摘要:生存素基因(Survivin gene)是新近發(fā)現(xiàn)的凋亡抑制基因,屬凋亡抑制蛋白(Inhibitor of apoptosis protein,IAP)家族的成員,能促進成纖維細胞增殖、血管生成并抑制細胞凋亡。它與抑癌基因PTEN關系密切,與另一種凋亡抑制因子B細胞淋巴瘤/白血病-2基因(Bcl-2)有協(xié)同作用,與連接蛋白43(Cx43)表達下降呈正相關,它還能促使腫瘤細胞產(chǎn)生凋亡信號受體配體(FasL)而進行免疫攻擊。對Survivin基因的深入研究將為瘢痕的治療開辟一個新的方向。
關鍵詞:Survivin;病理性瘢痕;瘢痕癌;表達
創(chuàng)傷修復的必然結果是瘢痕形成,而通常過度修復會引起成纖維細胞功能的異常,進而導致病理性瘢痕的形成。同時,瘢痕組織可以在各種長期外界條件刺激下發(fā)生惡性轉變成為皮膚瘢痕癌(Skin scar carcinoma,SSC)。生存素基因(Survivin gene)是凋亡抑制蛋白(Inhibitor of apoptosis protein,IAP)家族的成員,其被證實在病理性瘢痕、瘢痕癌中與多種基因、蛋白有關。其凋亡機制的研究及其促進病理性瘢痕、瘢痕癌形成機制的研究,對今后如何更有效的預防、治療瘢痕可能開辟了一個新的方向。
1 Survivin在病理性瘢痕、瘢痕癌中與其他基因、蛋白的關系
1.1 Survivin與PTEN PTEN基因是一個具有磷酸酶活性的抑癌基因。有研究認為,PTEN基因通過調(diào)節(jié)P13K/AKt信號途徑參與調(diào)控細胞的代謝活動及轉化等,并通過使PIP3去磷酸化阻止細胞生長及促進細胞凋亡。同時它還能上調(diào)P27蛋白的表達和抑制MAPK信號轉導通路來抑制細胞的分化[1]。翟慧娟等[2]發(fā)現(xiàn)PTENmRNA與SurvivinmRNA的表達呈負相關,PTENmRNA與Caspase-3mRNA的表達呈正相關,認為在皮膚瘢痕組織中PTENmRNA、Caspase-3mRNA、SurvivinmRNA基因的異常表達、凋亡與增殖的失衡可能是皮膚瘢痕形成的重要原因。
1.2 Survivin與Cx43 縫隙連接(Gap junciton)是普遍存在于的生物界的細胞間信息交換的方式。連接蛋白43(Connexin43,Cx43)是真皮成纖維細胞表達最豐富的一種連接蛋白,有人認為其與機體許多病理生理過程有密切的聯(lián)系[3]。張娟娟等[4]認為在病理性瘢痕組織成纖維細胞中Cx43的表達的下調(diào),促進縫隙連接的減少、細胞間信息交流障礙、接觸抑制減弱及細胞繼續(xù)旺盛增殖、大量細胞外基質分泌,導致膠原過度合成與沉積。王娟等[5]認為Cx43、Survivin在皮膚瘢痕和瘢痕癌組織中的異常表達,可能在促進皮膚瘢痕癌變的發(fā)生和發(fā)展中有共同作用。
1.3 Survivin基因與Bcl-2基因 Bcl-2能直接抑制細胞凋亡,是參與細胞增殖與凋亡的重要調(diào)節(jié)基因。已有研究提示:Bcl-2可對成纖維細胞的凋亡產(chǎn)生抑制作用,并促進成纖維細胞的增殖。Bcl-2基因及Survivin基因都是凋亡抑制基因。Survivin基因通過調(diào)節(jié)Caspase-3和Caspase-7行使抗凋亡功能,而Bcl-2基因通過干擾細胞色素C抑制Caspase的活化途徑,這一過程位于Caspase級聯(lián)反應的上游,最終實現(xiàn)抑制細胞凋亡作用[6]。González-González R等[7]發(fā)現(xiàn)細胞質中Survivin和Bcl-2免疫表達水平與bax的免疫表達的上調(diào),提示侵襲性成釉細胞瘤的行為。我們可猜測其與Survivin在細胞惡化中呈協(xié)同作用。蔡琦[8]等檢測Survivin和Bcl-2在45例瘢痕疙瘩皮損中的表達,認為Bcl-2的上調(diào)與Survivin的表達可能在瘢痕疙瘩的形成中起協(xié)同作用。
1.4 Survivin基因與Fas Fas是表達于胸腺細胞、激活的淋巴細胞、病毒感染細胞、部分腫瘤細胞等的表面誘導凋亡的一種重要膜蛋白分子,其受體與其配體(Fasligand,F(xiàn)asL)結合后通過蛋白死亡區(qū)的相互作用激活一系列信號蛋白及蛋白酶,引起多種底物降解,從而導致細胞凋亡。效應細胞蛋白酶(Caspase)是誘發(fā)凋亡最關鍵的信號分子,而Caspase是Fas介導的細胞凋亡中的基本的死亡因子[9]。有學者認為Survivin與Fas/FasL表達無明顯相關性,可能是兩條凋亡路徑中參與因子很多,兩條凋亡路徑中是否存在交叉點、參與因子間是否存在相互作用還需深入研究以獲得更多的科學依據(jù)和理論支持。也不能排除是Survivin的作用位點不在Fas表達的水平上的可能[10]。張文淵等研究證實,Survivin基因能提高DNA相關轉錄因子SP1的生物活性,而SP1是Fas的有效催化劑,該基因可以上調(diào)SP1的氨基酸殘基磷酸化,通過調(diào)控Fas路徑從而形成免疫逃避,同時通過促使腫瘤細胞產(chǎn)生Fas而進行免疫攻擊[12、13]。
2 Survivin基因的抗凋亡機制
Survivin的抗凋亡機制IAP家族中的Survivin蛋白表達于細胞周期的G2/M期,通過抑制細胞的程序化死亡,導致細胞的異常增殖和惡性轉化,是具有很強凋亡抑制作用的蛋白之一。其抗凋亡機制可能如下:①通過其螺旋結構與有絲分裂微管結合,再通過Caspase-9的抑制導致Caspase系統(tǒng)的抑制,進而抑制Caspase引起的細胞凋亡;②通過與Caspase-3和Caspase-7結合抑制Caspase的活性;③通過與細胞周期調(diào)節(jié)因子CDK4結合,形成Survivin/CDK4復合物,該復合物的形成導致p21的釋放,從而使CDK4與Procaspase相互作用而抑制細胞凋亡[14~16]。于冬梅等通過構建靶向Survivin的siRNA表達質粒,利用體外培養(yǎng)瘢痕疙瘩成纖維細胞,發(fā)現(xiàn)通過Survivin基因表達的下調(diào)激活Caspase-3基因活性,可顯著抑制成纖維細胞的增殖并誘導其凋亡。
3 問題與展望
創(chuàng)傷愈合中的細胞凋亡現(xiàn)象已成為近年來人們關注的熱點之一,鑒于Survivin重要的生物學特性,Survivin有望成為病理性瘢痕在基因治療方面一個理想的治療靶點。抑制Survivin基因的表達,增加瘢痕組織的凋亡和抑制細胞的增生,如應用RNAi技術針對Survivin靶位或多位點共同抑制Survivin的表達有望為今后瘢痕的基因治療開辟新的領域,但如何做到高效便捷的抑制Survivin的表達還有待進一步的研究。
參考文獻:
[1]Planchon S M,Waite K A,Eng C.The nuclear affairs of PTEN[J].Journal of Cell Science,2008,121(3):249-253.
[2]翟慧娟,楊廷桐,張大未,等.皮膚瘢痕組織中PTEN、Caspase-3、Survivin基因表達的臨床意義[J].醫(yī)學信息旬刊,2010,05(7):1668-1670.
[3]Moorby C,Patel M.Dual Functions for Connexins:Cx43 Regulates Growth Independently of Gap Junction Formation[J].Experimental Cell Research,2001,271:238-248.
[4]張娟娟,呂世軍.病理性瘢痕成纖維細胞中連接蛋白43的免疫電鏡觀察[J].中國美容醫(yī)學,2009,18(1):63-65.
[5]王娟,郭瑞珍.皮膚瘢痕癌變組織中Cx43、Survivin表達的相關性[J].臨床與實驗病理學雜志,2009,25(3):307-310.
[6]李曉玲,吉天舒,曹麗君.Survivin基因的抗凋亡機制及其與惡性腫瘤的關系[J].中國病案,2014,15(6).
[7]González-González R,Molina-Frechero N,Damian-Matsumura P,et al.Immunohistochemical expression of survivin and its relationship with cell apoptosis and proliferation in ameloblastomas.[J].Disease Markers,2015,2015.
[8]蔡琦,許成蓉.存活素在瘢痕疙瘩皮損中的表達及其與Bcl-2表達的關系[J].中國麻風皮膚病雜志,2008,24(7):523-525.
[9]鄔素芳,張稼聞,邱敏,等.宮頸癌組織中Survivin、Fas和FasL的表達及其關系[J].上海交通大學學報:醫(yī)學版,2010,30(9):1138-1142.
[10]李姝君,楊志雄,田鮮艷,等.Survivin在肺癌中表達意義及其與Fas/FasL表達的關系[J].中國醫(yī)藥導報,2011,08(20):17-19.
[11]張文淵,黃筱纮,平金良.Survivin、Fas在宮頸癌中的表達及意義[J].腫瘤學雜志,2013,19(8):605-609.
[12]李艷,陳余清.Survivin與Sp1關系研究進展[J].國際呼吸雜志,2009,29(2):79-82.
[13]Kavurma M M,Bobryshev Y,Khachigian L M.Retraction:Ets-1 positively regulates Fas ligand transcription via cooperative interactions with Sp1.[J].Journal of Biological Chemistry,2010.
[14]Shin,Sejeong,et al.An Anti-Apoptotic Protein Human Survivin Is A Direct Inhibitor Of Caspase-3 And-7[J].Biochemistry40.40(2001):1117-1123.
[15]Salvesen,Guy S.,and S.J.Riedl.Caspase Mechanisms.Programmed Cell Death in Cancer Progression and Therapy[J].Springer Netherlands,2008:13-23.
編輯/安樺