焦 健,左欣鷺,張愛東,朱振龍
(1.河北醫科大學,河北 石家莊 050031
2.承德護理職業學院,河北 承 德 067000
3.河北醫科大學第一醫院,河北 石家莊 050031)
文獻綜述
凋亡抑制蛋白基因XIAP與婦科腫瘤關系研究進展
焦 健1,左欣鷺2,張愛東2,朱振龍3
(1.河北醫科大學,河北 石家莊 050031
2.承德護理職業學院,河北 承 德 067000
3.河北醫科大學第一醫院,河北 石家莊 050031)
XIAP; 細胞凋亡; 婦科腫瘤
細胞凋亡(),即為細胞的程序性死亡(Programmed cell death,),是機體為有效維持自身動態平衡由基因控制的細胞自主性死亡方式。細胞凋亡的運行過程較為復雜,凋亡抑制蛋白(inhibitor of apoptosos protein,)可有效阻斷所需的半胱氨酸——天冬氨酸蛋白酶類()的水解活性,進而抑制細胞凋亡,與腫瘤的發生發展密切相關。當前所發現的在人體內存在的成員有8個,包括X-染色體連鎖的抑制凋亡的蛋白(XIAP/ILP-1);神經元性抑制凋亡的蛋白();細胞抑制凋亡的蛋白-1();細胞抑制凋亡的蛋白-2();多重泛素結合酶();();()以及()[1]。X-染色體連鎖的凋亡抑制蛋白(XIAP)是由Peter等學者于1996年運用PCR技術和Southern雜交克隆出來的一種具有抗凋亡作用的蛋白,其緊密結合凋亡啟動因子及效應因子與,調節受體信號傳導,抑制細胞凋亡,是IAPs家族中最有效的caspase抑制劑[2]。XIAP存在于多種正常組織中,但在多種惡性腫瘤中表達水平明顯增高。國內外很多學者利用不同的技術,在多種惡性腫瘤組織中發現了XIAP的高表達,說明XIAP在腫瘤的發生和發展過程中有著重要的作用。
1.1 的結構:普遍存在于嬰幼兒、成人機體中所有的組織細胞內(其中外周血淋巴細胞排除在外)。基因的相關定位為,其分子量達57kD,7外顯子構成相應編碼區,含有497個氨基酸。蛋白N-端存在三個桿狀病毒的重復(Baculovirus IAP repeats,)結構域:、BIR2以及B1R3;在C-端有1個環狀鋅指結構域(RING domin),分別由基因的4個開放閱讀框(ORF)轉錄翻譯形成[3]。
1.2 XIAP的抗凋亡作用機制
1.2.1 XIAP與caspase途徑:①XIAP通過BIR1與BIR2之間的Linker結構域抑制caspase-3、caspase-7,而結構域對easpase-7的抑制起主要作用,而可使生成利于與緊密結合的構象,促進Linker和緊密結合從而起到抑制的作用[4];②XIAP還可通過和的底物相應的結合位點緊密結合,競爭性阻止,并且因為可有效抑制,從而在上游阻斷了的有效激活[5];③的結構域能與caspase-9結合,生成異源二聚體,使轉變為單體結構,失去相應的催化活性,從而有效抑制的功能,阻斷細胞的凋亡[6];④XIAP的RING結構域具有E3泛素連接酶活性,促進降解底物caspase,從而抑制細胞凋亡[7]。
1.2.2 與途徑(nuclear factor kappa B)為一種十分重要的轉錄因子蛋白。相關研究人員稱,可以多種途徑參與的有效激活,通過有效阻止細胞的凋亡,而NF-κB又能上調XIAP的表達[8]。XIAP的BIR1結構域可以和轉化生長因子B活化激酶(TAK)結合蛋白1(TAB1)直接發生作用介導的激活。能有效激活(),使的/產生磷酸化,從而導致泛素化,使釋放,從而有效阻止細胞的凋亡。
1.2.3 參與相應的信號轉導途徑:的區可與骨形態發生蛋白(Bone morphogenic protain,)I型受體以及下游的信號分子互相作用,引導其激活?;罨目蓪Φ鞍准っ?()程序信號進行有效激活。進一步引起家族的表達量上升,后者可有效增加細胞應急狀態時的抗凋亡作用力。除此,還可程序性激活信號途徑中所存在的另一激酶(c-jun N-terminal kinase-1)。相關研究人員認為,與受體緊密結合后,激活相應的--級聯反應程序,這可能是阻止引起的凋亡的一個原理。此外,還可對TNFR、及等受體應用死亡受體通路產生的細胞凋亡進行有效抑制。
2.1 宮頸癌:宮頸癌為女性生殖系統中最易見到的惡性腫瘤,高危型人乳頭瘤(human papilloma virus,)的感染和宮頸癌的產生緊密關聯,但其致癌原理尚未完全明了。現如今,細胞的凋亡原理在婦科腫瘤生成過程中的作用越來越受到重視。早在2006年,海外學者[9]的相關研究發現,在正常宮頸組織與宮頸癌病變的組織中的表達并不存在顯著差異,且與患者的年齡、組織的分化程度、腫瘤的臨床分期以及是否發生淋巴結轉移也均不存在關聯,但稱表達水平低的患者有較長的緩解期和生存期,所以為宮頸癌發生時所存在的預后因子。國內學者周衛強等[10],應用免疫組織化學方法觀察了115例子宮頸鱗狀上皮組織(包括10例正常子宮頸上皮組織、30例CINⅠ組織、25例組織、25例組織以及25例宮頸處的鱗癌組織)中的表達水平,發現在正常宮頸組織中相應的陽性表達率是30.0%,在CIN組織中是45.0%,在宮頸的鱗癌組織中的陽性表達率是84.0%,其中在、及組的陽性表達率依次是36.7%、40.0%、60.0%。故認為XIAP在宮頸組織中的陽性表達與宮頸癌變嚴重程度呈正相關,并顯示XIAP抑制宮頸癌細胞凋亡的作用可能與caspase-3有關。在相應子宮頸癌的組織中的表達差異以及子宮頸癌的惡化情況和其相關預后的準確判斷具有較大的參考意義。上述實驗都表明在宮頸癌的發生、發展及預后中起到一定的作用,但還需進一步研究。
2.2 子宮內膜癌:宮頸癌為女性生殖系統中最易見到的惡性腫瘤,且其患病率在最近幾年有逐步上升的趨勢。但在子宮內膜癌與XIAP的相關研究中,國內外文獻報道較少。在國外學者的研究中推測在體內XIAP的表達可促使內膜癌細胞進一步增值。Céline[11]發現XIAP高表達于體外培養的子宮內膜癌上皮細胞,因此推測與子宮內膜癌有相關性。國內學者[12]通過免疫組織化學方法對110例正常增生期子宮內膜、非典型增生子宮內膜、子宮內膜癌組織進行實驗研究,發現XIAP主要表達于內膜腺上皮細胞或癌細胞的細胞漿中,在正常增生期子宮內膜、子宮內膜上皮內瘤變和子宮內膜癌組織中的表達逐漸增強,且XIAP在子宮內膜上皮內瘤變中表達隨著級別升高更加明顯。同時顯示XIAP的高表達與內膜癌的手術-病理分期、病理分級及肌層浸潤均有密切關系,且隨著組織分化級別的降低而升高,有顯著差異(P<0.05)。表明的高效表達和子宮內膜癌的生成緊密關聯,且在早期子宮內膜癌的發病原理中具有一定程度的作用,其過度表達在子宮內膜癌惡性侵襲轉移中發揮一定作用。
2.3 卵巢癌:卵巢癌是婦科惡性腫瘤中致死率最高的腫瘤,目前,在國內外學者的研究中,XIAP在卵巢癌中的表達及意義相關性研究的報道較多。已在大量惡性腫瘤臨床觀測中證實了具有高效表達的水平,如胰腺癌、肺癌、肝癌等。張意茗等[13]稱,基因的在上皮性卵巢癌內的大量表達相比于正常卵巢組織中較為常見,差異存在統計學上的意義,表明該基因是癌基因的候選者;姚晉等[14]通過研究也發現在卵巢癌組織內呈高效表達,在卵巢癌的病理特點分組中,在各組中的表達水平,組與組之間進行有效比較發現僅有臨床分期差異存在統計學上的意義(P<0.05),推斷出可在某種程度上降低凋亡及抑制凋亡通路所產生的細胞的凋亡,分期越高分化越差的腫瘤的表達水平越高,表明與卵巢癌的生成緊密關聯;近期國內學者的研究顯示,Smac與XIAP相互結合,抑制其與caspase結合,激活e進而起到加速卵巢癌細胞凋亡的作用。以上實驗研究顯示了國內外研究者的研究具有一致性。
通過靶點治療腫瘤的研究方向當前主要針對蛋白的小分子抑制劑、針對的反義寡核苷酸類抑制劑以及的等課題進行的實驗室研究階段等應用針對的反義寡核苷酸靶向性的降下,促進腫瘤的快速凋亡,增加相關細胞對于化療藥的敏感度。在宮頸癌的診療研究中,百里香醌對于宮頸癌生成的細胞毒性是通過的激活及減少的表達而完成的。該藥是否存在對于宮頸鱗癌同等的作用還需深化研究。通過鉑類等藥物為基礎的化學藥物治療是治療卵巢癌患者并使其存活的主要手段之一。而腫瘤細胞的耐藥性是引起化療效果影響的最主要的因素。伴隨分子生物學科技的發展,及不斷深入的細胞凋亡分子調控原理的研究,人類已察覺不但放、化療及生物治療能有效促進腫瘤的凋亡,而且可通過腫瘤細胞的促凋亡因子的激活及抑制其相關的抗凋亡因子來防止腫瘤的凋亡,這樣或許能提高腫瘤患者的生存時間。
[1]Salvesen GS,Duckett CS.IAP proteins:Blocking the road to death,s door[J].Nat Rev moL Cell Biol,2002,31(6):401~410.
[2]Holeik M,Korneluk RG.XIAP,the guardlian angel[J].Nat Rev moL Cell Bio,2001,2(7):550~556
[3]Huang Y.Park YC,Rich RL.et a1.StrIlctural basis of easpase inhibition hy XIAP:differential roles of the linker velmllSthe BIR domain[J].Cell,2001,104(5):781~790.
[4]Taknhashi R,Deveraux Q,Tamm I,et al.A single BIR domain of XIAP suficient for inhibiting caspase[J].Biol Chem,1998,273(14):7787~7790.
[5]Riedl SJ,Renatus M,SchwarzenbacherR,et aI.StructuraI basis for the inhibition of caspase-3 by XIAP[J].CeII,2001,104(5):791~800.
[6]ShiozakiEN,Chai J,Rigotti DJ,et aI.Mechanism of XIAPMediated Inhibition of caspase-9[J].moL CeII,2003,11(2):519~52.
[7]Shin H,Okada K,Wilkinson JC,et a1.Identification of ubiquitination sites on the X-linked inhibitor of apoptosis protein [J].Biochem,2003,373(Pt 3):965~971.
[8]Hofer-Warbinek R,Schmid Jn,Stehlik C,et al.Activation of NF-κB by XIAP,the X Chromosome-linked Inhibitor of Apoptosis,in Endothelial Cells Involves TAK1[J].BioChem,2000,275:22064~22068.
[9]Magali Espinosal,David Cantu.Inhabitors of apoptosis proteins in human cercical cancer[J].BMC Cancer,2006,6(45):1.
[10]周衛強,等.宮頸癌變過程中XIAP和caspase-3表達水平的變化及其與高危型人乳頭瘤病毒感染的相關性[J].中國臨床醫學,2013,20(6):762~765.
[11]Céline Van Themsche,Lyne Lafontaine and Eric Asselin.Apoptosis by TNF alpha in uterine cancer cells[J].Endocrine Society 10.1210/en,2008-0275.
[12]陳思鶴等.XIAP、XAF1在子宮內膜癌的表達及意義[D].湖南長沙:中南大學,2009.
[13]張意茗,張向寧.XIAP、Survivin、LPA及CA125在上皮性卵巢癌中的表達[J].山東大學學報(醫學版),2007,45(3):1~5.
[14]姚晉,鄭洪.肝細胞生長因子及受體、XIAP在卵巢癌組織中的表達及相關關系的探討[J].貴州醫藥,2013,37(12):1059~1062.
1006-6233(2016)10-1756-03
A【doi】10.3969/j.issn.1006-6233.2016.10.076