邢春瑤,冷維春,周家文
(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 婦產(chǎn)科,吉林 長(zhǎng)春130033)
細(xì)胞凋亡是基因調(diào)控下的細(xì)胞程序性死亡,是機(jī)體維持生長(zhǎng)發(fā)育、正常生理功能及清除受損細(xì)胞的需要[1]。在正常生物體內(nèi),細(xì)胞凋亡與增值處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),一旦這種平衡被打破就會(huì)造成多種疾病的發(fā)生。已有研究表明,惡性腫瘤的發(fā)生與原癌基因的激活、抑癌基因的失活、環(huán)境因素、遺傳因素等多種因素有關(guān)。隨著長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)細(xì)胞凋亡的深入研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞凋亡的受阻與腫瘤的發(fā)生及發(fā)展密切相關(guān)。宮頸癌是常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤之一,其發(fā)生率在女性惡性腫瘤中僅次于乳腺癌。在中國(guó),近20年宮頸癌的發(fā)病率逐年增加,且呈年輕化趨勢(shì)[2]。國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究表明,宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展與細(xì)胞凋亡機(jī)制的紊亂密切相關(guān)。目前已發(fā)現(xiàn),Bcl-2基因和Survivin基因的表達(dá)產(chǎn)物是強(qiáng)有力的細(xì)胞凋亡抑制蛋白。本文就近年來(lái)Bcl-2、Survivin在宮頸癌中的研究進(jìn)展及臨床意義進(jìn)行綜述。
Bcl-2家族基因廣泛分布于生物體中,其表達(dá)的Bcl-2蛋白家族包括抑制細(xì)胞凋亡的抗凋亡蛋白和促進(jìn)細(xì)胞凋亡的促凋亡蛋白。Bcl-2基因是Bcl-2基因家族中重要的抗凋亡基因之一,其最初在濾泡性B細(xì)胞淋巴瘤中研究發(fā)現(xiàn),由染色體[t(14:18)(q32:q21)]易位激活。Bcl-2基因的表達(dá)產(chǎn)物是由239個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì),相對(duì)分子量為26kD,Bcl-2蛋白的C端疏水區(qū)域?qū)⑵溴^定在生物膜上,其N(xiāo)端跨膜區(qū)域是其發(fā)揮抗凋亡功能的主要結(jié)構(gòu)域。
Bcl-2基因的表達(dá)產(chǎn)物是膜性相關(guān)蛋白,在組織細(xì)胞中主要分布于線粒體外膜、細(xì)胞核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。Bcl-2蛋白在腫瘤組織中高表達(dá),但也表達(dá)于某些正常組織中,如黏膜細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等。Bcl-2可能的抗凋亡機(jī)制有:定位于線粒體外膜的Bcl-2蛋白能改變線粒體膜巰基的氧化還原狀態(tài),從而控制其膜電位以調(diào)控細(xì)胞凋亡;線粒體接受到凋亡信號(hào)后,釋放出的細(xì)胞色素C及凋亡蛋白前體Apaf-1,兩者與Caspase-9結(jié)合后使Caspase-9激活從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Bcl-2抑制線粒體釋放細(xì)胞色素C并使Apaf-1固定于線粒體膜上以阻斷Caspase通路介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。核膜復(fù)合體是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的重要通道,在基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯、細(xì)胞凋亡過(guò)程中發(fā)揮重要作用。定位于核膜上的Bcl-2蛋白集中分布于核孔復(fù)合體區(qū),通過(guò)影響核內(nèi)外物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)影響細(xì)胞凋亡過(guò)程。定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的Bcl-2影響內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上Ca2+的釋放,從而抑制鈣超載誘發(fā)的細(xì)胞凋亡。
Survivin是凋亡抑制蛋白(inhibitor of apoptosis protein,IAP)家族中的成員,主要調(diào)節(jié)兩個(gè)細(xì)胞過(guò)程,即:抑制細(xì)胞凋亡和促進(jìn)細(xì)胞增殖,Survivin基因最初由Ambrosini等用效應(yīng)細(xì)胞蛋白酶受體-1(effector cell protease receptor-1,EPR-1)cDNA在人類(lèi)基因組庫(kù)的雜交篩選中首先分離出來(lái)[3]。人類(lèi)Survivin基因全長(zhǎng)15KB,定位于17q25,其編碼的產(chǎn)物是由142個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì),相對(duì)分子量為16.5KD,是IAP家族中最小的成員。IAP家族中除Survivin外,其他成員的結(jié)構(gòu)中均含有2到3個(gè)串聯(lián)的含有半胱氨酸/組氨酸序列的桿狀病毒凋亡抑制蛋白重復(fù)區(qū)(BIR),羧基末端含有環(huán)指結(jié)構(gòu)。BIR結(jié)構(gòu)域是IAP家族發(fā)揮抗凋亡作用的功能區(qū)。不同于其他IPA家族成員,Survivin只含有一個(gè)BIR結(jié)構(gòu)域,并且羧基末端不含環(huán)指結(jié)構(gòu),而被一個(gè)交織螺旋結(jié)構(gòu)取代,它可與紡錘體微管蛋白特異性結(jié)合抑制細(xì)胞凋亡。
與其他IAP家族的成員不同,Survivin的組織分布具有明顯的組織選擇性,這與Bcl-2的組織分布有著顯著不同。研究發(fā)現(xiàn),Survivin在胎兒組織中高表達(dá),幾乎不表達(dá)于健康成人組織中(胸腺、生殖腺除外)。然而在大多數(shù)腫瘤組織內(nèi)呈高表達(dá)[4,5],如乳腺癌、宮頸癌、結(jié)腸癌、肺癌等。此外Survivin還可表達(dá)于癌前組織中,通過(guò)免疫組化SABC檢測(cè)到胃癌的腸上皮化生組織中有Survivin的表達(dá)[6]。Survivin可能通過(guò)以下幾種途徑發(fā)揮抗凋亡功能:①Survivn可直接抑制Caspase-3,Caspase-7的活性以阻斷 Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)誘發(fā)的細(xì)胞凋亡;也可間接抑制Caspase以干擾細(xì)胞凋亡。②Survivin抑制線粒體細(xì)胞色素C的釋放,抑制Caspase-9的激活。③Survivin可與細(xì)胞周期依賴(lài)性蛋白激酶4(CDK4)結(jié)合,釋放出與cyclinD-CDK4結(jié)合的p21蛋白,p21蛋白通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、抑制Caspase-3的活性等多種途徑影響細(xì)胞凋亡。④Survivin能干擾Fas,Bax,Caspase,TNF,IL-3等因子誘導(dǎo)的凋亡。此外,Survivin特異性高表達(dá)于細(xì)胞周期的G2/M期,通過(guò)其特殊的BIR結(jié)構(gòu)域與紡錘體微管蛋白結(jié)合,以維持細(xì)胞周期,減少細(xì)胞凋亡[7]。
Bcl-2可表達(dá)于皮膚、支氣管等正常上皮組織中,但在正常宮頸上皮組織中不表達(dá) 。Looi ML[8]等通過(guò)免疫組化法檢測(cè)宮頸上皮內(nèi)瘤組織及宮頸鱗癌組織中Bcl-2的表達(dá),發(fā)現(xiàn)隨著宮頸病變的加重,Bcl-2的陽(yáng)性表達(dá)率逐漸增高。朱燕[9]等則研究發(fā)現(xiàn),Bcl-2的表達(dá)與宮頸癌的臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況無(wú)關(guān),從而推斷,Bcl-2的作用主要發(fā)揮在宮頸病變的早期階段,而在晚期宮頸癌中的作用并不明顯。白雪[10]等利用Elisa法及流式細(xì)胞術(shù)對(duì)不同程度宮頸病變患者血清及血細(xì)胞中的Bcl-2進(jìn)行檢測(cè),從宮頸炎到宮頸上皮內(nèi)瘤變到宮頸癌,Bcl-2的表達(dá)陽(yáng)性率呈上升趨勢(shì)。對(duì)Bcl-2蛋白進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)可能為宮頸癌的早期診斷提供新的理論基礎(chǔ)。T jalma WA等研究發(fā)現(xiàn)Bcl-2是宮頸癌細(xì)胞凋亡途徑中重要的蛋白,不僅能調(diào)節(jié)的細(xì)胞凋亡,也能調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)[11]。Dimitrakakis等研究發(fā)現(xiàn),Bcl-2的表達(dá)與宮頸癌患者的5年生存率正相關(guān),對(duì)Bcl-2的檢測(cè)可能成為評(píng)價(jià)宮頸癌預(yù)后的有價(jià)值的指參考標(biāo)[12]。Gurova等在Bcl-2與宮頸癌預(yù)后關(guān)系的研究中,也得出相似的結(jié)論,推斷其原因在于Bcl-2的主要作用是干擾腫瘤細(xì)胞的死亡,而并不能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖[13]。而在對(duì)復(fù)發(fā)性宮頸癌患者的研究中,尚未發(fā)現(xiàn)Bcl-2與預(yù)后之間的相關(guān)性。
放射治療是晚期宮頸癌的重要治療方法之一,有文獻(xiàn)報(bào)道Bcl-2可作為放療敏感性的預(yù)測(cè)因子。Wootipoom等通過(guò)檢測(cè)174例單純接受放射治療的晚期宮頸癌患者癌組織中Bcl-2的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)其高表達(dá)提示不良的預(yù)后[14]?;菅悠降萚15]對(duì)32例術(shù)前接受放療的宮頸鱗狀細(xì)胞癌手術(shù)切除標(biāo)本中的Bcl-2蛋白進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)Bcl-2的表達(dá)在放療敏感組為15.4%,耐受組為63.2%,耐受組明顯高于敏感組,提示Bcl-2的高表達(dá)可能導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞對(duì)輻射的耐受,認(rèn)為Bcl-2可能成為宮頸鱗狀細(xì)胞癌放療敏感性的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)之一。
最早在1999年Saitoh等用PCR-SSCP法在宮頸癌組織中檢測(cè)到Survivin的表達(dá),并且癌組織分化程度越低,Survivin的表達(dá)率越高[16]。Allen[17]等也研究發(fā)現(xiàn),Survivin 的高表達(dá)促進(jìn)了宮頸鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生。張文淵[18]等研究發(fā)現(xiàn),Survivin在正常宮頸組織中呈陰性表達(dá),在宮頸上皮內(nèi)瘤變及宮頸癌組織中的表達(dá)率分別為:40%及70%,在宮頸癌組織中,臨床分期越晚,Survivin的表達(dá)率越高,有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組的表達(dá)率明顯高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組,這與Ai[19]等的研究結(jié)果相一致。
人乳頭瘤病毒(HPV)感染,特別是高危型人乳頭瘤病毒的持續(xù)性感染密,已被證實(shí)是引起宮頸癌的重要病因之一。HPV是雙鏈環(huán)狀DNA病毒,其基因組中有8個(gè)開(kāi)放閱讀框架,其中E2、E6、E7為癌基因,HPV-DNA能整合到宿主基因組并表達(dá)E6、E7。目前公認(rèn)HPV-DNA整合到宿主細(xì)胞基因組中可能是細(xì)胞發(fā)生惡變的重要步驟[20]。Branca[21]等對(duì)302例宮頸病變者進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)Survivin在很大程度上提示高致病性HPV感染。黃麗[22]采用熒光定量PCR法對(duì)宮頸癌組織中Survivin、HPV16/18進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示合并HPV感染組的Survivin表達(dá)率明顯增高。提示,Survivin基因與HPV感染在宮頸癌的發(fā)生可能起到協(xié)同作用,但其具體分子學(xué)機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。Survivin在宮頸癌組織中特異性表達(dá),并與宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),因此,Survivin可能成為宮頸癌早期診斷及評(píng)價(jià)預(yù)后的重要腫瘤標(biāo)記物。張永愛(ài)等[23]應(yīng)用Survivin分子信標(biāo)對(duì)宮頸癌患者的宮頸細(xì)胞學(xué)刮片進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)其對(duì)宮頸癌的診斷具有較高的靈敏性和特異性,為宮頸癌的篩查及早期診斷奠定了重要的理論基礎(chǔ)。
此外,已有研究發(fā)現(xiàn)Suvivin的表達(dá)與宮頸癌組織對(duì)輻射的耐受有關(guān)。在宮頸癌的研究中,Bache等[24]檢測(cè)了44例接受放射治療的晚期宮頸癌患者腫瘤組織中Survivin基因的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)Survivin的表達(dá)水平與患者的5年生存率密切相關(guān)。Lee等[25]通過(guò)檢測(cè)14例CINIII級(jí)、53例浸潤(rùn)型宮頸鱗狀細(xì)胞癌和11例正常對(duì)照中Survivin的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)Survivin在宮頸癌組織中的表達(dá)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常對(duì)照組,且有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及對(duì)初始治療無(wú)效的宮頸癌患者中表達(dá)顯著增高,但并未發(fā)現(xiàn)Survivin的表達(dá)與生存率之間的關(guān)聯(lián)性,這與Bache的研究結(jié)果并不一致,但Lee等認(rèn)為,Survivin的表達(dá)雖然與宮頸癌患者的生存率無(wú)相關(guān)性,但仍然可以提供一些預(yù)后信息,Survivin可能成為一個(gè)新的宮頸癌預(yù)后標(biāo)志物。
近年來(lái),隨著分子生物學(xué)研究的不斷發(fā)展,發(fā)現(xiàn)腫瘤的發(fā)生與細(xì)胞凋亡機(jī)制的紊亂密切相關(guān)。Bcl-2和Survivin是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的重要的凋亡抑制基因,兩者與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后的關(guān)系越來(lái)越成為研究的熱點(diǎn)。已有國(guó)內(nèi)外研究表明Bcl-2、Survivin兩者與宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān),但兩者在宮頸癌發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的相關(guān)性還有待于進(jìn)一步闡明。宮頸癌的早期診斷是影響患者預(yù)后的關(guān)鍵,Bcl-2、Survivin兩者均參與宮頸癌的早期病變過(guò)程,可能成為宮頸癌早期診斷的重要標(biāo)志物,降低宮頸癌篩查的漏診率。另外,Bcl-2、Survivin也是腫瘤靶向治療的理想靶基因,有研究報(bào)道小分子抑制劑YM155(1)能有效抑制宮頸癌細(xì)胞中Survivin基因啟動(dòng)子的活性,這為宮頸癌的靶向治療提供了新的理論基礎(chǔ)[26]。綜上所述,對(duì)Bcl-2和Survivin的深入研究可能為宮頸癌的診斷、治療及預(yù)后的評(píng)估開(kāi)辟新的領(lǐng)域。
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