抗細(xì)胞凋亡作用。Survivin也可以直接抑制下游Caspase因子如Caspase-3 、Caspase-7 等實現(xiàn)抗凋亡作用。亦有研究認(rèn)為Survivin通過促進細(xì)胞有絲分裂而使細(xì)胞異常增殖抑制細(xì)胞凋亡［5-6］。Survivin的高表達還具有促進腫瘤血管形成的作用，腫瘤血管形成增強，促進了腫瘤生長的速度。研究發(fā)現(xiàn)［7-8］，血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、表皮生長因子（BGF）、血管生成素（Ang）等依賴于Survivin表達上調(diào)，使組織血管生成增強，說明Survivin在血管生成過程中起重要作用。所以Survivin既可以直接抑制細(xì)胞凋亡，也可以通過促進細(xì)胞分裂和組織血管生成，其在腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制中發(fā)揮作用。

（二）Survivin與大腸癌

1. Survivn與大腸癌的表達

近些年，關(guān)于Survivin在大腸癌中的表達及作用機制的研究一直沒有停止。張旭宏等［9］應(yīng)用免疫組化法發(fā)現(xiàn)Survivin的表達與大腸癌組織分化有明顯相關(guān)性。張偉興等［10］取50例大腸癌組織，35例腺瘤組織和35例正常組織通過免疫組化SP法檢測大腸癌中Survivin的表達，得出Survivin的陽性表達與大腸癌的病期和分化程度有關(guān)。魯蓓等［11］通過檢測100例結(jié)直腸癌及11例癌旁正常組織中Survivin 的表達情況，得出Survivin的表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移成正相關(guān)，而與腫瘤分化程度無關(guān)的結(jié)論。鄭錦花等［12］亦采用免疫組化SP法檢測了40例大腸癌組織、腺瘤組織和正常組織各30例，得出Survivin的表達與大腸癌分化程度無差異性。還有研究證實，隨著大腸癌Dukes分期進展，Survivin的表達也是越來越高，存在統(tǒng)計學(xué)意義［13］。上述不同實驗結(jié)果表明Survivin 與大腸癌組織分化程度，臨床分期進展的關(guān)系依然存在爭議，還有待更多的實驗研究。

2. Survivn與腫瘤的診斷和預(yù)后

由于Survivin在腫瘤細(xì)胞中的表達明顯不同于正常細(xì)胞，所以過去幾年Survivn正被用做預(yù)測早期腫瘤的一個潛在指標(biāo)。Lo Muzio等［14］在口腔癌變的研究中發(fā)現(xiàn)，33%的癌前病變（無惡性進展）和94%演變?yōu)槌墒祺[狀細(xì)胞癌的癌前病變中Survivin表達陽性。這表明Survivin可以作為預(yù)測早期惡性腫瘤的指標(biāo)。在一些實驗中，Survivin的高表達與腫瘤的高惡性度和低生存率正相關(guān)，如肺癌［15］，食管癌［16］，肝癌［17］。一些研究認(rèn)為，Survivin的定位可以作為腫瘤預(yù)后的標(biāo)志。一份關(guān)于惡性膠質(zhì)瘤患者的報告顯示，細(xì)胞質(zhì)中Survivin的表達與腫瘤預(yù)后無關(guān)，而細(xì)胞核中Survivn的高表達與低生存率顯著相關(guān)［18］。而另一份非小細(xì)胞肺癌的研究中，細(xì)胞核中Survivin的表達水平與腫瘤預(yù)后不具有聯(lián)系［19］。

綜上，將Survivin作為腫瘤的可靠預(yù)后指標(biāo)還有待進一步驗證，但在某些腫瘤中，Survivin作為預(yù)后指標(biāo)仍具有一定參考價值。Survivin將來是否可作為檢測大腸癌的可靠腫瘤標(biāo)志物還需進一步探索。

3. Survivn與大腸癌的靶向治療

將Survivin作為靶點，利用靶向定位的方法治療腫瘤也是人們的努力方向，起初這是很困難的，因為Survivin既不是一種酶，也不是一種細(xì)胞表面蛋白。而經(jīng)過進一步研究，現(xiàn)今在抑制Survivin方面已經(jīng)取得了有效進展，其方式主要有以下四種［3］：（1）抑制Survivin的轉(zhuǎn)錄，常用的工具如啟動子抑制劑YM155，反義寡核甘酸酶，核酶和SiRNA。（2）在轉(zhuǎn)錄后水平抑制Survivin，如CDK抑制劑和HSP90抑制劑。（3）免疫治療，包括基于CD8+T淋巴細(xì)胞的細(xì)胞毒活性對抗Survivin特異性抗原表位的疫苗。（4）基因治療，如轉(zhuǎn)染能夠編碼抑制Survivin功能的顯性負(fù)突變體。基于以上四種方法的靶向藥物，許多已處于臨床試驗階段，并取得有效進展。但如何將靶向Survivin的藥物和傳統(tǒng)腫瘤治療方式相結(jié)合，在臨床上成熟應(yīng)用于大腸癌的治療中，使患者利益最大化，這條路還需走很長時間。但更多抗腫瘤靶向藥物的成功研制必將為大腸癌的治療帶來更為廣闊的天地。

二、Caspase-9的簡介

（一）Caspase-9的作用機制

Caspase-9是半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶（Caspase）家族中的一員。先前研究證明，Caspase家族的蛋白酶級聯(lián)反應(yīng)控制著細(xì)胞凋亡的發(fā)生與發(fā)展。在級聯(lián)反應(yīng)的上游，有凋亡啟動因子Caspase-2、Caspase-8、Caspase-9等能在其它蛋白輔助下發(fā)生自我活化并識別和激活下游Caspase，作為凋亡執(zhí)行者誘發(fā)細(xì)胞凋亡。

Caspase-9是線粒體凋亡途徑（內(nèi)源性凋亡途徑）的啟動子，當(dāng)細(xì)胞受到凋亡刺激信號后，線粒體釋放細(xì)胞色素C（Cyt C）及凋亡蛋白酶活化因子（Apaf-1），Caspase-9前體與Cyt C、Apaf-1相結(jié)合，形成凋亡小體，激活Caspase-9［20］。既水解pro-Caspase-9為Caspase-9，Caspase-9隨后激活其下游Caspase家族的凋亡執(zhí)行因子如Caspase3、6和7等，構(gòu)成促進凋亡的Caspase級聯(lián)反應(yīng)［21］。因此Caspase-9是線粒體凋亡途徑的上游核心因子。

（二）Caspase-9的表達

通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，在胃癌、肝癌及乳腺癌中，Caspase-9的表達較正常組織降低；而在胰腺癌、腎癌中，Caspase-9的表達卻升高，以往用大腸癌研究Caspase-9表達的文獻結(jié)果亦不同，在木爾扯爾等［22］的研究結(jié)果中，Caspase-9 mRNA表達與患者腫瘤部位、是否轉(zhuǎn)移、分化程度以及浸潤深度等無關(guān)。在東星等［23］和張斌等［24］研究中隨著大腸腫瘤惡性程度增高，Caspase-9的表達下降。在耿偉等［25］的研究中，Caspase-9的表達隨組織分化程度的增高而增高。針對以上Caspase-9在不同的腫瘤甚至在同種腫瘤中，其表達具有多樣性。有學(xué)者推測可能因結(jié)腸腫瘤組織中有炎細(xì)胞的浸潤導(dǎo)致了Caspase-9凋亡通路的異常激活，從而促進腫瘤細(xì)胞凋亡，最終導(dǎo)致實驗結(jié)果的不同［22］。但支持這種結(jié)論的相關(guān)文獻國內(nèi)外目前較少，具有研究價值。或者以上結(jié)果的差異是由樣本數(shù)量引起的誤差而造成了不同實驗結(jié)果。

總之，大腸癌是一個多因素、多步驟、多基因共同作用導(dǎo)致的疾病，原癌基因和抑癌基因的異常突變及凋亡機制的紊亂在癌腫形成過程中起著重要的作用。現(xiàn)在對促細(xì)胞凋亡機制的深入研究也已成為腫瘤學(xué)研究熱點。之前研究表明Survivin基因可通過抑制Caspase途徑來抑制細(xì)胞凋亡，所以Survivin與Caspase家族成員關(guān)系的研究也是近年熱點。近些年，關(guān)于Survivin和Caspase-9的表達關(guān)聯(lián)性在肝癌，胃癌，乳腺癌中均有研究，但二者在大腸癌中表達相關(guān)性的研究較少。聯(lián)合檢測Survivin、Caspase-9是否可以為患者早期診斷、有效判斷患者預(yù)后及干預(yù)治療提供分子生物學(xué)支持，這也是筆者下一步的研究內(nèi)容。

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（本文編輯：楊明）

趙巖， 王志強. Survivin、Caspase-9的表達與大腸癌關(guān)系的研究進展［J/CD］. 中華結(jié)直腸疾病電子雜志， 2015， 4（6）：645-647.

Research of the relationship between Survivin and Caspase-9 expression in colorectal cancer

Zhao Yan， Wang Zhiqiang， Hongqi Hospital of Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China
Corresponding author： Wang Zhiqiang， Email： 373433006@qq.com

Colorectal cancer is one of the most serious threaten disease to human health. It is the result of many factors， the abnormal expression of the genes which regulate apoptosis play an important role in the development of colorectal cancer. Survivin and Caspase-9 are associated with the regulation of apoptosis， their abnormal activation and inactivation are closely related to the occurrence of colorectal cancer. Previous studies have indicated that the relationship between Caspase-9、Survivin and the invasion，differentiation， staging and lymph node metastasis of colorectal cancer remain exist controversy. There are clnical value in both of them in the aspects of diagnosis， prognosis and targeted therapy colorectal cancer.

Colorectal cancer； Apoptosis； Survivin； Caspase-9

10.3877/cma.j.issn.2095-3224.2015.06.15

黑龍江省研究生創(chuàng)新科研項目（2014YJSCX-20）

157011 牡丹江醫(yī)學(xué)院紅旗醫(yī)院腫瘤科

王志強，Email：373433006@qq.com

（2015-12-7）