婦科惡性腫瘤的研究范文
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【摘要】
Livin是凋亡抑制蛋白家族的新成員，在胎兒發(fā)育過(guò)程的多種組織中高表達(dá)，于正常成人的大多數(shù)終末組織中（除胎盤）低表達(dá)或不表達(dá)，而在很多人類惡性腫瘤中高表達(dá)；本文著重就Livin基因分子結(jié)構(gòu)、組織表達(dá)、生物學(xué)功能及在婦科惡性腫瘤中的研究進(jìn)展作一綜述。
【關(guān)鍵詞】
Livin；凋亡抑制蛋白家族；婦科惡性腫瘤
盡管采用手術(shù)、放療和化療等綜合治療措施，女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤其五年存活率徘徊在25％～30％，原因是缺乏有效的、敏感的、特異的早期診斷的方法，發(fā)現(xiàn)時(shí)70％已屬晚期。惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多階段、多步驟、漸進(jìn)演化的過(guò)程，其機(jī)制十分復(fù)雜。現(xiàn)代分子生物學(xué)研究表明，惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展不僅與腫瘤細(xì)胞異常增殖和分化有關(guān)，而且與細(xì)胞凋亡抑制，凋亡不足有關(guān)，凋亡與增殖失衡是惡性腫瘤形成的重要機(jī)制之一。惡性腫瘤的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，是細(xì)胞凋亡與細(xì)胞增殖失衡所致，由正常細(xì)胞的凋亡因素作用減弱以及其抗調(diào)亡因素作用的增強(qiáng)雙方面共同引起的，并受細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境多種因素控制，因此研究凋亡的相關(guān)基因與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系對(duì)深入了解腫瘤的發(fā)病學(xué)十分重要，對(duì)開辟腫瘤治療新方法和提高治愈率有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的前景。細(xì)胞凋亡一直以來(lái)都是腫瘤研究的熱點(diǎn)。凋亡抑制蛋白Livin是凋產(chǎn)抑制因子家族的新成員。于2000年幾乎同時(shí)由Kasof、Lin等［1－4］相關(guān)實(shí)驗(yàn)小組在人基因組庫(kù)中搜索IAP家族的同源序列時(shí)篩選克隆出新的lAP家族成員，命名為L(zhǎng)ivin。目前發(fā)現(xiàn)的IAP家族成員包括8種：XIAP、clA－PI、clAP2、NAIP、Livin、apollon、ILP－2和survivin。本文就Livin基因分子結(jié)構(gòu)、組織表達(dá)、生物學(xué)功能及在腫瘤治療中的應(yīng)用等研究進(jìn)展作一綜述。
1Livin基因的分子結(jié)構(gòu)及組織分布
1．1基因的分子結(jié)構(gòu)IAPs家族首先是由Crook等在桿狀病毒CydiapomoneUa顆粒體和Orgyiapseudotsugata核多角體病毒（OPMNPV）發(fā)現(xiàn)的，是一類新的獨(dú)立于bcl－2的內(nèi)源性抗凋亡蛋白。IAP家族一個(gè)共同的特點(diǎn)：在其蛋白質(zhì)的氨基端至少有l(wèi)～3個(gè)高度保守的約70個(gè)氨基酸的重復(fù)序列稱為BIR結(jié)構(gòu)域（baculoviralinhibitorofapoptosisrepeats，BIR，因其結(jié)構(gòu)與桿狀病毒baculoviral相似而命名）。BIR結(jié)構(gòu)域是含有2～3個(gè)串聯(lián)的含有Cys／His的IAP重復(fù)序列，核心含有大量的疏水結(jié)構(gòu)，具有高度的保守性。除了NIAP和Surivin之外，在羧基端還有一個(gè)鋅指狀結(jié)構(gòu)的保守氨基酸序列稱為RING結(jié)構(gòu)域。IAP蛋白一般包含1～3個(gè)BIR結(jié)構(gòu)域，而Livin只有一個(gè)BIR和RING結(jié)構(gòu)域。Livin是IAP家族中的最新成員。人類的Livin基因位于20號(hào)染色體q13．3，全長(zhǎng)約46kb，包含7個(gè)外顯子及6個(gè)內(nèi)含子，Livin蛋白N端僅包含一個(gè)BIR結(jié)構(gòu)，C端含一個(gè)RING結(jié)構(gòu)。Livin的BIR結(jié)構(gòu)域與XIAPBIR2結(jié)構(gòu)相類似，包含4個(gè)α螺旋和1個(gè)3股反向平行β片層結(jié)構(gòu)。LivinBIR還具有1個(gè)C－末端延伸結(jié)構(gòu)，這與CIAP1的BIR3結(jié)構(gòu)類似。Livin氨基酸殘基C124、C127、H144及C15l與鋅原子結(jié)合，借以穩(wěn)定Livin蛋白的空間結(jié)構(gòu)。在LinvinBIR結(jié)構(gòu)表面的帶電殘基，大多數(shù)與IAPs的其他成員高度一致。其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物因剪接方式不同存在兩種mRNA亞型Livinα和Livinβ。分別編碼298和280個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)。Ashbab等［5］證明兩者抗凋亡的作用與分布不一樣。
1．2組織分布Livin存在于胚胎組織中，在胎兒發(fā)育過(guò)程中高表達(dá)于多種組織，可能與生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)，在正常成人的大多數(shù)終末組織中（除胎盤）低表達(dá)或不表達(dá)，而在多數(shù)惡性腫瘤中高表達(dá)，如黑色素瘤、乳腺癌、宮頸癌、結(jié)腸癌、膀胱癌、前列腺癌、白血病、淋巴瘤、食管癌以及肺癌等［6－9］。Livin主要存在于細(xì)胞核中，胞漿中的Livin以絲狀形式存在。
2Livin抗凋亡功能的作用機(jī)制
2．1抑制Caspase途徑Livin結(jié)合Caspase－3～Caspase－7及Caspase－9與其它包含有BIR3結(jié)構(gòu)域的IAP成員一樣，XIAP和Livin結(jié)合caspase－3～caspase－7和caspase－9，但不包括caspase－80。Caspase是介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的一類重要蛋白。lAP主要通過(guò)抑制Caspase的活性，阻斷其級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而抑制凋亡的進(jìn)程。含有BIRl功能區(qū)的IAP蛋白通過(guò)抑制有絲分裂中期進(jìn)入有絲分裂后期。含有BIR2功能區(qū)的IAP蛋白則具有與Caspase3和Caspase7結(jié)合并抑制其活性的作用，含有BIR3功能區(qū)的lAP蛋白直接與Caspase9結(jié)合并抑制其活性的作用。Livin通過(guò)抑制Caspase3、7、9的活性，阻礙多種途徑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［10，11］。
2．2Livin激活TAKl／JNKl信號(hào)傳導(dǎo)途徑Livin還可以與TABl結(jié)合，激活TAKl［12］。TABl是TAKl的共反應(yīng)子（coac－tivator），本身對(duì)于JNKl無(wú)激活作用，但可促進(jìn)TAKl介導(dǎo)的JNKI激活作用，從而通過(guò)TABl／TAKl途徑激活JNKl。這是Livin對(duì)抗TNF－a和ICE介導(dǎo)細(xì)胞凋亡作用的一條重要途徑。另外，它還參與TNF介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，與核轉(zhuǎn)錄因子kB（NF－kB）相互作用發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡作用。
2．3細(xì)胞內(nèi)SMAC對(duì)Livin活性的調(diào)控近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)［13］，SMAC對(duì)Livin抗細(xì)胞凋亡起負(fù)性調(diào)節(jié)作用，SMAC及其活性肽片段通過(guò)與Livin的BIR結(jié)構(gòu)域特異性結(jié)合，以抑制Livin與caspase的結(jié)合，從而起到抑制Livin的抗凋亡作用。當(dāng)體內(nèi)以促凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)為主時(shí)，SMAC占據(jù)Livin發(fā)揮活性的BIR結(jié)構(gòu)域，從而使體內(nèi)細(xì)胞發(fā)生程序性凋亡［14］。反之，則Livin抗凋亡作用占主導(dǎo)。因此，通過(guò)對(duì)SMAC復(fù)合物的降解可促進(jìn)Livin在抗細(xì)胞凋亡中的作用。
3Livin與惡性腫瘤的表達(dá)：
消化系統(tǒng)腫瘤：Yagihashi等對(duì)胃腸癌細(xì)胞系的LivinmR－NA進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果顯示胰腺癌細(xì)胞系A(chǔ)sPC－1和結(jié)腸癌細(xì)胞系HT－29高表達(dá)［15］；泌尿系腫瘤：Gazzaniga等的研究發(fā)現(xiàn)膀胱癌，Livin－α在膀胱癌的復(fù)發(fā)早期時(shí)表達(dá)，提示Livin在淺表性膀胱癌的發(fā)展中起一定作用，并且可以作為腫瘤早期復(fù)發(fā)的標(biāo)志［16］；黑色素瘤：在黑色素瘤中被ML－IAP，Vucic等研究發(fā)現(xiàn)，Livin在黑色素瘤的2個(gè)細(xì)胞系高表達(dá)，而且它的表達(dá)與腫瘤的耐藥和患者的生存期有關(guān)［17］；乳腺癌：Yagihashi等對(duì)46例乳腺癌患者血清中的Livin研究提示：Livin也可以作為一個(gè)重要的乳腺癌治療靶點(diǎn)［18］。
4Livin與婦科惡性腫瘤的關(guān)系
4．1Livin與宮頸癌Crnkovic－Mertens等宮頸癌Hela細(xì)胞中利用siRNA技術(shù)干擾其內(nèi)源性Livin的表達(dá)時(shí)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性Livin的表達(dá)受到干擾后可有效地抑制Hela細(xì)胞生長(zhǎng)［19］。并且發(fā)現(xiàn)宮頸癌Hela細(xì)胞對(duì)如腫瘤壞死因子－α、放射性物質(zhì)等凋亡激活因素的敏感性明顯增加，該研究提示Livin不僅參與惡性腫瘤的發(fā)生，而且在凋亡過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。施錚錚等研究表明，Livin在正常宮頸組織中幾乎不表達(dá)，宮頸癌中表達(dá)上調(diào)，并隨CIN級(jí)別和腫瘤臨床分期的升高、腫瘤分化程度的降低、伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移而上升［20］；而與宮頸癌的病理類型、腫塊生長(zhǎng)類型無(wú)相關(guān)性。楊?yuàn)檴櫟妊芯匡@示，在宮頸癌中Livin的兩種亞型α、β均同時(shí)表達(dá)，與其臨床分期關(guān)系密切，表明Livin在宮頸癌癌變過(guò)程中起重要作用［21］。
4．2Livin與子宮頸上皮癌前病變最近有研究顯示，Livin在子宮頸上皮瘤變組織中表達(dá)。毛麗梅等采用免疫組化法檢測(cè)22例正常子宮頸鱗狀上皮、75例CIN（包括CINⅠ23例、CINⅡ25例、CINⅢ27例），顯示Livin蛋白在正常子宮頸鱗狀上皮、CIN的陽(yáng)性表達(dá)率分別0％、50．67％。CINⅠ、Ⅰ和Ⅲ組中Livin的陽(yáng)性表達(dá)率分別為34．78％、52．00％和62．96％。且CINIII組中Livin蛋白的陽(yáng)性表達(dá)率高于CINI組（P＜0．05）［22］。施錚錚等應(yīng)用免疫組化SP法對(duì)74例CIN及20例正常宮頸組織進(jìn)行Livin的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在CINⅠ～Ⅱ級(jí)、CINⅢ級(jí)中的陽(yáng)性表達(dá)率分別為20．51％、42．86％，CINIII級(jí)組Livin的陽(yáng)性表達(dá)率高于CINⅠ～Ⅱ級(jí)組。二者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都提示Livin在CIN中的陽(yáng)性表達(dá)率有隨CIN級(jí)別的升高而增高的趨勢(shì)［20］。
4．3Livin與子宮內(nèi)膜癌王光偉等道，良性子宮內(nèi)膜組織中Livin少量表達(dá)，子宮內(nèi)膜癌組織中Livin表達(dá)較高［23］。Livin在子宮內(nèi)膜癌組織中的表達(dá)明顯高于正常內(nèi)膜組織，并且不同組織學(xué)分級(jí)中的表達(dá)具有明顯的差異，但是與分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無(wú)明顯關(guān)系，提示該蛋白可能與宮內(nèi)膜癌的分化有關(guān)，可以作為反映子宮內(nèi)膜癌生物學(xué)行為的指標(biāo)，有望成為其腫瘤標(biāo)志物。周繼等采用免疫組織化學(xué)EliVision兩步法檢測(cè)Livin，發(fā)現(xiàn)Livin在子宮內(nèi)膜癌中的表達(dá)顯著高于子宮內(nèi)膜不典型增生及良性子宮內(nèi)膜病變，Livin表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌的分化程度有關(guān)（P＜0．001），和細(xì)胞增殖指數(shù)（P＝572，P＜0．001）呈顯著正相關(guān)。認(rèn)為L(zhǎng)ivin與子宮內(nèi)膜癌的分化、增殖呈顯著正相關(guān)（P＜0．001），故其可作為反映子宮內(nèi)膜癌生物學(xué)行為的腫瘤標(biāo)記物，為子宮內(nèi)膜癌的基因治療提供新靶點(diǎn)［24］。
4．4Livin與卵巢癌趙曉陽(yáng)等應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄一聚合酶鏈反應(yīng)和免疫印跡法發(fā)現(xiàn)LivinαmRNA和LivinβmRNA在卵巢癌組織中的表達(dá)顯著高于正常卵巢組織（P＜0．01）。Livin的表達(dá)與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，檢測(cè)卵巢癌組織中Livin表達(dá)可能對(duì)判斷卵巢癌預(yù)后有一定意義［25］。李百鷗等采用RT－PCR法在30例卵巢癌和10例良性卵巢腫瘤組織中檢測(cè)LivinαmRNA和LivinβmRNA的表達(dá)。發(fā)現(xiàn)卵巢癌組織中Livin的陽(yáng)性表達(dá)率為43．33％，良性卵巢腫瘤組織中Livinα和Livinβ均不表達(dá)，兩組比較其差異性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05）［26］。認(rèn)為L(zhǎng)ivin的兩種異構(gòu)體α和β在卵巢癌組織中高表達(dá)，這可能會(huì)使其成為卵巢癌診斷和治療的新靶點(diǎn)。
4．5妊娠滋養(yǎng)細(xì)胞腫瘤Ka等的報(bào)道了IAPS（HIAP－1、HIAP－2、XIAP、NAIP、Survivin和Livin）家族mRNA及蛋白在早晚期妊娠胎盤組織、細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞及兩種絨癌細(xì)胞系（JEG－3和JAR）中的表達(dá)～用RT－PCR技術(shù)證實(shí)了在所有樣本中都能提取出IAP基因的mRNA，用免疫印跡法檢測(cè)IAP蛋白在早期和晚期妊娠胎盤組織都有表達(dá)，其表達(dá)水平與正常滋養(yǎng)細(xì)胞及轉(zhuǎn)化的滋養(yǎng)細(xì)胞系不一致［27］。此結(jié)果與IAPS蛋白在胎盤細(xì)胞存活方面起重要作用的假定相一致，表明特定的凋亡抑制因子可能保護(hù)正常和轉(zhuǎn)化的妊娠滋養(yǎng)細(xì)胞逃避死亡而過(guò)度增生，從而引起滋養(yǎng)細(xì)胞的無(wú)限制增長(zhǎng)及惡性變的發(fā)生。
5Livin與腫瘤治療
傳統(tǒng)腫瘤治療方法是以早期手術(shù)為主，輔助以放射治療、化學(xué)藥物治療、免疫療法與熱療、中醫(yī)中藥治療等。通過(guò)抑制Livin基因的表達(dá)，可使某些惡性腫瘤細(xì)胞對(duì)放療、化療敏感性大大增加。Crnkovie等通過(guò)干涉內(nèi)生性Livin基因的表達(dá)，使Livin基因沉默而不表達(dá)蛋白。在使用阿霉素、紫外線照射以及TNF－α等凋亡促進(jìn)劑治療后，可使細(xì)胞凋亡率大大增加［28］。另外，Livin基因所表達(dá)的蛋白可誘導(dǎo)產(chǎn)生抗原抗體免疫反應(yīng)，通過(guò)對(duì)此的研究可尋找出特異性殺死某些腫瘤細(xì)胞的方法。Mads等發(fā)現(xiàn)在黑色素瘤中，腫瘤細(xì)胞表達(dá)的Livin作為一種腫瘤抗原物質(zhì)，在外周血中會(huì)產(chǎn)生特異性地識(shí)別Livin的抗體，可使自然殺傷細(xì)胞向腫瘤組織浸潤(rùn)，并對(duì)黑色素瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒作用［29］。Yan等研究顯示：在Hela細(xì)胞株中或SK－MEL－28細(xì)胞株中，VEGF能夠激活mTOR信號(hào)通路，使下游的Livin表達(dá)增加，研究者認(rèn)為藥物性的抑制此信號(hào)通路，不失為宮頸癌的新的治療方法［30］。以上研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)Livin進(jìn)行基因誘導(dǎo)干預(yù)及免疫調(diào)節(jié)，對(duì)腫瘤細(xì)胞有破壞作用，從中可尋求一種新的治療各類相關(guān)腫瘤的途徑。
6小結(jié)與展望
細(xì)胞凋亡受阻不但在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，而且也是臨床上腫瘤治療失敗的重要原因，所以不斷理解腫瘤細(xì)胞凋亡阻滯的調(diào)節(jié)機(jī)制，通過(guò)特異性干擾腫瘤細(xì)胞中抗凋亡因子的作用，有望成為腫瘤治療新策略的建立提供基礎(chǔ)。Livin是新近發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞凋亡抑制因子，它在抑制細(xì)胞凋亡上具有多重功能，它與其他IAP家族成員同樣是通過(guò)BIR結(jié)構(gòu)域發(fā)揮抗凋亡作用，且抗凋亡作用過(guò)程中都與胱天蛋白酶之間有著不同程度的相互作用關(guān)系。但是它也不同于其他IAP家族成員，它的抗凋亡作用只需BIR結(jié)構(gòu)域參與，而不需要RING結(jié)構(gòu)域參與，而其他lAP家族成員的抗凋亡作用則需要兩者結(jié)構(gòu)域共同參與，這顯示了Livin抗凋亡作用的特性。Livin在正常組織一般不表達(dá)或表達(dá)很低，但在一些腫瘤中卻高表達(dá)，如黑色素瘤、乳腺癌、胃腸癌、肺癌、肝癌、宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜異位癥等等，這與它在腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)能抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡有著密切關(guān)系。抑制IAP家族成員蛋白表達(dá)，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡，是目前腫瘤凋亡治療的一個(gè)較有希望的研究方向，可能為逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥以及作為手術(shù)、放療和化療的輔助治療手段，在減少腫瘤轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的方面有重要作用。通過(guò)對(duì)Livin在婦科腫瘤中的表達(dá)情況分析以及對(duì)Livin的基因誘導(dǎo)干預(yù)和免疫調(diào)節(jié)治療的研究，有望進(jìn)一步為婦科惡性腫瘤、各類癌前病變的早期診斷、預(yù)后提供一種理想的瘤標(biāo)，為惡性腫瘤、各類癌前病變的治療提供一個(gè)新的有效靶點(diǎn)。但是對(duì)于Livin的各項(xiàng)研究還處于試驗(yàn)階段，還需要大量的動(dòng)物及臨床試驗(yàn)來(lái)證實(shí)Livin的醫(yī)療價(jià)值，相信對(duì)Livin的進(jìn)一步研究能對(duì)婦科腫瘤治療提供新的途徑。對(duì)凋亡抑制因子Livin與腫瘤的相關(guān)性還有許多方面有待于進(jìn)一步研究，如Livin抑制細(xì)胞凋亡的確切機(jī)理、Livin兩個(gè)亞型之間的功能差異、與其它凋亡相關(guān)基因表達(dá)的關(guān)系及針對(duì)Livin基因采取的各種治療措施等。特別是。目前對(duì)于Livin在婦科惡性腫瘤，子宮內(nèi)膜異位癥、子宮內(nèi)膜異位癥癌變中研究較少，隨著研究的深人，將有助于闡明Livin基因在婦科腫瘤的發(fā)生、發(fā)展的作用機(jī)理，開發(fā)出針對(duì)Livin的相關(guān)抗體和疫苗，為婦科腫瘤的早期診斷、治療及預(yù)后提供新的策略。
作者：劉星婭 王紅靜 單位：四川大學(xué)華西第二醫(yī)院婦科
