Survivin基因的研究进展
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综 述R eview凋亡抑制基因survivin与卵巢癌的研究新进展沈媛媛 武 璁 陶 可北京大学深圳医院妇产科,广东 深圳 518036【摘要】卵巢癌是女性生殖器官最常见的恶性肿瘤之一,其发病率高而存活率低,对女性的健康造成极大的威胁。
尽管目前采用手术、化疗、放疗等治疗手段使卵巢癌的存活率有了很大提高,但晚期患者即使经过系统治疗达完全缓解,仍有很高的复发率。
而耐药又是治疗失败的主要原因。
Survivin是迄今发现的最强的凋亡抑制基因,其高表达使肿瘤细胞对多种化疗药物的耐受性增加,并介导肿瘤多药耐药的形成。
鉴于survivin在卵巢癌细胞周期调控、凋亡与血管形成中的发挥着重要作用,探索各种新的分子生物学技术和基因治疗方法,阻断survivin表达而拮抗其抑制细胞凋亡的能力,降低细胞凋亡的阈值,恢复肿瘤细胞对化疗药物的敏感性,进而使卵巢癌获得根治成为可能,从而避免卵巢癌细胞耐药和转移扩散给病人带来的痛苦,具有深刻的指导意义。
【关键词】卵巢癌;Survivin;凋亡抑制蛋白;细胞周期;凋亡;RNA干扰;反义寡核苷酸【中图分类号】R737.31【文献标识码】Adoi:10.3969/j.issn.1009-3257.2012.03.014The New Research Progress of Inhibitor of Apoptosis Genes and Ovarian CancerSHEN Yuan-yuan, WU Cong, TAO Ke. Deoartment of Obstetrics and Gynecology, Peking University Shenzhen Hospital, Shenzhen Guangdong518036, China[Abstract] Ovarian cancer is one of the most common malignant tumor of the female genital organs, and itshigh incidence and low survival rate, causing great threat to the health of women. Although surgery,chemotherapy, radiotherapy and other treatments have greatly improved the survival rate of ovarian cancer,but patients with advanced system for the treatment achieved complete remission, there is still a high relapserate. Resistance is the main reason for treatment failure. Survivin is the strongest inhibitor of apoptosis genesdiscovered so far, its high expression of tumor cells to increase the tolerance of a variety of chemotherapydrugs, and mediated tumor multidrug resistance formation. View of the regulation of survivin in ovarian cancercell cycle, apoptosis and angiogenesis play an important role, to explore a variety of new molecular biologytechniques and gene therapy methods, blocking survivin expression and antagonize the inhibition of apoptosis,reducing apoptosis threshold to restore the sensitivity of tumor cells to chemotherapeutic drugs, thereby enablingthe ovarian cancer cure possible, in order to avoid ovarian cancer drug resistance and metastatic spread of thepain caused to the patient, profoundly instructive.[Key words] ovarian cancer; Survivin; inhibitor of apoptosis protein; cell cycle; apoptosis; RNA interference;antisense oligonucleotides作者简介:沈媛媛,女,妇产科学,主治医师,主要研究妇科肿瘤及内分泌。
・392・广东医学2010年2月第3l卷第3期GuangdongMedicalJournalFeb.2010。
v01.31。
No.3Survivin与p53相关性研究进展赵伟珠,王季茎△辽宁医学院附属第一医院肿瘤科(辽宁锦州121000)肿瘤的发生和发展是一个多因素、多阶段、多基因参与的复杂过程,涉及多个癌基因的异常。
新近发现的凋亡抑制因子Survivin和抑癌基因p53的过度表达与肿瘤的发生、发展和预后的关系成为研究的热点。
本文就Survivin与p53相关性研究作一综述。
lSurvivin与p53的分子结构1.1Survivin的分子结构1997年。
耶鲁大学的AMBROSI.NI等…首次利用效应细胞蛋白酶受体一l(cellproteasel'e.-ceptor—l,EPR—1)cDNA在人类基因组库中筛选克隆出Survivin基因。
人Survivin基因位于17q25染色体,全长14700bp,由4个外显子和3个内合子组成。
Survivin基因上游2560~2920bp是Survivin启动子区,缺少TATA盒,而含有一个典型的CpG岛,在读码框上游大约200nt舍丰富的GC区,启动子区含2个AP2位点,3个NF一(B位点和1个spl住点,该区还有3个细胞周期依赖性元件(cell—cy.cledependentelement。
CDE)。
1个细胞周期调控基因同源区(celleyclegeneshomologyregion,CHR)。
Survivin基因编码产生一个由142个氨基酸组成的相对分子量为16.5kD的蛋白,它以同源二聚体形式存在。
它是凋亡抑帝l因子家族中分子量最小的成员,仅有一个N端的BIB结构域和一个长的C端q螺旋结构,其BIB结构被认为在Survivin的抗凋亡功能中起重要作用,C端的卷曲结构可能和结合微管结构有关t21。
Survivin分子包括3个互相分离的不同化学特性的表位,分别为BIB结构中的酸性和碱性区域,d螺旋结构表面的高疏水性区域,这种结构域符合蛋白间相互作用的需要【31。
基金项目:内蒙古自治区教育厅(NJ03134)作者简介:张龙(1980-),男,内蒙古医学院2005级在读硕士研究生。
通讯作者仝林虎,主任医师,教授,硕士研究生导师,6@内蒙古医学院附属医院普外科,5。
Survivin 和p27ki pl 与大肠癌关系的研究进展张 龙, 仝林虎3(内蒙古医学院附属医院普外科,内蒙古呼和浩特010050) 摘 要:Survivin 是一个凋亡抑制因子,在细胞中呈周期依赖性表达,可通过多种途径抑制细胞凋亡、促进细胞的异常增殖。
p27ki p1是一种肿瘤抑制基因,可通过特定途径抑制细胞的增殖。
Survi vin 和p27ki p1在大肠癌的发生、发展、转移及预后中起重要的作用,提示Survivin 和p27ki p1可能成为大肠癌诊断和治疗的新靶点。
关键词:Survivin;p27kip1;大肠癌中图分类号:R735.3+4文献标识码:A 文章编号:1004-2113(2007)06-0566-03PR O GRESS OF RESEAR CH IN THE RE LATI O N SH I PBET WEEN SU RVIVIN,p27k i p1AN D COLORECTA L CAR C IN O MAZ HANG Long, TONG L in -hu(D epa rt m ent of Genera l Su rgery,Affilia ted H o spita l ,Inner M ongolia Medica l College,H ohhot 010050China )Abstrac t:Survivin is a apoptotic suppressing fac t or,whose expressi on showing cycle dependent and can suppresses cells apopt osis and p r omoting ce lls abnor m al p r oliferati on thr ough diverse ways .p27ki p1is a kind of tumor suppressing gene,can suppressing cells p r oliferation by diverse pathways .Survivin and p27ki p1p lay i mportant r ole in the occurr ence,developm ent ,me tastasis and p r ognosis of c olor ectal carcinoma,suggesting that Survivin and p27kip1can be a ne w target in diagnosing and trea t m ent of color ecta l carcinoma .Key wor ds:survivin;p27ki p1;intestine of large intestine 大肠癌是常见消化道恶性肿瘤之一,在我国恶性肿瘤发病率中居第3位。
Advances in Marine Sciences 海洋科学前沿, 2019, 6(2), 41-45Published Online June 2019 in Hans. /journal/amshttps:///10.12677/ams.2019.62005Advances on the Study of Survivin GeneYan Li1, Huarong Guo1,2*1Ministry of Education Key Laboratory of Marine Genetics and Breeding, College of Marine Life Sciences,Ocean University of China, Qingdao Shandong2Institute of Evolution and Marine Biodiversity, Ocean University of China, Qingdao ShandongReceived: May 7th, 2019; accepted: May 23rd, 2019; published: May 30th, 2019AbstractSurvivin is a member of inhibitor of apoptosis protein family and has a typical baculovirus inhibi-tior of apoptosis protein repeat, BIR domain. Survivin plays an important role in controlling cell cycle and inhibiting apoptosis. In this review, we briefly summarized the structure, biological function and research progress of Survivin gene in different species, and the application in marine invertebrates is also prospected.KeywordsSurvivin, BIR, Cell ApoptosisSurvivin基因的研究进展李炎1,郭华荣1,2 *1中国海洋大学,海洋生命学院,海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室,山东青岛2中国海洋大学,海洋生物多样性与进化研究所,山东青岛收稿日期:2019年5月7日;录用日期:2019年5月23日;发布日期:2019年5月30日摘要Survivin基因是凋亡抑制蛋白(Inhibitor of apoptosis protein, IAP)家族成员之一,具有一个典型的杆状病毒重复序列(Baculovirus inhibitior of apoptosis protein repeat, BIR)。
Survivin在控制细胞周期和抑制细胞凋亡方面具有十分重要的作用。
本文对Survivin基因结构、生物学功能以及在不同物种中的研究进展进行了综述,并对其在海洋无脊椎动物中的应用进行了展望。
*通讯作者。
李炎,郭华荣关键词Survivin,BIR,细胞凋亡Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言细胞周期的进行和细胞凋亡的调控是两个密切相关的生物学过程,其作用是保持生长发育和形态发生的动态平衡[1]。
细胞凋亡是一种由遗传因素调节的细胞程序性死亡过程,细胞凋亡可以去除多余或异常的细胞,在免疫和发育及其动态平衡中发挥重要的作用[2]。
凋亡抑制蛋白中的Survivin最早是在杆状病毒中分离得到的,之后在果蝇、线虫、酵母和哺乳动物中陆续被发现。
Survivin基因是细胞内少数既能调控细胞周期又能抑制细胞凋亡的因子,同时它也是凋亡抑制蛋白家族中分子量最小的一个成员,大小在16.5 kD左右。
蛋白质结构中基本都含有2~3个杆状病毒重复序列(Baculovirus inhibitior of apoptosis protein repeat, BIR)、一个RING结构域和一个CARD结构域[3],通过阻止宿主细胞的防御性凋亡,从而促进病毒复制。
Survivin基因是凋亡抑制蛋白(IAP)家族中抗凋亡活性最强的一个因子。
Survivin基因是通过抑制半胱天冬酶3 (Caspase-3)和半胱天冬酶7 (Caspase-7)进而调控下游的代谢通路,阻断细胞凋亡,同时它还能与微管蛋白相互作用来调控细胞有丝分裂。
本文将分别综述Survivin基因在哺乳动物、两栖类、鱼类、真菌以及无脊椎动物中的研究进展。
2. Survivin基因在哺乳动物中的研究进展美国耶鲁大学的Ambrosini等利用效应细胞蛋白酶受体-1 (Effector cell protease receptor-1, EPR-1)的cDNA,第一次从人类基因组中筛选出了Survivin基因[4]。
Survivin基因位于人类17号染色体q25带上,全长14.7 kb,由3个内含子和4个外显子组成。
Survivin 基因编码产生的Survivin蛋白参与有丝分裂,并与细胞动力学相关。
Survivin蛋白由142个氨基酸组成,相对分子质量为16,500,其N末端区域从第15~87位氨基酸残形成了3个反向平行β折叠和4个α螺旋的空间结构,这是一个单独的BIR结构域,该结构域是IAP家族的标志。
研究发现,Survivin基因参与细胞凋亡和细胞周期的调控以及血管和肿瘤的发生。
Survivin基因与细胞凋亡Survivin蛋白是因其能够抑制细胞凋亡而得名的,即“生存素”。
研究表明,Survivin基因多表达分布于胚胎和胎儿等分裂旺盛的组织器官中,而在终末分化的成体组织中Survivin基因仅表达于胸腺、睾丸、分泌期子宫内膜和神经干细胞中[5]。
Survivin基因在人体内大多数癌变组织中均有表达,而这一表达特点决定了Survivin基因与增殖密切相关。
Survivin基因与多条凋亡通路有关。
有学者认为Survivin是通过BIR结构域与半胱天冬酶3 (Caspase-3)和半胱天冬酶7 (Caspase-7)结合,进而调控下游的代谢通路,进而阻断细胞凋亡[6]。
也有研究发现Survivin基因通过抑制Bax/Bcl-2途径,使细胞色素C (Cytochrome c)和凋亡诱导因子(AIF)不能释放到细胞质中,无法形成Cyt c/Apaf-1/Caspase-9复合物而激活Caspase-3,进而抑制细胞凋亡[7]。
在对人肝癌HepG2细胞的研究中发现,Survivin进入细胞核与细胞周期蛋白依赖性激酶(Cyclin-dependent kinases, CDK4)形成复合物,p21从其与CDK4的复合物中释放,转位至线粒体李炎,郭华荣中与pro-Caspase-3相互作用,进而抑制Fas(CD95)介导的细胞死亡[8]。
以上研究结果表明,Survivin基因通过直接或间接的途径抑制半胱天冬酶活性,进而抑制细胞凋亡。
Survivin基因与细胞周期经免疫组化实验研究发现,Survivin基因广泛表达于细胞周期的各个时相中。
它在细胞分裂间期定位于细胞质中的中心体,有丝分裂期又定位于着丝点,分裂后期与赤道板上的纺锤体微管结合,分布于两个子细胞的中心体内,末期结束后,Survivin蛋白被降解[9]。
在处理过的Hela细胞中,内源性Survivin 的RNA在G1期检测不到,在S期增加6.2倍,在G2/M期增加40倍[1]。
Survivin蛋白的半衰期很短,仅有30 min,主要在细胞G2/M期表达,随后在G1期,mRNA和蛋白质水平快速下降,同时BIR结构域的氨基酸残基变异以及N端或C端断裂,可增加其对蛋白酶的敏感性。
而蛋白酶抑制剂可阻断survivin 在G1期的降解。
Survivin基因与血管形成Survivin基因在不处于增殖期的毛细血管中表达量很低,而在体内新形成的肉芽组织血管中表达量大量上调[10]。
Survivin基因也是神经系统中血管内皮细胞生长因子(VEGF)的下游效应物,并且Survivin转录物在神经祖细胞中高度表达。
Survivin在正常发育和血管生成过程中可防止细胞凋亡,并促进毛细血管的形成,并可保护内皮细胞免受治疗损伤诱导的细胞凋亡。
Survivin基因与肿瘤Survivin基因在各种类型的人类肿瘤组织中广泛表达[11]。
Survivin基因的表达对于大多数癌细胞的形成是必须的。
许多学者认为Survivin基因是一种癌基因,在肿瘤的发生与发展过程中起到了很重要的作用[12]。
Survivin基因在组织中表达具有选择性,其通常与预后不佳和肿瘤复发有一定关系。
因此,构建Survivin基因突变体,利用反义Survivin、siRNA和shRNA等引起Survivin表达量下调等方式和破坏Survivin功能等方式[13][14][15][16],都证明Survivin基因在肿瘤治疗方面有很大的作用,是一个新的靶点。
3. Survivin基因在两栖类和鱼类中的研究进展与高等脊椎动物不同的是非洲爪蟾(Xenopus laevis)、斑马鱼(Barchydanio rerio var)、河豚(Tetraodontidae)和虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)的基因组编码两种不同的Survivin基因。
非洲爪蟾的Su1和Su2基因的ORF分别编码157和159个氨基酸,它们均是具有单个BIR结构域但没有RING结构的两种蛋白质。
这些蛋白质分别与人Survivin蛋白具有50%和45%的同源性,彼此之间具有41%的同源性。
Su1主要在胚胎和幼虫(蝌蚪)时期表达,而Su2则在蝌蚪变态发育后表达。
Su1基因的过表达可以使蝌蚪血管增大,内皮细胞数量增加[17]。
斑马鱼(Barchydanio rerio var)中的Survivin基因的同源物有两个:Birc5a 和Birc5b。
它们主要在神经、血管、眼和体节中表达,都能抑制细胞凋亡和促进细胞增殖。
通过基因敲除、敲降和过表达研究发现,Birc5a和Birc5b都参与正常的血管发生、心脏发生、神经发生和造血过程。