Survivin與卵巢癌相關性的研究現(xiàn)狀

谷毅博 劉萍 杜海燕 郭海榮

卵巢癌是婦科常見惡性腫瘤之一，也是女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤引起死亡的最常見原因，其發(fā)病隱匿，侵襲力強，預后較差是本病的三大特點。據(jù)統(tǒng)計調查，卵巢癌行剖腹探查術中發(fā)現(xiàn)腫瘤僅局限于卵巢的僅占30%，大多數(shù)患者已發(fā)生了鏡下甚至是肉眼可觀的子宮、雙附件、大網(wǎng)膜、闌尾及盆腔各臟器的廣泛轉移[1]。因此，基于婦科腫瘤中，對女性的生命造成嚴重威脅的首個病因，積極探討卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的機制，尋求早期診斷，減少復發(fā)、提高患者總生存期的治療方案至關重要。

隨著對人類各個系統(tǒng)腫瘤研究的不斷深入，人們逐漸認識到腫瘤的發(fā)生不僅僅是由細胞異常增生、分化引起的，還和細胞凋亡受到抑制有很大的相關性。細胞凋亡也稱程序性細胞死亡，是一種由遺傳控制的正常的細胞自殺過程，對維持人體組織及其功能穩(wěn)定有重要的意義。細胞凋亡具有獨特的形態(tài)特征，生物化學特征及嚴格的進化守恒性。當?shù)蛲龀绦騿訒r，通過一系列的機制促使細胞發(fā)生及時死亡。腫瘤和正常組織相比，細胞的凋亡明顯受到抑制，因此，可利用誘導腫瘤細胞凋亡作為腫瘤的治療方式，來殺死腫瘤細胞。抑制凋亡的基因主要包括Bcl-2基因家族和凋亡抑制因子（IAP）家族。Survivin是IAP家族中的一個新成員，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的作用最強的凋亡抑制因子，也是近年來的研究熱點。該基因是1997年由Ambrosini等[2]利用效應細胞蛋白酶受體的cDNA與人類基因庫雜交分離得到，它被證實在人類腫瘤組織中呈現(xiàn)高表達，而在正常組織中幾乎不表達。目前，普遍認為該基因具有抑制腫瘤凋亡和促進細胞有絲分裂的雙重作用，近年來也成為判斷卵巢癌臨床意義及預后相關因素的因子之一。

1 Survivin的結構特點及作用機制

1.1 結構特點 Survivin的細胞選擇性的組織分布特征十分明顯，主要表達在胚胎，胎兒發(fā)育過程中未分化成熟的組織及成人極少數(shù)增生活躍的組織。研究發(fā)現(xiàn)純合子Survivin的缺失會導致早期胚胎的死亡，這表明在細胞的生長、發(fā)育、內穩(wěn)態(tài)的維持中Survivin發(fā)揮必不可少的作用。但是在正常人終末分化的成熟組織中不表達。近年來對腫瘤相關因子的研究中發(fā)現(xiàn)，Survivin在60種癌癥細胞中過度表達，大多數(shù)是人類惡性腫瘤，包括肺癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、口腔鱗狀細胞癌等。Survivin的超表達與增加癌癥轉移和減少患者生存期相關[3]。

人類Survivin基因同EPR-1基因的編碼區(qū)序列高度互補，位于17q25，全長14 796 bp，由Kren等[4]測定并繪出完整的基因圖譜。該基因包含4個外顯子和3個內含子以及一個缺乏TATA序列盒的近端啟動子。可以編碼產生一個由142個氨基酸組成的胞漿蛋白，分子量約16.5×103，是目前發(fā)現(xiàn)的IAP家族中分子量最小的蛋白質。Survivin的結構較獨特，同其他IAP蛋白不同，它僅含有一個較為保守的富含半胱氨酸/組氨酸的桿狀病毒凋亡抑制蛋白重復序列（BIR），而其他大多數(shù)的IAP蛋白含2~3個串聯(lián)的BIR，且該蛋白缺少羧基末端鋅指環(huán)結構，代之以1個40個氨基酸組成的α螺旋結構，該結構有一個被細胞周期依賴激酶磷酸化的保守位點第34個蘇氨酸，該位點的磷酸化是維持其功能的必要條件[5]，通過α螺旋結構與細胞分裂微管結合，抑制細胞的凋亡。針對Survivin結構的特殊性，組織分布的特異性及作用周期位點的專一性，如果能利用其特殊性與腫瘤的相關性對腫瘤進行診斷和治療，必將為卵巢癌的診治開拓新的領域。

1.2 作用機制 Survivin對腫瘤細胞的調節(jié)主要通過抑制細胞凋亡和調節(jié)細胞周期兩個方面協(xié)調進行。

細胞凋亡指為維持內環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細胞自主的有序的死亡。對生物體而言，它是必須的，一定的，為更好的適應生存環(huán)境而主動爭取的一種死亡過程，它是凋亡促進因子和凋亡抑制因子協(xié)調共同作用的結果。細胞凋亡分為兩種途徑，一種是外源性途徑，又叫死亡受體途徑，腫瘤壞死因子（TNF）超家族的死亡配體和相關的細胞表面死亡受體結合，使其三聚化，并通過死亡域募集銜接蛋白，此蛋白與pro-caspase-8形成復合物，稱為死亡誘導信號復合物，pro-caspase-8自我剪切并活化，通過級聯(lián)反應激活下級caspase，導致細胞凋亡；另外一種為內源性途徑，又稱線粒體或細胞色素C介導的通路，此通路中線粒體是細胞凋亡調控中心，細胞色素C從線粒體釋放為關鍵，其釋放到胞質與凋亡相關因子（Apaf-1）結合，促進pro-caspase-9與其結合形成凋亡小體，激活caspase-9，通過級聯(lián)反應誘導凋亡。

Survivin可以通過多種凋亡刺激從而抑制細胞死亡，包括Fas/FasL，細胞凋亡蛋白酶和對抗腫瘤藥物等。但Survivin對凋亡的抑制作用，主要可能通過以下兩種途徑進行：（1）Survivin通過自身特殊的氨基酸殘基，與凋亡終末效應酶caspase-3和caspase-7結合，直接抑制細胞的凋亡[6]；（2）Survivin可以與細胞周期依賴激酶CDK4形成Survivin/CDK4復合物，使P21從P21/CDK4復合物中釋放出來，與線粒體procaspase-3相互作用，啟動caspase-3的滅活，從而抑制由Fas介導的細胞死亡[7]。Survivin對細胞周期的調節(jié)主要通過參與有絲分裂來完成，通過和CDK4形成復合物，可以直接或間接激活CDK2/CyclinE，從而啟動有絲分裂。而且，Survivin還與有絲分裂中紡錘體微管，著絲粒及胞內mid-bodies有相關性[8]，還參與調解染色體紡錘體檢查點，通過其過度表達，抑制G1期靜止，使細胞快速向S期轉化。在有絲分裂的G2/M期，檢測到Survivin的表達明顯增加，從而使細胞失去了正常增殖周期中凋亡開關的限制，幫助腫瘤細胞逃避周期監(jiān)測點，從而使腫瘤細胞異常增殖并導致惡性轉化。Huang等[9]通過對FSH上調Survivin的表達下調程序性細胞死亡基因6（PDCD6）和死亡受體5（DR5）的表達抑制卵巢癌細胞的凋亡的機制的研究中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)SH可以通過SAPK/JNK和PI3K/AKT蛋白激酶通路激活Survivin因子，且FSH所誘導的DR5的下調就是此通路激活的Survivin來介導的，這也暗示了Survivin在調節(jié)細胞凋亡有潛在的作用。而且，Survivin的過度表達會促使細胞保護因子抵抗一系列的凋亡刺激，相反，Survivin的表達和功能的下降會引起腫瘤細胞的自發(fā)性凋亡并且增加細胞對凋亡刺激的敏感性。因此，Survivin是調控細胞增殖和凋亡的重要因素，不僅可以抑制細胞凋亡，還可以通過參與有絲分裂促進細胞周期的進程。

2 Survivin在卵巢癌中的表達及臨床意義

2.1 Survivin的表達與卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的關系 Survivin可通過抑制腫瘤細胞的凋亡，促進細胞的有絲分裂進而促進卵巢癌的發(fā)生發(fā)展。有研究通過半定量RTPCR及免疫組化的方法分別檢測了Survivin mRNA及蛋白在上皮性卵巢癌、良性上皮性卵巢腫瘤和正常卵巢組織中的表達發(fā)現(xiàn)，Survivin mRNA及蛋白質在卵巢癌組織中呈現(xiàn)高表達（P<0.001），且隨著臨床分期和組織學分級的升高而顯著增加（P<0.05）。同時對不同組織來源的上皮性卵巢癌的表達情況進行對比發(fā)現(xiàn)，差異均無顯著意義[10]。且國內的研究報道未見Survivin的表達與患者年齡之間有相關性。但Chan等[11]研究發(fā)現(xiàn)，Survivin基因啟動子的多樣性和卵巢癌的發(fā)病年齡有關。研究中，針對168例早期卵巢癌患者，用PCR-RFLP的方法，最終從所有樣本中得到所有的也是最常見的且獨立的5個Survivin基因啟動 子：-1547A/G [rs3764383]、-644C/T [rs8073903]、-625C/G [rs8073069]、-241C/T [rs17878467]、及 -31G/C[rs9904341]。通過基因形態(tài)與發(fā)病年齡關系的研究發(fā)現(xiàn)，-1547A/G和-31G/C的基因與卵巢癌發(fā)病年齡有相關性，-1547AA基因形態(tài)的患者發(fā)病年齡比-1547GG的患者發(fā)病年齡小，差異有統(tǒng)計學意義（58.8歲vs.70.01歲，P=0.001），而且等位基因A在發(fā)病年齡與-1547A/G之間有計量反應。-31CC基因形態(tài)的患者與-31GG基因相比，盡管差異無統(tǒng)計學意義，但發(fā)病年齡也下降（57.1歲vs.62.8歲，P=0.058）。將兩個SNPs（Survivin基因單個核苷酸多態(tài)性）結合起來研究發(fā)現(xiàn)，26個患者-1547AA和-31CC都表達，在所有患者中發(fā)病年齡最小。而且在聯(lián)合基因形態(tài)中，隨著A和C等位基因表達數(shù)量的下降，發(fā)病年齡有逐漸增高的趨勢。針對患者的預后研究發(fā)現(xiàn)，-625C/G SNP會影響患者的中位無病生存期，在37例患者中，-625C等位基因患者的預后差。此研究暗示了Survivin啟動子的基因多樣性在卵巢癌臨床病理參數(shù)的改變中發(fā)揮著重要的作用，為卵巢癌研究進展的進程促成了一大步。

2.2 Survivin與卵巢癌血管生成的關系 早期的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞會表達血管內皮生長因子（VEGF），這是因為惡性腫瘤的快速生長需要豐富的血供，VEGF在新生血管生成的過程中發(fā)揮了重要的作用，為腫瘤提供營養(yǎng)素和氧氣，從而促進腫瘤細胞的存活和生長。研究發(fā)現(xiàn)，在新生的血管內皮細胞中，Survivin的表達可以上調6~8倍[12]。因此，最新的觀點認為，Survivin和VEGF在腫瘤組織中有相互促進、協(xié)調的作用。Jaime等[13]研究發(fā)現(xiàn)，Survivin的表達可以通過PI3K/Akt信號轉導通路途徑促進β-catenin/Tcf-Lef依賴的轉錄從而促進VEGF誘導的腫瘤血管的生成。還有文獻[14]研究顯示，在VEGF的刺激下，血管內皮細胞Survivin的表達水平上調約16倍。且國內有人對宮頸癌的組織標本研究發(fā)現(xiàn)，Survivin與VEGF的表達呈顯著正相關（r=0.358，P<0.05），暗示了VEGF的上調表達可能直接或間接的參與Survivin的基因轉錄，蛋白合成的調控，及其蛋白功能活化的過程，從而增加Survivin的積累。

CD105是最近許多學者研究的一種最理想的人類內皮細胞增殖的指示劑，被發(fā)現(xiàn)僅在處于增殖狀態(tài)的血管內皮細胞中高表達，而在正常組織血管內皮細胞無或僅微弱表達，國內有研究報道分析顯示，癌癥組織中，Survivin與CD105標記的微血管密度（MVD）之間呈正相關，這也間接證明，Survivin的表達有促腫瘤血管生成的作用，但需要更大的樣本來進一步證實。

2.3 Survivin的表達與卵巢癌預后之間的關系 目前的研究證實，Survivin有很多不同的剪接異構體，這些剪接異構體各自有不同的定位和功能。雖然很多研究都試圖確定Survivin在卵巢癌組織不同部位表達的臨床意義，但至今都沒有得出一致結論。例如，國內有研究證實在上皮性卵巢癌中，Survivin主要在細胞核表達（33.3%），明顯高于其細胞質表達率（15.8%）（P=0.001），且根據(jù)Survivin細胞核表達率，將患者由低到高分成三組，結果發(fā)現(xiàn)，Survivin細胞核表達率高的第三組的術后生存時間顯著低于細胞核表達率低的第一組和第二組（P=0.0007，P=0.0037）。通過COX回歸模型處理，發(fā)現(xiàn)Survivin細胞核表達是影響術后生存時間的獨立因素（P=0.0056），但是并沒有發(fā)現(xiàn)Survivin細胞質表達與上皮性卵巢癌預后有任何顯著相關[15]。

2.4 Survivin的表達與卵巢癌化療耐藥之間的關系 化療在卵巢癌的治療中占重要地位，目前主要的治療方案仍是以手術為主，聯(lián)合化療為輔。常用的化療藥物包括順鉑和紫杉醇等，而Survivin基因的表達與化療耐藥密切相關。Wang等[16]用RT-PCR的方法檢測在卵巢癌化療過程中Survivin信使RNA的表達水平發(fā)現(xiàn)，在順鉑處理細胞48 h之后，對順鉑耐藥的人類上皮卵巢癌細胞（A2780/DDP）和單純的A2780細胞相比，Survivin的表達較高，差異有統(tǒng)計學意義。有趣的是，在紫杉醇處理細胞48 h之后，A2780/DDP組的survivin mRNA的表達卻顯著下降。對A2780細胞組DDP和紫杉醇分別處理相比，其凋亡比例顯著升高，分別為46.21%、44.46%，但A2780/DDP組DDP治療48 h之后，凋亡比例只有20.04%。研究表明Survivin mRNA表達水平的變化和化療所誘導的凋亡有相關性。Survivin或許會成為評估卵巢癌化療耐藥的生物指標。RNA干擾是一種通過短的雙鏈RNA——小干擾RNA特意降解靶基因的mRNA，從而阻斷靶基因表達的新方法，對腫瘤，傳染病以及遺傳病的治療具有良好的應用前景。根據(jù)此機制，Sun等[17]用小干擾RNA（SiRNA）標記的Survivin轉染到口腔鱗狀細胞癌株KB細胞上，通過SiRNA抑制Survivin的表達，觀察是否會誘導腫瘤細胞的凋亡，是否會增強放療的敏感性。結果顯示，Survivin siRNA會明顯抑制腫瘤細胞的生長，3 d以后，Survivin siRNA組的細胞下降一半，而單純siRNA組的細胞卻長的很好。且Survivin siRNA組和siRNA組相比，促進了細胞的凋亡，兩者凋亡的百分數(shù)比較差異有統(tǒng)計學意義。MTT比色法顯示，Survivin siRNA聯(lián)合放療（IR）處理的細胞和單個處理的細胞相比，生存能力顯著下降。研究證實，轉染的Survivin siRNA會增強KB細胞對放療的敏感性，從而增強放療對腫瘤生長的抑制作用。同樣，Shen等[18]對胃癌SGC7901細胞成功轉染shRNA抑制Survivin表達的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞的集落形成能力和生存能力下降，如果此機制研究成熟，并應用于臨床，對于卵巢癌的治療可能是一種新的且有效的方法。

2.5 Survivin在雌性生殖方面的生理作用 因為Survivin更多的是在惡性腫瘤組織中高表達，因此國內外的研究主要致力于Survivin的表達與腫瘤細胞之間的相關性以及如何通過抑制其表達來提高患者的生存率。但除此之外，Survivin還有別的生理功能。Jiang等[19]對小鼠卵母細胞和顆粒細胞的研究發(fā)現(xiàn)，Survivin的缺失會導致雌性生育能力的喪失。卵母細胞上Survivin的缺失不會影響細胞的生長，發(fā)育和排卵，但是會引起四倍體卵子的產生，從而引起雌性不孕。研究還發(fā)現(xiàn)，Survivin在調節(jié)適當?shù)臏p數(shù)分裂紡錘體的形成，紡錘體組裝檢查點的活動，細胞分裂中適時的中期到后期的過渡，胞質的分裂上發(fā)揮重要的作用。顆粒細胞上Survivin的缺失，會導致卵泡生長的缺陷，從而減少排卵，并減低生育能力，還會引起卵泡的閉鎖和黃素化受損。這些結果都表明在成年小鼠卵巢組織上，Survivin在調節(jié)卵泡形成和卵子生成的過程中發(fā)揮著重要的作用。此結果也暗示了Survivin是否也在人類卵巢組織中發(fā)揮相同的作用，有待進一步去證實。

3 前景

卵巢癌作為一種發(fā)病率高，侵襲力強，預后較差的疾病，其發(fā)生、發(fā)展是多種因素共同作用的結果。近年來，對IAP家族新成員Survivin在卵巢癌中的作用及機制，國內外學者的研究相對較多，也取得了可觀的成績。作為分子量最小，作用最強的凋亡抑制基因，Survivin參與卵巢癌的血管生成、預后及化療耐藥。鑒于其在卵巢癌組織中表達的普遍性和獨特性，Survivin有望成為卵巢癌基因治療的靶基因，但目前對其研究尚處于起步階段，還有許多方面有待進一步研究，如Survivin在腫瘤中重新分布的機制，抑制細胞凋亡促進細胞增殖的確切機制，剪接異構體調節(jié)細胞凋亡的機制，以及與癌基因、抑癌基因和其他凋亡相關基因的關系等[20]。在此基礎上，通過各種分子生物學技術和基因治療方法阻斷和抑制其表達，從而改變對細胞周期異常控制、促進凋亡的正常進行、阻滯腫瘤細胞的轉移和擴散，進而使卵巢癌的徹底治愈成為可能[21]。

[1] Jemal A， Siegel R， Word E， et al. Cancer statistics，2009[J]. CA Cancer J Clin，2009，59：225-249.

[2] Ambrosini G， Adida C， Altieri D C. A novel anti-apoptosis gene，survivin， expressed in cancer and lymphoma[J]. Nat Med，1997，3（8）：917-921.

[3] Dario C， Altieri. Validating survivin as a cancer therapeutic target[J].Nature Reviews Cancer，2003，1（3）：46-54.

[4] Kren L， Brazdil J， Hermanova M， et al. Prognostic significance of anti-apoptosis proteins survivin and bcl-2 in non-small cell lung carcinomas： a clinicopathologic study of 102 cases[J]. Appl Immunohistochem Mol Moropho，2004，12（1）：44-47.

[5] Suzuki A， Ito T， Kawano H， et al. Survivin initiates procaspase 3/p21 complex forrnation as a result of interaction with Cdk4 to resist Fasmediated cell death[J]. Oncogene，2000，19（10）：1346-1353.

[6] Hay B A. Understanding IAP function and regulation： a view from Drosophila[J]. Cell Death & Differ，2000，19（10）：1045-1056.

[7] Lu S， Zhang B， Wang Z. Experssion of survivin， cyclinD1，P21（WAF1）， caspase-3 in cervical cancer and its relation with prognosis[J]. Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci，2005，25：78-81.

[8] Ling X， Bernacki R J， Brattain MG & Li F. Introduction of surviving expression by Taxol （paclitaxel） is an early event， which is independent of taxol-mediated G2/M arrest[J]. Journal of Biological Chemistry，2004，4（279）：15 196-15 203.

[9] Huang Y， Jin H Y， Liu Y T， et al. FSH inhibits ovaran cancer cell apoptosis by up-regulating survivin and down-regulating PDCD6 and DR5[J]. Endocrinerelated Cancer，2011，1（18）：13-26.

[10]王言奎，楊錦芝，羅兵，等.上皮性卵巢癌中survivin的表達及意義[J].中國婦產科臨床雜志，2003，4（5）：368-372.

[11] Chan H， Qing Wei， Karen K Lu， et al. Polymorphisms in the survivin promoter are associated with age of onset of ovarian cancer[J]. Int J Clin Exp Med，2009，10（2）：289-299.

[12]朱紅霞，劉爽，周翠琦，等.抗凋亡基因survivin促進細胞轉化的作用機制[J].中華醫(yī)學雜志，2002，82（5）：338-340.

[13] Jaime G Fernández， Diego A Rodríguez， Manuel Valenzuela，et al. Survivin expression promotes VEGF-induced tumor angiogenesisvia PI3K/Akt enhanced β-catenin/Tcf-Lef dependent transcription[J]. Molecular Cancer，2014，13（209）：1-15.

[14] Shipley， Winter， Kaufman. Phase Ⅲ trial of neoadjuvant chemotherapy in patients with invasive bladder cancer treated with selective bladder preservation by combined radiation therapy and chemotherapy： initial results of Radiation Therapy Oncology Group 89-03[J]. J Clin Oncol，1998，16：3576-3583.

[15]錢雪雅，席曉薇，李林霞，等.survivin細胞核表達與上皮性卵巢癌預后的關系[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學進展，2010，10（10）：1820-1824.

[16] Wang Z， Xie Y， Wang H. Changes in survivin messenger RNA level during chemotherapy treatment in ovarian cancer cells[J]. Cancer Biol Ther，2005，4（7）：716-719.

[17] Sun H B， Zheng H Y， Yan X. Survivin silencing enhances radiosensitivity in oral squamous cell carcinoma cell[J]. European Review for Medical and Pharmacological Sciences，2014，18（18）：2678-2686.

[18] Shen X， Zheng J Y， Shi H， et al. Survivin knockdown enhances gastric cancer cell sensitivity to radiation and chemotherapy in vitro and in nude mice[J]. Am J Med Sci，2012，344（1）：52-58.

[19] Jiang Z Z， Hu M W， Wang Z B. Survivin is essential for fertile egg production and female fertility in mice[J]. Cell Death and Disease，2014，5（126）：1-11.

[20]陳茹芬，許岸高.生存素與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和預后的關系[J].內蒙古中醫(yī)藥，2010，29（3）：105-106.

[21]魯靜，李海燕，李曉紅.生關素與卵巢癌的關系研究進展[J].醫(yī)學綜述，2013，19（10）：1777-1779.