凋亡抑制因子Livin的研究进展

1、凋亡抑制因子Livin的研究进展 08-07-05 11:13:00 作者：阮晶（综述），黄汉荣编辑：studa0714【摘要】 Livin是凋亡抑制因子(inhibitor of apoptosis protein，IAP)家族的重要成员，其表达的Livin蛋白主要通过抑制胱天蛋白酶-3、7、9的活性来阻断细胞凋亡过程。Livin在多种肿瘤细胞中高表达，参与抑制细胞凋亡，与肿瘤发生、发展密切相关，可为肿瘤的早期诊断及预后评估提供可靠依据。近几年来研究发现，通过抑制Livin基因的表达及诱导产生特异性地识别Livin的抗体可抑制、杀死肿瘤细胞，为恶性肿瘤的治疗提供了新的方法。 【关键词】 凋亡

2、蛋白抑制因子；Livin；肿瘤；综述文献 Livin是于2000年几乎同时由Kasof等1-44个不同小组在人基因组库中，搜索凋亡蛋白抑制因子(IAP)家族的同源序列(BIR或RING)，筛选克隆出的一种新型的有较强的抗凋亡功能的IAP家族成员。IAP是一类高度保守的内源性抗凋亡基因家族表达产物，广泛存在于许多物种如病毒、真核生物、哺乳动物中，有抑制细胞凋亡的作用，是一类重要的抗细胞凋亡因子，与肿瘤的发生发展关系密切。目前人类IAP家族已发现有8个成员，即NAIP，XIAP，cIAP-1，eIAP-2，survivin，apollon，ILP-2和Livin5。Livin特异的高表达于肿瘤组织

3、的特性有可能为肿瘤的早期诊断、基因和细胞治疗提供新的方向。近年来对Livin的研究不断增多，现对其研究进展作一综述。 1 Livin 的结构特点 1.1 基因结构 Livin位于染色体20q13.3，全长4.6 kb，包含7个外显子和6个内含子。转录产物因剪接方式的不同有两种mRNA亚型即型和型，分别为1351和1297碱基。型剪接方式的cDNAs的可读框较型在第6外显子区处多54 bp，在开放阅读框两边分别含有168bp和274bp非编码区，型编码含有298个氨基酸的蛋白质，型编码含有280个氨基酸的蛋白质，但两种蛋白在功能上没有明显差别1。 1.2 蛋白结构 Livin含有IAPs家族成员

4、所特有的凋亡抑制蛋白重复序列(BIR)和一个羧基端环指结构域(RING结构域)。其与IAPs家族其他成员氨基酸序列相似程度分别是：XIAP为34.7%c、Survivin为26.3%、cIAP-2为26.1%、NAI为25.55%、IAP-1为24.1%。Livin的BIR结构与其他IAP成员非常相似，位于N端2/3处，包含4个螺旋，1个三股的反向平行的片层结构，一个保守的组氨酸残基和三个保守的半胱氨酸（这三者结构上的突变均可引起Livin生物学作用的变化，主要是影响其抗凋亡的活性）。Livin的RING环指结构域位于C端，RING结构域不参与抑制细胞凋亡作用，但对Livin在细胞内的合理分布

5、具有重要的作用。Livin的BIR和RING结构域还是泛素化的靶点及水解的位点。 1.3 组织分布 Livin存在于胚胎组织中，在胎儿发育过程中高表达于多种组织，可能与生长发育有关，在正常成人的大多数终末组织中(除胎盘)低表达或不表达，而在多数恶性肿瘤中高表达，如黑色素瘤、乳腺癌、宫颈癌、结肠癌、膀胱癌、前列腺癌、白血病、淋巴瘤、食管癌以及肺癌等2-5。Livin主要存在于细胞核中，胞浆中的Livin以丝状形式存在。 2 Livin 的生物学特性 2.1 抑制细胞凋亡的功能 Kasof等1通过研究发现Livin基因可有效阻断由FADD(Fas-associated protein with d

6、eath domain)，Bax，RIP，RIP3及DR6(death receptor 6)诱导的细胞凋亡，Livin抗细胞凋亡的作用甚至略强于Survivin。Vucic等3通过研究证实Livin基因对Fas，TNFR1(tumor necrosis factor receptor 1)，DR4及DR5介导的细胞凋亡具有显著的抑制作用。在Jurkat研究成果中发现Livin可明显抑制由TNFa及抗CD95抗体诱导的细胞凋亡，其抗细胞凋亡作用强于Bcl-24。Livin 对星状孢子素(Staurosporine，STS)诱导的Jurkat细胞凋亡也表现出较Bcl-2弱的抑制作用，但Livin

7、 则无此作用，此点也证实Livin 和Livin 的抗细胞凋亡作用存在一定差异4。另外研究还表明，转染Livin的癌细胞可一定程度上对抗化疗药物引起的细胞凋亡3-4。 2.2 抑制细胞凋亡的机制 2.2.1 抑制Caspase途径 Caspase是介导细胞凋亡的一类重要蛋白。研究表明，IAP主要通过抑制Caspases的活性，阻断其级联反应从而抑制凋亡的进程。含有BIR功能区的IAP蛋白通过抑制有丝分裂中期进入有丝分裂后期6。含有BIR2功能区的IAP蛋白则具有与caspase 3和caspase 7结合并抑制其活性的作用7，含有BIR3功能区的IAP蛋白直接与caspase 9结合并抑制其活

8、性的作用。Livin通过抑制caspase3、7、9的活性，阻碍多种途径诱导的细胞凋亡。 2.2.2 激活TAK1/JNK1信号传导途径 Livin与TAB1结合，激活TAK18，TAB1是TAK1的共反应子(coactivator)，TAB1本身对于JNK1无激活作用，但可促进TAK1介导的JNK1激活作用。从而通过TAB1/TAK1途径激活JNK1。此途径是Livin对抗TNFa和ICE介导的细胞凋亡作用的一条重要途径。另外它还参与肿瘤坏死因子(TNF)介导的信号转导，与核转录因子B相互作用发挥抗细胞凋亡作用。 3 Livin 与肿瘤的诊断 3.1 与黑色素瘤 Ashhab等4用逆转录-聚

9、合酶链反应（RT-PCR）检测发现黑色素瘤细胞系G361、Mewo和SK-Me129中表达水平较其它瘤细胞为高。Vucic等3用Northem blotting检测到Livin在黑色素瘤细胞中过表达，因此，它可能是抑制黑素瘤细胞凋亡的重要因子，在黑色素瘤的形成、发展及恶化过程中起着重要作用。 3.2 与膀胱癌 Gazzaniga等9用RT-PCR检测膀胱癌细胞时，Livin的和亚型均表达，Livin 在正常膀胱组织中不表达，而在癌变时表达，尤其是在膀胱癌的复发早期时表达，因此它的过表达提示膀胱癌的预后不良，可作为膀胱癌早期诊断及评估预后的指标之一。何远桥等10采用SP法，对54例膀胱移行细胞癌

10、（BTCC）和8例正常膀胱组织中Livin的表达情况进行检测，结果显示Livin在54例BTCC组织中表达率为85.2，在8例正常膀胱组织中不表达，提示Livin可能通过抑制细胞凋亡，对BTCC的发生发展起重要作用，有望成为一种有效、敏感的瘤标，并为BTCC的基因治疗提供新的靶点。 3.3 与乳腺癌 Yagihashi等11对46例乳腺癌患者血清中的survivin和Livin抗体进行了检测，46例患者中survivin抗体阳性患者11例，Livin抗体阳性患者15例，阳性率分别为23.91%（11/46）、32.61%（15/46），但survivin和Livin抗体的表达相关性尚未明确。陈

11、建华等12采用SP法检测Livin蛋白在正常乳腺组织、乳腺增生性病变、乳腺非浸润性癌和乳腺浸润性癌组织中阳性率为7.1%、29.8%、65.0%、73.1%。Livin蛋白与Caspase-3蛋白在乳腺浸润性癌表达呈负相关。Livin蛋白表达阳性的乳腺癌Ki67的标记细胞增殖指数(47.3222.34)明显高于Livin蛋白表达阴性的乳腺癌细胞Ki67的标记细胞增殖指数(18.0123.34)，提示Livin蛋白在乳腺癌中表达上调,可作为判断乳腺癌预后新的分子标记物,成为乳腺癌诱导凋亡治疗的新靶点。Livin不仅参与细胞凋亡的调控,还促进了细胞增殖及肿瘤发生、发展。 3.4 与胃肠道肿瘤 At

12、suhito等13证明的胃肠道肿瘤中存在Livin mRNA的过表达，在胃肠道肿瘤病人的血清中抗Livin抗体阳性率为48.57%(17/35)。Yagihashi等11用ELISA检测多种消化道肿瘤系，发现Livin在胰腺癌细胞系及结肠癌细胞系中过度表达，用ELISA检测其血清中抗Livin抗体发现其中47%呈阳性反应，甚至较抗Survivin抗体在胃肠道中的阳性率(40%)高。何剪太等14应用RT-PCR和免疫印迹方法检测112例大肠癌组织中Livin的表达情况，结果显示在肿瘤组织中，Livin的mRNA和蛋白质表达情况完全一致，阳性率为45.5，癌旁和正常组织中均为阴性表达。提示Livin是消化道肿瘤诊断的一个重要的生物学指标，也是评价远处转移和放、化疗耐受的一个指标。 3.5 与肺癌 Hariu等15用RT-PCR方法检测到Livin可在许多肺癌细胞株和原发性肺癌组织中呈异常升高表达，而在正常的肺组织中却未见表达。Tanabe等16也用RT-PCR检测到非小细胞性肺癌(NSCLC)肺癌组织较正常肺组织中Livin mRNA表达明显升高。孙建国等17采用RT-PCR检测48例NSCLC组织中Livin mRNA的表达，并用western