Survivin与p53相关性研究进展
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甲状腺乳头状癌Survivin、p53表达与临床病理特征(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)【摘要】目的探讨新的凋亡抑制基因survivin和抑癌基因p53在甲状腺乳头状癌组织中的表达与甲状腺乳头状癌发生发展、临床病理特征之间的关系。
方法应用免疫组织化学(SP法),检测survivin、p53在102例甲状腺乳头状癌组织及10例结节性甲状腺肿组织中的表达。
结果102例甲状腺乳头状癌组织中survivin、突变型p53(mt-p53)基因的阳性表达率分别为66.7%和81.4%。
与良性病变组survivin、p53的阳性表达率30%、O%相比较二者差异有显著的统计学意义(P0.05)。
甲状腺乳头状癌组织中突变型p53及survivin 阳性表达率在不同性别、不同年龄、肿瘤大小,WHO大体分类及组织学分级间差异无显著性(P0.05)。
伴有淋巴结转移的甲状腺乳头癌组织中survivin的阳性表达率为79.5%,不伴有淋巴结转移者,survivin的阳性率为57.1%,二者差别有显著性(P0.05)。
突变型p53在甲状腺乳头状癌组织中表达的阳性率与淋巴结转移无关(P0.05)。
结论Survivin与mt-p53在甲状腺乳头状癌组织中表达上调。
Survivin表达与淋巴结转移有关,突变型p53表达与淋巴结转移无关。
【关键词】甲状腺乳头状癌survivinp53基因免疫组织化学遗传学研究表明甲状腺癌是多基因相关肿瘤,基因水平的变化可能在甲状腺癌的发生和发展过程中起到一个关键的作用[1],survivin是凋亡抑制蛋白(IAP)家族的成员,survivin可对抗G2/M 期诱导的凋亡,在癌组织中过度表达克服凋亡检测点,通过有丝分裂促进转化细胞的异常增殖[2]。
P53为抑癌基因,survivin及mt-p53在大部分肿瘤组织中过表达与肿瘤细胞死亡缺陷关联密切。
・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。
1.2p53的分子结构p53基因位于17号染色体短臂17q13.1,其DNA全长16~20Kb,由11个外显子和10个内含子组成,外显子2.4、5、7、8编码5个进化高度保守的mRNA结构区,其蛋白质产物定位于细胞核,为一种含393个氨基酸的核蛋白,分子量约为53kD。
在一级结构顺序分析的基础上,将p53蛋白分成了3个区:(1)氨基端,为酸性区,有1~80位氨基酸残基,具高活性,易形成a螺旋结构,能与腺病毒ElB蛋白、MDM2蛋白、转录因子,rBP结合;(2)富舍脯氨酸区域;(3)羧基端为碱性区,有319~393位氨基酸残基,为高活性的关键区域,易形成(It螺旋和转角结构,具有调节DNA连接功能和寡聚体的作用。
正常的p53蛋白在细胞中易水解,半衰期为20min左右,而突变型p53蛋白构型发生改变,稳定性增加,导致半衰期的延长为2~12h,用免疫组织化学方法即可检测到,并且p53蛋白的异常表达与p53基因突变具有很好的相关性。
△通信作者。
E—mail:wangjik2006@163.com2Survivin与p53相互作用信号通路研究发现,在许多肿瘤中都存在Survivin基因的过度表达和野生型p53基因的突变或缺失,因此,Survivin与p53在肿瘤的发生发展过程中起着重要作用。
两者之间的关系密切,他们不仅通过直接信号通路,还通过p2l—Itb—E2F信号通路等相互作用,具体如下。
2.1Survivin—p53信号通路p53诱导凋亡是对抗Survivin蛋白抗凋亡的活性”J。
因此Snrvivin基因是一个被野生型p53基因抑常】的基因,染色质免疫沉淀反应表明p53结合到Survivin基因的启动子上,免疫结合实验表明这个结合住点与E2F转录因子的结合位点相重叠,并且与经典的p53反式激活元件稍微不同”J,并且p53结合Survivin的启动予是序列特异性的和有功能的,把p53与Survivin基因的启动子结合能增加突变的p53基因上游启动子的活性。
通过对黑色素细胞siRNA介导的p53基因沉默没有影响到Rb的活性,这表明p53对Survivin的发挥作用是直接的№J。
有研究表明¨“1,野生型p53在体内可与Survivin启动子结合,从而抑制Survivin基因的转录和蛋白的表达。
过度表达的外源性Survivin蛋白,可以明显抑制野生型p53诱导的细胞凋亡,而野生型p53相反也可以有效抑制Survivin基因启动子的活性,在分子水平上提示了野生型p53对Survivin基因转录的调节。
由此推测,由于p53基因的突变,丧失了时Survivin基因转录的抑制作用,从而可以促进Suvivin基因的异常表达。
VIBGRAN等【91在人类乳腺癌的研究中发现Survivin的表达依赖p53的状况。
由突变型p53诱导的Survivin表达上调可提高乳腺癌细胞在体内的生存并且桔抗治疗。
野生型p53在mRNA和蛋白水平抑制SurvivinL10],机制可能为(1)在Survivin启动子上有p53结合位点,这个位点与E2F转录因子结合住点有部分重复,它提示我们p53对Survivin的抑制作用可能有部分是通过干扰E2F介导的反式激活Survivin启动子而实现的,但它与p53反式激活元件有细微的不同,并且p53结合Survivin启动子是序列特异性的。
Survivin启动子荧光素酶报告基因分析显示,Survivin启动子上p53结合位点明显位于230bp核心启动子区域;(2)转录激活因子F_,2F也可结合到Survivin启动子上,而p53对F2F具有亲和性,因此,p53和E2F也可能形成复合物来抑制Survivin基因的表达;(3)p53与阻遏蛋白SiIl3及脱乙酰组蛋白(HDAC)形成p53一Sin3一HDAC复合物,结合到Survivin启动子上,修改其染色体构型,导致转录因子F_,2F转变为E2F—Rb复合物,从而抑制Survivin异常表达【l“。
p53与Survivin启动子结合的这种差异性可能是p53基因的突变引起上游或下游存在各种各样的缺陷,这种缺陷使p53基因的功能折中甚至使p53突变的缺失。
2.2p21一助一E2F信号通路细胞周期有3个调控点,分万方数据广东医学2010年2月第3l卷第3期GuangdongMedicalJournalFeb.2010,V01.31,No.3别调控GO/G1、GI/S、G2/M。
G1期检查点,决定GI/S期转换,阻止受损DNA进行复制;G2期检查点,决定G2/M期转换,阻止损伤的或不完全复制的DNA进入有丝分裂。
Sur-vivin在细胞G2/M集中表达,是细胞周期G2/M期的调节基因。
Survivin端住启动子含有细胞周期依赖素(CDE)和细胞周期同源区域(CHR),这些区域与典型的G2/M期特征有通过阻断Gl期调节蛋白,进而抑制基本启动子而保持细胞周期连续性的作用。
p53主要通过阻滞Gl期和G2期采发挥作用。
p53通过调节其下游效应基因,如周期蛋白依赖性激酶相互作用蛋白一l基因(CDK—interactingprotenl,CIPI),野生型p53激活片段l基因(Wild—typep53一activatedfrag-ment1.WAFl)以及生长阻滞和DNA诱导损伤基因45(growtharestandDNAdamage—indue—tiongene45.GADD45)等在DNA损伤所致的G1/S停顿中起重要作用。
在p53调控的G2进入M期转换机制中,p53对细胞分裂周期基因2(celldivisioncycle,ede2)和细胞周期蛋白Bl(eye—linB1)的抑制使G2期发生阻滞。
另外,p53还可通过转录激活B99基因¨引的表达引起G2期阻滞。
Survivin蛋白是迄今发现的最强的凋亡抑制因子,通过与周期素依赖蛋白激酶一4(cyclin—dependentkinase4,CDK4)形成Survivin/CDK4复合体,导致p21从p2I/CDK4复合体中释放出来并作用于线粒体上的procaspase一3,形成procaspase一3/p21复合物,抑制procaspase一3激活成活化的caspase一3,从而阻止caspase一3依赖的细胞凋亡途径;同时,p2l的解离使CDK4活化,CDK4可使Rb蛋白等抑癌物质磷酸化。
正常的Rb蛋白能和E2F结合形成复合物,使E2F丧失与DNA的亲合性。
使E2F不能发挥转录功能,而磷酸化的lib蛋白则失去了此功能。
使细胞通过凋亡检查点进入S期。
继而带有DNA损伤的细胞可以继续分裂,促进DNA突变的积累嵋’1“。
同时p2l是p53下游的靶分子,p2l启动子有p53结合位点,p2l基因(WAFl/CIPl)转录被野生型p53活化,p2l是p53介导细胞周期停止所必需的。
p53蛋白可促进p21蛋白转录,p2l蛋白与线粒体Caspase一3结合,抑制Caspase活性,阻止细胞进入S期。
当p53基因突变时失去对p2l的调控使Survivin蛋白更容易发挥这种作用。
因此p53的抑制作用涉及p2l/eipl的级联反应,它抑制细胞周期依赖性激酶ede2,阻断Rb蛋白磷酸化,pBR能同E2F家族转录因子形成复合物以抑制Survivin的表达¨“。
2.3p53一Mdm2信号途径鼠双小蛋白2(Mdm2)作为胱天蛋白酶(e:tlsp鹊e)的一个底物,同时Mdm2是p53的转录靶基因,可在野生型p53基因的诱导下转录增强,细胞中Mdm2蛋白水平增高,转而与p53结合,将p53从细胞核内转运到细胞浆中,诱导p53降解,或封闭p53转录活性,抑制p53诱导细胞周期停滞和细胞凋亡的功能,导致基因的不稳定及细胞增生,表现出癌基因蛋白作用,参与肿瘤形成¨引。
Survivin通过抑制Caspase对Mdm2的剪切,减少其降解,以增加Mdm2降解p53的机会,进而拮抗p53依赖的凋亡途径¨…。
WANG等"1用阿霉素处理BaF3和MCF7细胞发现,Survivin可以通过抑制胱天蛋白酶一3的活性。
在转录后水平使Mdm2表达增高,从而使p53蛋白水平下降。
2.4CDC2/CyclinB1信号通路周期蛋白依赖性激酶l・393・(CDC2、CDK2、cylin—dependent—kinase)和B型细胞周期蛋白(CyelinB1)的结合是细胞M期启动和进行的越要条件。
Survivin的结构中含有一个cde2/cyclinB1特异性的磷酸化位点,它位于Survivin1'llr34,这个位点对于Survivin与多聚微管/有丝分裂纺锤体的相关性,以及在有丝分裂期Survivin抑制easpase一9的活性是必需的。