神经母细胞瘤基因治疗中Survivin的研究进展

王铁斌 杨明妍 毕峰

肿瘤不仅仅是增殖和分化的异常，凋亡也有异常，细胞凋亡的抑制与恶性肿瘤的发生、发展密切相关。神经母细胞瘤是儿童常见的恶性肿瘤[1]，可发生于肾上腺及有交感神经的部位，包括颅内、眼眶、胸腔、腹腔、盆腔等，常通过淋巴及血液转移，目前尚无有效治疗方法。

Survivin基因是较为重要的凋亡抑制因子，是1997年由Ambrosini等[2]在人类基因组库中筛选出来的，Survivin在正常组织中不表达，而在胚胎组织和大多数肿瘤组织中高表达[3]。有研究表明在神经母细胞瘤中，Survivin常呈现高表达状态，说明Survivin及其相关因子可能在神经母细胞瘤的发生、发展过程中起重要作用。因此，针对Survivin的研究可能为肿瘤的基因治疗提供新靶点。

1 Survivin的结构

Survivin全长为14796bp，位于17q25染色体距端粒约3%的位置上，由4个外显子和3个内含子组成，Survivin基因启动子位于上游的2560～2920bp，启动子区含2个AP2位点，3个NF-κB位点和1个Sp1位点，大部分人Survivin转录有赖于Sp1位点。Survivin是IAP家族中分子量最小的，其N端的BIR结构域是Survivin发挥其抗凋亡能力的重要结构。BIR结构中心是由3条反平行的肽链组成的β片层，BIR结构中心的β片层面积大，富含酸性氨基酸，是Survivin蛋白配体结合区域,当该区域被磷酸化酶磷酸化后,表面电荷更多，与配体结合能力更强。Survivin基因编码以同源二聚体形式存在的蛋白质，分子量为16.5KD，二聚体内部单体之间的接合部位两侧残基94-99形成分子间β片层结构，二聚体连结处也是干扰Survivin蛋白功能的靶点之一[4]。

目前已发现5种Survivin基因异构体[5]，研究发现Survivin-2B、Survivin-EX-3两种异构体中Survivin-2B把内含子2作为隐蔽外显子，Survivin-DEx-3序列中缺少外显子3，Kriega等在胃癌细胞株中也发现了这两种异构体，并证实Survivin-EX-3抗凋亡活性明显强于Survivin-2B，后者甚至丧失了抗凋亡能力。另外的三种异构体大多表达于胚胎组织，分别为Survivin-40、Survivin-121、Survivin-140。

2 Survivin的分布

在大多数肿瘤(如神经母细胞瘤、脑胶质瘤、原发性肝癌、乳腺癌等)中都能检测到Survivin 基因的表达。研究发现Survivin也表达于人体分化成熟的组织，如皮肤黏膜、肠道上皮细胞、肝小叶、神经细胞、网状结构、睾丸间质细胞等。这表明在人类发育过程中Survivin基因的表达可能起着重要作用，由于Survivin几种异构体亚细胞定位不同，因而在肿瘤细胞的凋亡与抗凋亡平衡机制中各自具有不同的生物学功能[6]。

3 Survivin与细胞凋亡

细胞凋亡是细胞对环境的主动反应，过程受促凋亡因子和凋亡抑制因子的多方面因素调节，Survivin是至今发现作用最强的凋亡抑制蛋白之一，Survivin的抗凋亡作用是受精细调控的，并且是耗能过程。研究表明Survivin可抑制活化的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9，但不能抑制活化的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3和7，但只有合用Survivin及HBXIP才可抑制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9的活性[7]。

4 Survivin的调节机制

Survivin以细胞周期依赖的形式在G2/M期高表达，而G1期低表达，Survivin基因可作用于细胞周期，影响细胞的分裂。Survivin可与有丝分裂纺锤体的微管特异性结合,调节细胞有丝分裂[8]，有资料显示IAP还是细胞周期的调节因子，如XIAP可使细胞停滞于G0/G1，这与细胞周期素A和D1下调及p21、p27有关，IAP还可与细胞周期调节因子NRAGE、MAGE-D1结合，影响细胞分裂[9]。

5 Survivin与血管生成

Survivin与血管形成密切相关。血管形成过程的核心是血管内皮细胞的形成、增殖，这取决于血管内皮细胞的增殖和凋亡平衡。研究表明在正常血管内皮细胞中Survivin量较少,而在新生肉芽组织中Survivin量则较高，这是由于血管生成过程中一些促血管生成因子(如内皮生长因子)上调了Survivin的表达、抑制细胞凋亡，从而促进血管内皮的增殖[10]。

6 Survivin相关基因

Survivin与P53、Bcl-2等基因存在密切的关系，野生型p53可抑制Survivin mRNA，与Survivin呈负相关，但p53在组织及细胞内大多以突变型存在，故突变型p53与Survivin常呈正相关，有研究表明Survivin与p53存在结合位点[11]，这说明p53可对抗Survivin蛋白的抗凋亡活性，p53的抑癌效应也可通过抑制Survivin基因的功能来实现。有报道称Survivin与Bcl-2在肿瘤中呈正相关，Survivin与Bcl-2的这种相关性在肝癌、胃癌、结肠癌等肿瘤中也得到了证实。

7 Survivin作为治疗新靶点

基因治疗从广义上讲就是将某种遗传物质转移到患者的细胞内，使其在体内发挥作用，以达到治疗疾病的目的，目前基因治疗主要采用以下几种方法：基因矫正、基因增补、基因失活、基因置换。由于Survivin在许多肿瘤中的高表达,使其阻断性抗体免疫治疗或基因治疗成为可能，并具有巨大的发展潜力。反义RNA技术是针对与疾病发生直接相关的基因设计特异性siRNA，它在mRNA水平封闭目的基因的表达，具有特异性、操作简单等优点，它可使目的基因失活达到基因治疗的目的。因此，针对Survivin为靶点的基因治疗有可能成为基因治疗的一个新的突破口，已有小分子抑制或反义寡核苷酸链技术应用于临床，并发现短时间内抑制Survivin基因对正常细胞无抑制作用。

基因治疗作为一门新兴的学科，其发展过程非常迅速，在很短的时间内已由实践阶段渐渐地过渡到临床，并在遗传性疾病、心血管疾病、肿瘤和神经系统疾病等疾病中取得了突破性的进展。自从发现Survivin基因以来，人们就对其结构及分布、亚细胞定位、调节细胞周期、抑制凋亡、与肿瘤的关系等方面进行了深入的研究，已在理论及实验等方面取得了重大的成果，但仍有许多问题尚不成熟，同时也存在一些负面效应，如Survivin在人体细胞内的表达与体内生理信号变化之间的精细调控、Survivin抗凋亡的分子机制等，由于Survivin在正常组织细胞中也有表达,针对Survivin的治疗也可能影响到人体正常细胞，如何最小限度地影响正常细胞功能还需进一步明确，随着对Survivin的更深入了解，我们一定会为肿瘤的基因治疗寻找到新靶点、新途径。

[1]Nakag awara.A Molecular basis of spontaneous regression of neuroblastoma:role of neurotropHic signals and genetic abnormalities[J].Hum Cell 1998;11:115-124.

[2]Ambrosini G,Adida C,Altieri D C.A novel antiaotosis gene Survivin，exressed in cancer and lymHoma[J].Nat Med,1997,3(8):917-921.

[3]Enhanced Chemotherapy Sensitivity of Human Colon CancerCells to 5-Fluorouracil by siRNA Recombinant Expression Vector Targeting Survivin Gene[J].Chinese Medical Sciences Journal,2009,(02):617-623.

[4]雷宏伟,田梅,刘建香,苏旭.肿瘤抑制基因survivin的研究进展[J].中华放射医学与防护杂志,2006,2(04):422-424.

[5]Survivin:Potential role in diagnosis,prognosis and targeted therapy of gastric cancer[J].World Journal of Gastroenterology,2007,2(20)：902-907.

[6]Roland H,Stauber,WolfMann,et al.Nuclear and Cytoplasmic Survivin:MolecularMechanism Prognostic，and Therapeutic Pote-ntial[J].Cancer Res,2007,67(13):5999-6002.

[7]Zhang M,Mukherjee N,Bermudez R S,et al.Adenovirus mediatedin hibition of Survivin expression sensitizes human prostate cancer cells to paclitaxel in vitro and in vivo[J].Prostate,2005,64(3):293-302.

[8]陈竞.凋亡抑制因子Survivin的研究进展[J].川北医学院学报,2004,19(2):183-184.

[9]Uren AG,BeilharzT,Oconnell MJ,et al.Role for yeast inhibitor of apoptosis(IAP)-like proteins in cell division Proc Natl Acad Sci USA,1999;96:10170-10175.

[10]汤涛,王国斌.抑制血管生成与胃癌治疗的研究进展[J]世界华人消化杂志,2007,(05):568-572.

[11]綦俊,张在空,余畅.survivin蛋白在人非小细胞肺癌中的表达及其与bcl-2、HSP90蛋白表达和细胞凋亡的关系[J].肿瘤防治研究,2009,12(10):123-126.