survilin基因表达与肺癌细胞凋亡的关系

survilin基因表达与肺癌细胞凋亡的关系

肺癌是近年来发病率最高的肿瘤，也是人类疾病死亡的主要原因之一。肺癌始于肺管和肺上皮细胞。随着肿瘤药理学的深入研究，人们注意到肿瘤的产生和发展与细胞死亡的抑制有关。赛维韦因病是最近发现的一种抗癌药物，具有选择性地表达为普通肿瘤，但对正常组织和成人的正常分工没有影响。近年来的研究发现,survivin在肺癌组织中也有高表达,本文着重对survivin与肺癌的诊治进展作一综述。1survivin1.1surviren蛋白的结构和功能凋亡抑制基因survivin是耶鲁大学Abrosini等在研究效应细胞蛋白酶受体-1时,发现了一个14.7kb的新基因,定位于第17对染色体的q25带,该基因被命名为survivin,包含4个外显子和3个内含子,其编码区包含426个碱基的开放阅读框,survivin基因包含多个转录起始位点,无TATA启动子结构,survivin编码的蛋白是IAP家族的新成员,IAP蛋白一般包含2个或3个半胱氨酸/组氨酸的杆状病毒(IAP重复序列),与之相邻的羧基末端有一个环指结构,survivin蛋白虽然属于IAP家族,但在结构上有其独特性:(1)survivin是迄今发现的IAP家族唯一含单个BIR单元的成分;(2)survivin中存在1个由Cys-Pro-Thr三氨基酸插入的片段,将BIR分成二等份的模块,这一插入片段是生存蛋白类基因所特有的,其具体功能还有待进一步研究;(3)survivin虽没有其他IAP家族的分子结构,却含有一个独特的由42个氨基酸严格排序形成的双螺旋区域。survivin是一个胞质蛋白,分子质量16.5ku,具有独特的碟形二聚体结构,它只含有一个BIR结构。survivin二聚体的完整性和天冬氨酸-71(ASP-1)周围带负电的酸性环境是控制细胞凋亡和有丝分裂所必须的,二聚体形式和围绕ASP-1的扩大的负电荷表面对阻碍凋亡和保护倍体型是必须的。当癌细胞中survivin过度表达时,可使癌细胞通过细胞G2/M期凋亡检测点发生有丝分裂。1.2细胞内源性创新survivin的表达具有细胞周期依赖性,仅在G2/M期表达。Fengzhi等用细胞分裂阻断剂分别将Hela细胞阻断在G1期、S期、G2/M期,检测细胞内源性survivinRNA表达,发现在G1期不能检测到survivinRNA表达,在S期survivinRNA的表达增加6.2倍;在G2/M期细胞survivinRNA的表达上调40倍。1.3增强创新对血管内皮生长因子vegf的诱导表达作用survivin可以直接作用于capase,主要抑制capase-3、capase-7的活性,阻断细胞的凋亡过程,这一功能通过在细胞内与survivin微管的聚合和解聚来实现;survivin也可通过p21间接抑制capase,其机制是survivin与CDK4形成survivin-CDK4-复合物,释放出CDK-4复合体中的p21,p21进一步与线粒体capase-3结合抑制其活性,阻断细胞凋亡。Mesri等在用血管内皮生长因子(VEGF)介导的血管生成的实验中,经用survivin的反义核甘酸处理,会大量减少毛细血管网的形成,但不影响内皮细胞的迁移和趋化,这表明survivin在血管形成中扮演重要角色;而在反义核甘酸封闭内皮细胞的survivin表达,发现VEGF不能抑制TGF-a或神经酰胺诱导的凋亡,同时capase-3的活性也增强,这表明VEGF在血管生成的抗凋亡功能通过诱导survivin的表达而实现。朱红霞等通过分子克隆,构建survivin原核和真核表达载体,并可在大肠杆菌和真核细胞中表达,survivin可以提高293细胞的软琼脂集落形成能力;survivin的高表达可以引起癌基因cyclinD1和c-myc的蛋白表达水平增高。2肺癌患者中整体发育中司多态性的表达survivin在正常成人组织中的表达仅见于睾丸、胸腺和分泌期子宫内膜,研究表明survivin可在多种转化细胞系中表达,如肺癌、食管癌、乳腺癌、膀胱癌、黑色素瘤、白血病和高级别的非Hodgin′S淋巴瘤。王孝养等通过逆转录PCR法检测了76例NSCLC肿瘤组织,20例良性瘤样病变和21例病灶癌旁组织。结果61%NSCLC癌组织表达survivinmRNA基因。而良性瘤样病变和正常组织分别为30%和19%(P<0.01)。survivin与基因表达,组织细胞类型,分化程度,TNM分期,有无淋巴结转移无明显相关关系,survivin基因可能在肺癌组织中表达上调,提示survivin基因可能通过抑制细胞调亡,对肺癌的发生发展起重要作用,survivin基因有望成为肺癌基因治疗的新靶点。李国生等随机收集非小细胞肺癌标本100例,采用SP免疫组织化学染色,结果在癌组织和癌旁细支气管和(或)小支气管上皮增生及正常肺组织中survivin和P34cdc2的表达差异有显著性(P<0.01),在癌组织中呈过表达,癌旁细支气管和(或)小支气管上皮增生组织中较正常肺组织表达增强;癌组织survivin和P34cdc2的表达呈正相关,癌旁细支气管和(或)小支气管上皮增生组织中也呈正相关。癌组织类型,分化程度,淋巴结转移与survivin和P34cdc2无明显相关性。至于在癌旁增生组织增强表达的survivin和P34cdc2的作用机制是同癌组织中表现的分子机制相同,还是有其独特的机制,还有待进一步研究。同时也进一步证明survivin和P34cdc2的改变是非小细胞肺癌发生的早期分子事件。Ikehara等研究了肺小腺癌中survivin的表达与肿瘤病理分期和患者生存期的关系分析后显示:血管侵袭的频率在survivin阳性组显著性提高,相反,survivin阳性患者的生存期显著低于survivin阴性表达的患者,得出结论,肿瘤细胞中survivin的表达在肺小腺癌中是一个不利的预后因素。陈余清等应用RT-PCR法检测41例肺癌手术标本癌组织、癌旁组织和9例良性肺疾病病变组织手术标本,80例肺癌和30例良性肺疾病纤支镜活检病变组织标本及所有(160例)患者痰标本survivinmRNA表达状况,并与病理组织学,刷检细胞学和痰细胞学检查结果作比较。结果,肺癌手术切除标本癌组织survivinmRNA的阳性率为70.7%,高于癌旁组织(17.1%)和良性肺疾病组织(11.1%),差异有统计学意义(χ2值分别为23.97和10.93,P均<0.05),而癌旁组织和肺良性疾病组织相比,差异无统计学意义(χ2=0.20,P>0.05);纤支镜活检肺癌组织标本survivinmRNA的阳性率为63.8%,高于良性肺疾病的13.3%(χ2=22.18,P<0.05);肺癌患者癌组织survivinmRNA表达与否及表达水平与患者年龄、性别及肿瘤的病理分型、分级、部位及转移情况均无明显相关性(P均>0.05),肺癌患者痰标本survivinmRNA的阳性率是59.5%,癌细胞的检出率是47.1%;痰survivinmRNA检测联合痰细胞学检查诊断肺癌的敏感性为80.2%,高于单独痰细胞学及单独痰survivinmRNA检测的敏感性(P均<0.05)。一般认为,survivin基因的存在代表着细胞生物转化的中间环节,survivin表达阳性提示形态学尚正常的组织存在癌变的可能。因此,检测survivin基因对肺癌具有早期诊断价值。3in反义核酸检测(1)郭万宏等以人喉癌hep-2细胞总RNA为模板,扩增survivin基因,插入原核表达载体,转化大肠杆菌后,成功地表达了survivin蛋白,不仅证实了survivin在喉癌HAP-2细胞系中有表达,而且为进一步研究其在喉癌及其他恶性肿瘤的诊断、靶向性治疗及预后治疗判断中的意义奠定了基础。有研究发现,survivin在癌组织的表达是一个渐进过程,且与恶性肿瘤的侵袭性及预后有关;survivin反义核酸的表达能够快速诱导细胞凋亡,同时伴有靶细胞增殖的下降。(2)目前研究较多的是针对survivin基因的反义寡核甘酸来抑制其表达,从而促进肿瘤细胞的凋亡以达到抑制肿瘤生长的目的。Olie等用最佳反义寡核甘酸序列4003转染A549肺癌细胞24h后可使survivinmRNA水平下降30%,细胞生长受到抑制并直接诱导细胞凋亡,同时研究还发现,反义寡核甘酸4003治疗后的肿瘤细胞对化疗的敏感性增加。而不表达survivin的正常细胞不受影响。所以,在临床上可以用反义的survivin寡核甘酸来促使细胞的凋亡和增强其对化疗药物的敏感性。(3)肺癌血管形成是一个极其复杂的连续过程,并受正性和负性血管生成因子调控,抑制其中任一步骤都可以抑制其血管形成,以肺癌血管形成为靶点的肺癌靶向治疗可分为血管靶向和抗血管新生靶向两种方式,前者是针对肿瘤已有的血管,后者则抑制肿瘤新生血管的生长,抗肺癌血管形成靶向治疗的方式有:①抑制促血管生成因子与配体结合及相应的信号传递途经;②抑制基底膜的降解;③抑制血管内皮的迁移;④抑制血管内皮的增殖,促进其凋亡;⑤直接杀伤血管内皮细胞。在血管上皮细胞的有关研究中发现,survivin的表达可被VEGF上调,这表明VEGF和survivin在血管生成中有密切的关联,提示有可能通过抑制血管生成而达到靶向survivin的治疗,这为有关癌症的治疗提供了一个新的思路。4抑制细胞凋亡的机制Survivin在人类恶性肿瘤的诊断,治疗还存在很多问题:(1)痰中分子标志物的检测有可能提高肺癌的早期诊断率,但痰中肿瘤细胞易变性且数量有限,阳性率也不高。(2)有关survivin抑制细胞凋亡的具体机制还不清楚,对survivin是通过caspase-3还是caspase-9来抑制凋亡的认识意见不一。(3)靶向