survivin基因的研究现状(1)

SurvivinSurvivin 基因的研究现状基因的研究现状(1)(1) 关键词凋亡抑制蛋白；生物学特性；组织分布 Survivin 是凋亡抑制蛋白家族的新成员1 ，是目前发现 最强的凋亡抑制因子，Survivin 功能复杂，具有抑制细胞 凋亡，促进细胞转化并且参与细胞的有丝分裂、血管的生 成和肿瘤细胞耐药性的产生等作用。目前，Survivin 已成 为研究的热点。 1Survivin 的结构与生物学特性 Survivin 的结构 1997 年，AMBROSINI 等2利 用效应细胞蛋白酶受体1cDNA 在人类基因组文库的杂交筛 选中首次分离出 Survivin 基因，因可延长细胞的生存故又 名生存素或存活素。该基因全长 15KB，定位于 17q25，含 4 个外显子和 3 个内含子，Survivin 基因编码产物是由 142 个氨基酸组成的蛋白，分子量 KD。人鼠蛋白同源性为%。与 IAP 家族的其他成员相比较，Survivin 结构特殊，IAP 家族 一般含有 2 个3 个串联的含有半胱氨酸/组氨酸共有序列在 内的 70 个氨基酸组成的杆状病毒凋亡抑制蛋白重复系列分 子以及羟基末端环指结构，其中的 BIR 分子发挥抗凋亡作 用，而 Survivin 仅含有一个单一的 BIR 功能区，并由 Cys46Pro47Thr483 个氨基酸插入序列将 Survivin 分为 两半，羟基端不含有环指结构，代以交织螺旋结构，以区 别于其他 IAP 家族成员。 Survivin 的表达 1998 年，Li 等3用细胞分裂 阻断剂将细胞阻断在细胞增殖不同时期，检测细胞内源性 SurvivinmRNA 表达。发现 Survivin 在 G1 期几乎不表达， 在 S 期表达增加 6 倍，而在 G2/M 期表达增加 40 倍,提示 Survivin 主要在 G2/M 期表达,是细胞周期 G2/M 期的调节基 因，这是由于 Survivin 基因启动子系列中存在 3 个细胞周 期依赖因子和一个细胞周期同源性区域。CDE 和 CHR 是 G1 期抑制元件,调节 G2/M 期基因表达的半衰期，这使 Survivin 特异地表达于 G2/M 期。 组织分布 Survivin 的组织分布有明显的细胞选择， 它主要表达于胚胎、发育的胎儿组织和大多数肿瘤组织内， 而在分化成熟的正常组织中未见表达4 。Survivin 存在 两种不同的亚细胞定位5 ，即定位于细胞核或细胞浆中。 Survivin 这种不同的分布是由于其转录后修饰不同引起的， 这也说明了在不同的肿瘤中 Survivin 的定位不同。胞浆中 的 Survivin 与间期微管，中期和晚期中心体，纺锤体两极 和有丝分裂纺锤体微管有关。两种定位不同的 Survivin 的 免疫反应性不同，在细胞周期中独立地受到调节。 Survivin 被 P34cyclinB 磷酸化被认为是抑制凋亡的首要 条件6 。只有胞浆 Survivin 与 P34 有关，且只有 Survivin 位于 caspases 存在的胞浆中才能有效阻断凋亡。 一个不能被磷酸化的 Survivin 不仅扰乱细胞分化，而且通 过底物竞争的方式诱导凋亡，这提示胞浆中和胞核中 Survivin 有不同的预后意义。 Survivin 的异构体 Survivin 前体 mRNA 选择性剪 接可产生不同的剪接异构体。1999 年 Mahotka7首先在 肾癌细胞中发现 2 个 Survivin 异构体：SurvivinEx3 和 SurvivinZB。SurvivinEx3 序列中缺少外显子 3，具有 抗凋亡活性，而 SurvivinZB 是把内含子作为隐蔽的外显 子，不具备抗凋亡活性，相反可以作为天然存在的 Survivin 的拮抗剂。Survivin 及其剪接异构体在肿瘤进展 中可能发挥作用。在胃癌、肾癌组织中发现 SurvivinEx3 和 SurvivinZB，且前者的抗凋亡作用明显高于后者。在 胃癌中，SurvivinEx3 的表达水平不随临床分期改变，而 SurvivinZB 的表达水平则随分期的增加而降低。Conway 等8在人的组织内发现了 3 个 Survivin 剪接异构体 Survivin140、Survivin128 和 Survivin40，3 种异 构体均表达于胚胎组织，而在胸腺和睾丸内只有 Survivin140 的高水平表达，Survivin40 在分化成熟 的组织内未见表达，只有包含 BIR 结构的 Survivin140、Survivin128 具有抑制 caspase 的功能。 2Survivin 与肿瘤的发生发展 研究认为，大多数凋亡信号所诱发的细胞凋亡都 是通过效应性蛋白酶实现的。caspase3 是由 Fas 基因介 导细胞死亡的基本死亡因子，为关键效应性蛋白酶，阻断 的凋亡过程；同时，Survivin 通过细胞周期依赖性表达， 可对抗 G2/M 期凋亡的诱导，在肿瘤细胞中的过度表达可克 服凋亡的关卡，通过有丝分裂促进转化细胞的异常增殖。 肿瘤的形成和发展是一个多步骤多阶段的过程，机制非常 复杂。这其中有多种癌基因、抑癌基因、逆转录酶、抗凋 亡基因等的激活和凋亡基因的失活以及它们之间的相互促 进和拮抗作用。现将 Survivin 在肿瘤发生过程中的作用阐 述如下。 Survivin 的抗凋亡作用研究认为，大多数凋亡信 号所诱发的细胞凋亡都是通过效应性蛋白酶 caspase 实现 的。caspase3 是由 Fas 基因介导细胞死亡的基本死亡因 子，为关键效应性蛋白酶。当其与线粒体上 p21waf1/cip1 或 IAP 结合后，即在细胞内失活。Suzuki 等9的研究发 现，在 Fas 基因和细胞增殖刺激下，Survivin 进入到细胞 内，与细胞周期调节蛋白 CDK4 结合，导致 CDK2/CyclinE 激活和 Rb 磷酸化，促进 DNA 复制，缩短 G1/S 期进程。另 外，Survivin/CDK4 复合物形成，使 p21waf1/cip1 从与 CDK4 结合的复合物中释放出来，与线粒体 procaspase3 相互作用，启动 caspase3 的灭活，从而抑制 Fas 介导的 细胞死亡。此外，Survivin 还是 p34 周期素 B1 的有丝分裂 底物，Survivin 在 Thr34 上的磷酸化是细胞分裂时保证细 胞活力所必需的。Shin 等10运用体外 caspase 抑制分 析研究证实，Survivin 是 caspase3 和 caspase7 的直 接抑制剂，从而阻断凋亡过程。同时，Survivin 通过细胞 周期依赖性表达，可对抗 G2/M 期凋亡的诱导，在肿瘤细胞 中的过度表达可克服凋亡的关卡，通过有丝分裂促进转化 细胞的异常增殖。 Survivin 与 P53 基因的关系野生型 P53 对 Survivin 为负性调节。野生型 P53 在 mRNA 和蛋白水平抑制 Survivin11 。当 P53 突变时，则无法形成与阻遏蛋白 sin3 及脱乙酰组蛋白形成 P53sinsHDAC 复合物结合到 S