1、SurvivinSurvivin 基因是 1997年 Altieri 等 ( 52) 利用效應(yīng)細(xì)胞蛋白酶受體-1 (EPR-l) cDNA篩選克隆出的一種凋亡抑制基因。Survivin 基因定位于人17 號染色體頂端(17q25), 靠近端粒，包含3 個(gè)內(nèi)含子和4 個(gè)外顯子, 全長14.7kb， survivin 蛋白由 142個(gè)氨基酸組成，分子量大小是16.kd， 是凋亡抑制蛋白(Inhibitor of ApoptosisProteins,IAP) 家 族 的 最 小 成 員 。 Survivin 有 桿 狀 病 毒 重 復(fù) 結(jié) 構(gòu) (BaeulovirusIApRepeat,BIR)，

2、為 IAP 家族所必須含有的結(jié)構(gòu)，BIR 是 Survivin 發(fā)揮抗凋亡必需的結(jié)構(gòu)。與其他 IAP 家族成員不同的是，survivin 僅含有一個(gè)BIR結(jié)構(gòu)域和一個(gè)C 末端的 a 螺旋結(jié)構(gòu),，且C 末端沒有環(huán)指結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)呈二聚體化排列，是Survivin基因抗凋亡作用必需的。a螺旋結(jié)構(gòu)是Survivin在細(xì)胞周期中與紡錘體微管結(jié)合的位點(diǎn)，主要調(diào)節(jié)Survivin 基因的定位分布,抑制細(xì)胞凋亡。若此處突變則喪失與微管結(jié)合的能力而不能發(fā)揮抗凋亡的作用。在結(jié)構(gòu)上Survivin 是同源二聚體，Survivin 蛋白單體結(jié)合成對稱的二聚體,是Survivin 抗凋亡所必需的。由于Survivin

3、蛋白單體和對稱二聚體的穩(wěn)定性及抗凋亡功能的不同 ,二聚體連接處是干擾Survivin 蛋白功能的靶位之一。與IAP 家族其他成員不同的是，survivin 僅含有一個(gè)列BIR 結(jié)構(gòu)域，缺乏其他成員所特有的環(huán)指結(jié)構(gòu)15。而且survivin基因缺乏一個(gè) caspase相關(guān)招募區(qū)，該區(qū)對于結(jié)合和滅活 caspase (凋亡效應(yīng)器)起到重要的作用16。Survivin有維持有絲分裂和抑制細(xì) 胞凋亡的雙重功能17。52 Ambrosini G, Adida C, Altieri DC. A novel Anti-apoptosis gene, Survivin, expressed in cancer

4、 and lymphoma J. Nature Med, 1997, 3(8): 91792115. LaCasse EC, Baird S, Korneluk RG, et al. The inhibitors of apoptosis (IAPs)and their emerging role in cancer. Oncogene. 1998, 17(25): 3247-59.16. Schimmer A. Inhibitor of apoptosisproteins: translating basic knowledge intoclinical practice. Cancer R

5、es. 2004, 64(20): 7183-90.17. Altieri DC and Marchisio Pcet al. Survivin apoptosis: an interloper between celldeath and cell proliferation in cancer. Lab Invest. 1999, 79(11): 1327-33.Survivin 在組織中的表達(dá)Survivin 除了在胚胎組織顯著表達(dá)外，在大多數(shù)正常組織中Survivin 均不表達(dá)，僅在造血干細(xì)胞、胸腺、子宮內(nèi)膜組織的細(xì)胞中可檢測到有Survivin 的低表達(dá)。Survivin 在多幾乎所有

6、惡性腫瘤組織中均高表達(dá)，如乳腺癌、肺癌、黑色素瘤、結(jié)腸癌等60 余種腫瘤組織或細(xì)胞86。因?yàn)閟urvivin 在腫瘤細(xì)胞的特異性表達(dá)，其可作為腫瘤早期診斷的標(biāo)志物，所以，檢測尿液中survivin 可作為一種早期非侵入性的膀胱癌的方法之一。有研究結(jié)果表明19，在膀胱癌患者尿液中可檢測到survivin 的表達(dá)，敏感性為100%，特異性為95%，呈陽性表達(dá)的患者復(fù)發(fā)率高。在正常組織中未檢測到Survivin 的表達(dá)說明在正常成人組織中Survivin 表達(dá)是靜止的。一但細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化或細(xì)胞惡變時(shí)Survivin 又重新獲得表達(dá),應(yīng)用多種方法證實(shí) , Survivin 的 mRNA 和蛋白在近乎所有

7、的惡性腫瘤組織都有高表達(dá),這一現(xiàn)象顯示 Survivin 在惡性腫瘤組織中處于失控的表達(dá)狀態(tài)。一般認(rèn)為，細(xì)胞核中的 Survivin 控制有絲分裂，細(xì)胞質(zhì)或線粒體中Survivin 則保護(hù)細(xì)胞免于凋亡30。在保守的輸出蛋白exportin-1細(xì)胞核輸出信號(NES)控制下，survivin由細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞漿；如果NES發(fā)生突變，survivin蓄積于細(xì)胞核內(nèi)，細(xì)胞就不再發(fā)生分裂， survivin 就喪失了抗腫瘤凋亡的功能28。定位于腫瘤細(xì)胞線粒體內(nèi)膜的Survivin,遇到凋亡信號的刺激，survivin由線粒體進(jìn)入細(xì)胞漿內(nèi)以阻止腫瘤細(xì)胞凋亡的發(fā)生25。由于在腫瘤組織中survivin 過量

8、表達(dá)的高度特異性，以及它為惡性腫瘤細(xì)胞生存所必需的，因而它很可能是將抗細(xì)胞凋亡和細(xì)胞惡變直接聯(lián)系起來的橋梁，因此survivin 被認(rèn)為是抗腫瘤治療的一個(gè)重要靶點(diǎn)。30Li F, Yang J, Ramnath N, et al. Nuclear or cytoplasmic expression of Survivin: whatis the significance? J.Int J Cancer 2005;114:509-12.86. Altieri DC. Validating survivin as a cancer therapeutic target. Nat Rev Cance

9、r. 2003,3(1): 46-54.19Smith SD, Wheeler MA, Plescia J, et al. Urine detection of Survivin and diagnosis of bladder cancerJ. JAMA, 2001;17; 285(3):324-8.28. Knauer SK, Kramer OH, Knosel T, et al.Nuclear export is essential for the tumor-promoting activity of survivin. FASEB J. 2007, 21(1): 207-16.25.

10、 Dohi T, Beltrami E, Wall NR, Plescia J and Altieri DC: Mitochondrial surviving inhibits apoptosisand promotes tumorigenesis.J Clin Invest. 2004, 114(8): 1117-27.Survivin 功能Survivin 主要功能是抑制細(xì)胞凋亡和調(diào)控有絲分裂。當(dāng)survivin 位于線粒體內(nèi)時(shí)起到保護(hù)細(xì)胞抑制凋亡的作用，當(dāng)survivin 位于胞漿內(nèi)時(shí)影響間期微管的穩(wěn)定，在細(xì)胞周期中起著重要的調(diào)節(jié)作用。Survivin 的二聚體結(jié)構(gòu)及其帶負(fù)電荷的伸展表面

11、決定了survivin 對細(xì)胞凋亡和有絲分裂周期具有雙重調(diào)控功能61。1.survivin 抑制細(xì)胞凋亡細(xì)胞增殖與凋亡之間的動(dòng)態(tài)平衡對于維持真核細(xì)胞生物的發(fā)育及穩(wěn)態(tài)是至關(guān)重要的。Survivin 是 IAP 家族中目前發(fā)現(xiàn)最強(qiáng)的凋亡抑制因子。在有效沉默survivin 后，通過對腫瘤細(xì)胞凋亡變化的研究，結(jié)果顯示腫瘤細(xì)胞的凋亡率明顯提高 16。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)上調(diào)survivin 的表達(dá)可以抑制細(xì)胞的死亡；抑制腫瘤細(xì)胞中Survivin 的表達(dá)，可以導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的死亡。Survivin 可調(diào)控凋亡的通路十分復(fù)雜，可能主要通過幾種通路抗凋亡。caspase級聯(lián)式激活并溶解蛋白質(zhì)是凋亡發(fā)生的核心機(jī)制

12、。Survivin通過P21抑制caspase能抑制細(xì)胞色素 c從線粒體中釋放，抑制 caspase活性而抗凋亡 (113)。survivin通過與輔助性線粒體源性 caspase激活因子(SMAC )結(jié)合，并 對抗SMAC的作用，而抑制caspase活性，并且保護(hù)其他IAP家族成員免受 SMAC 抑制而維持其抗凋亡功能，從而增強(qiáng)IAP 家族成員的抗凋亡功能。survivin通過抑制caspase-7和caspase-3的活性，阻斷細(xì)胞凋亡過程。survivin 通過與紡錘體纖維特異結(jié)合，間接抑制紡錘體被Caspase水解，從而保護(hù)有絲分裂 細(xì)胞器完整性,抑制細(xì)胞凋亡。2. survivin

13、參與細(xì)胞周期調(diào)控survivin 不僅具有抑制細(xì)胞凋亡的作用，還能調(diào)控細(xì)胞周期。細(xì)胞周期運(yùn)動(dòng)的過程其實(shí)就是細(xì)胞增殖的過程。Survivin 主要在 G2/m 期集中表達(dá)46,具有細(xì)胞周期依賴性，是細(xì)胞周期G2/M 期的調(diào)節(jié)基因。Survivin 的過表達(dá)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞通過 G2/M 期的檢查點(diǎn)(checkpoint) ，促進(jìn)有絲分裂61,從而促使腫瘤的發(fā)生。Survivin 高表達(dá)還可引起有絲分裂異常，Survivin 異常表達(dá)可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)多個(gè)中心體、胞質(zhì)分裂障礙、并發(fā)生多極有絲分裂紡錘體和多核巨細(xì)胞的產(chǎn)生等異常表型117、 118， 這些改變在腫瘤細(xì)胞中是很常見的,導(dǎo)致染色體的不穩(wěn)定性,從

14、而使癌基因過度表達(dá)或使已經(jīng)腫瘤抑制基因表達(dá)。3. survivin 促進(jìn)血管生成血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖與凋亡的動(dòng)態(tài)平衡決定了血管形成過程。體內(nèi)肉芽組織中新生毛細(xì)血管survivin 的表達(dá)量很高，而在正常皮膚非增殖性毛細(xì)血管內(nèi)皮的細(xì)胞中 survivin 表達(dá)量極低。有研究表明，survivin 可能是血管形成過程中生長因子誘導(dǎo)的保護(hù)性基因，維持血管內(nèi)皮細(xì)胞的正常增殖，調(diào)節(jié)病理性或生理性的血管形成。 研究發(fā)現(xiàn)127， 使用 RNA 干擾和反義Survivin 寡核苷酸均可促進(jìn)惡性腫瘤組織血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡，抑制腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移，減少腫瘤組織內(nèi)毛細(xì)血管形成。Survivin 的表達(dá)與依賴新生血管

15、形成的細(xì)胞生長、浸潤及轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系69， 70， 71。61 Ingo T,Karin S,Bernd D,et al.Survivin is negatively regulated by early growth response(Egr)-1 transcripion factor in acute myeloid leukemiaJ.Blood (ASH Annual Meeting Abstracts),2006,108:1943.113 MESRI M, WALL NR, LI J, et al. Cancer gene therapy using a survivin mu

16、tant adenovirus J. J Clin Invest, 2001, 108 (7):981-990.16 Zhenxian D, Haiyan Z, Daxin G, et al. AntiSurvivin oligonucleotides inhibit growth and induce apoptosis in human medullary thyroid carcinoma cellsJ. Experimental and molecular medicine, 2006, 38(3): 230-240.46. Reed JC, Bischoff FR. BIRingin

17、g chromosomes through cell division and survivinthe experience. Cell. 2000, 102(5): 545-8.67 Li F,Ambrosini G,Chu EY,et al.Control of apoptosis and mitotic spindle checkpoint by survivinJ.Nature,1998,396:580-584.68 Uren AG,Wong L,Pakuach M,et al.Survivin and the inner centromere protein INCENP show

18、similar cell-cycle localization and gene knockout phenotypeJ.Curr Biol,2000,10:1319-1328.61 Rosa J, Canovas P, Islam A, et al. Survivin Modulates Microtubule Dynamics and Nucleation throughout the Cell CycleJ. Mol Biol cell, 2006， 17 (3):14831493.69 O Connor DS,Schechner JS,Adida C,et al.Control of

19、apoptosis during angiogenesis by survivin expression in endothelial cellsJ.Am J pathol, 2000,156:393-398.57. Mehrotra S, Languino LR, Raskett CM, et al. IAP regulation of metastasis.Cancer Cell. 2010, 17(1):53-64.58. McKenzie JA, Liu T, Goodson AG,et al. Survivin enhances motility ofmelanoma cells b

20、y supporting Akt activation and-re5giunltaetgiorltaetgiorinn. uCpancerRes. 2010, 70(20): 7927-37.apoptosis117 KALLIO MJ, NIEMINEN M, ERIKSSON JE. Human inhibitor of protein survivin participates in regulation of chromosome segregation and mitotic exit J. FASEB J, 2001, 15(14):2721-2723.118 LI F, ACK

21、ERMANN EJ, BENNETT CF, et al. Pleiotropic cell-division defects and apoptosis induced by interference with survivin function J. Nat cell Biol, 1999, 1(8):461-466.127 COMA S, NOE V, LAVARINO C, et al. Use of siRNAs and antisense oligonucleotides against survivin RNA to inhibit steps leading to tumor

22、angiogenesis J. Oligonucleotides, 2004, 14(2):100-113.Surviving 與膀胱腫瘤Survivin相關(guān)的腫瘤基因治療由于在腫瘤中Survivin高表達(dá)，因而抑制Survivin可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的自身凋 亡，可以增強(qiáng)化療或放療對腫瘤細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)，增加腫瘤細(xì)胞對化療或放療 的敏感性，這是其它抑制腫瘤凋亡的基因不具備的特點(diǎn)。survivin在正常組織中的不表達(dá)和低表達(dá)，而在多數(shù)腫瘤細(xì)胞上的高表達(dá)，因此抑制survivin的表達(dá)對 正常組織不產(chǎn)生副作用。而且 survivin是腫瘤細(xì)胞生存和增殖中扮演重要角色， 通過參與多種信號途徑促進(jìn)腫瘤的形

23、成，抑制survivin的治療方法能夠抑制腫瘤 的生長和轉(zhuǎn)移。因此survivin已經(jīng)成為抗腫瘤治療的理想靶點(diǎn)32。關(guān)于腫瘤治療方法種反義寡核甘酸作用于survivin的mRNA ,阻斷其翻譯，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物降解，抑制其在腫瘤細(xì)胞上的表達(dá)60。靶向survivin的核酶載體轉(zhuǎn)染腫瘤細(xì)胞能使細(xì)胞survivin表達(dá)下降，抑制腫瘤增殖，并增加腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性79。采用Survivin的顯性負(fù)突變轉(zhuǎn)染到腫瘤細(xì)胞中，誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡38。RNAi靶向干擾survivin基因，使其沉默，具有高度的穩(wěn)定性、特異性和穿透性、細(xì)胞毒性低、作用強(qiáng)大持久83。將Survivin做為腫瘤相關(guān)抗原，誘導(dǎo)將樹突狀

24、細(xì)胞致敏進(jìn)行免疫治療86。32NamNH,ParangK.Current targets for antieancer drugd iseovery.Curr Drug Targets2003;4:159 179.60. Pennati M, Folini M, and Zaffaroni N. Targeting survivin in cancer therapy:fuelled promises and open questions. Carcinogenesis. 2007, 28(6): 1133-39.59. Ryan BM, O Donovan N and Duffy MJ. Survivin: a new