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，在胎兒發育過程的多種組織中高表達，于正常成人的大多數終末組織中（除胎盤）低表達或不表達，而在很多人類惡性腫瘤中高表達；本文著重就Livin基因分子結構、組織表達、生物學功能及在婦科惡性腫瘤中的研究進展作一綜述。

【關鍵詞】

Livin；凋亡抑制蛋白家族；婦科惡性腫瘤

盡管采用手術、放療和化療等綜合治療措施，女性生殖系統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，發現時70％已屬晚期。惡性腫瘤的發生發展是一個多階段、多步驟、漸進演化的過程，其機制十分復雜。現代分子生物學研究表明，惡性腫瘤的發生發展不僅與腫瘤細胞異常增殖和分化有關，而且與細胞凋亡抑制，凋亡不足有關，凋亡與增殖失衡是惡性腫瘤形成的重要機制之一。惡性腫瘤的發生是一個復雜的過程，是細胞凋亡與細胞增殖失衡所致，由正常細胞的凋亡因素作用減弱以及其抗調亡因素作用的增強雙方面共同引起的，并受細胞內外環境多種因素控制，因此研究凋亡的相關基因與腫瘤發生、發展的關系對深入了解腫瘤的發病學十分重要，對開辟腫瘤治療新方法和提高治愈率有重要的現實意義和廣闊的前景。細胞凋亡一直以來都是腫瘤研究的熱點。凋亡抑制蛋白Livin是凋產抑制因子家族的新成員。于2000年幾乎同時由Kasof、Lin等［1－4］相關實驗小組在人基因組庫中搜索IAP家族的同源序列時篩選克隆出新的lAP家族成員，命名為Livin。目前發現的IAP家族成員包括8種：XIAP、clA－PI、clAP2、NAIP、Livin、apollon、ILP－2和survivin。本文就Livin基因分子結構、組織表達、生物學功能及在腫瘤治療中的應用等研究進展作一綜述。

1Livin基因的分子結構及組織分布

1．1基因的分子結構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）發現的，是一類新的獨立于bcl－2的內源性抗凋亡蛋白。IAP家族一個共同的特點：在其蛋白質的氨基端至少有l～3個高度保守的約70個氨基酸的重復序列稱為BIR結構域（baculoviralinhibitorofapoptosisrepeats，BIR，因其結構與桿狀病毒baculoviral相似而命名）。BIR結構域是含有2～3個串聯的含有Cys／His的IAP重復序列，核心含有大量的疏水結構，具有高度的保守性。除了NIAP和Surivin之外，在羧基端還有一個鋅指狀結構的保守氨基酸序列稱為RING結構域。IAP蛋白一般包含1～3個BIR結構域，而Livin只有一個BIR和RING結構域。Livin是IAP家族中的最新成員。人類的Livin基因位于20號染色體q13．3，全長約46kb，包含7個外顯子及6個內含子，Livin蛋白N端僅包含一個BIR結構，C端含一個RING結構。Livin的BIR結構域與XIAPBIR2結構相類似，包含4個α螺旋和1個3股反向平行β片層結構。LivinBIR還具有1個C－末端延伸結構，這與CIAP1的BIR3結構類似。Livin氨基酸殘基C124、C127、H144及C15l與鋅原子結合，借以穩定Livin蛋白的空間結構。在LinvinBIR結構表面的帶電殘基，大多數與IAPs的其他成員高度一致。其轉錄產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個氨基酸的蛋白質。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，在胎兒發育過程中高表達于多種組織，可能與生長發育有關，在正常成人的大多數終末組織中（除胎盤）低表達或不表達，而在多數惡性腫瘤中高表達，如黑色素瘤、乳腺癌、宮頸癌、結腸癌、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制

2．1抑制Caspase途徑Livin結合Caspase－3～Caspase－7及Caspase－9與其它包含有BIR3結構域的IAP成員一樣，XIAP和Livin結合caspase－3～caspase－7和caspase－9，但不包括caspase－80。Caspase是介導細胞凋亡的一類重要蛋白。lAP主要通過抑制Caspase的活性，阻斷其級聯反應，從而抑制凋亡的進程。含有BIRl功能區的IAP蛋白通過抑制有絲分裂中期進入有絲分裂后期。含有BIR2功能區的IAP蛋白則具有與Caspase3和Caspase7結合并抑制其活性的作用，含有BIR3功能區的lAP蛋白直接與Caspase9結合并抑制其活性的作用。Livin通過抑制Caspase3、7、9的活性，阻礙多種途徑誘導的細胞凋亡［10，11］。

2．2Livin激活TAKl／JNKl信號傳導途徑Livin還可以與TABl結合，激活TAKl［12］。TABl是TAKl的共反應子（coac－tivator），本身對于JNKl無激活作用，但可促進TAKl介導的JNKI激活作用，從而通過TABl／TAKl途徑激活JNKl。這是Livin對抗TNF－a和ICE介導細胞凋亡作用的一條重要途徑。另外，它還參與TNF介導的信號轉導，與核轉錄因子kB（NF－kB）相互作用發揮抗細胞凋亡作用。

2．3細胞內SMAC對Livin活性的調控近年來研究發現［13］，SMAC對Livin抗細胞凋亡起負性調節作用，SMAC及其活性肽片段通過與Livin的BIR結構域特異性結合，以抑制Livin與caspase的結合，從而起到抑制Livin的抗凋亡作用。當體內以促凋亡信號轉導為主時，SMAC占據Livin發揮活性的BIR結構域，從而使體內細胞發生程序性凋亡［14］。反之，則Livin抗凋亡作用占主導。因此，通過對SMAC復合物的降解可促進Livin在抗細胞凋亡中的作用。

3Livin與惡性腫瘤的表達：

消化系統腫瘤：Yagihashi等對胃腸癌細胞系的LivinmR－NA進行了檢測，結果顯示胰腺癌細胞系AsPC－1和結腸癌細胞系HT－29高表達［15］；泌尿系腫瘤：Gazzaniga等的研究發現膀胱癌，Livin－α在膀胱癌的復發早期時表達，提示Livin在淺表性膀胱癌的發展中起一定作用，并且可以作為腫瘤早期復發的標志［16］；黑色素瘤：在黑色素瘤中被ML－IAP，Vucic等研究發現，Livin在黑色素瘤的2個細胞系高表達，而且它的表達與腫瘤的耐藥和患者的生存期有關［17］；乳腺癌：Yagihashi等對46例乳腺癌患者血清中的Livin研究提示：Livin也可以作為一個重要的乳腺癌治療靶點［18］。

4Livin與婦科惡性腫瘤的關系

4．1Livin與宮頸癌Crnkovic－Mertens等宮頸癌Hela細胞中利用siRNA技術干擾其內源性Livin的表達時，發現內源性Livin的表達受到干擾后可有效地抑制Hela細胞生長［19］。并且發現宮頸癌Hela細胞對如腫瘤壞死因子－α、放射性物質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生，而且在凋亡過程中發揮了重要的作用。施錚錚等研究表明，Livin在正常宮頸組織中幾乎不表達，宮頸癌中表達上調，并隨CIN級別和腫瘤臨床分期的升高、腫瘤分化程度的降低、伴有淋巴結轉移而上升［20］；而與宮頸癌的病理類型、腫塊生長類型無相關性。楊姍姍等研究顯示，在宮頸癌中Livin的兩種亞型α、β均同時表達，與其臨床分期關系密切，表明Livin在宮頸癌癌變過程中起重要作用［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。毛麗梅等采用免疫組化法檢測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的陽性表達率分別0％、50．67％。CINⅠ、Ⅰ和Ⅲ組中Livin的陽性表達率分別為34．78％、52．00％和62．96％。且CINIII組中Livin蛋白的陽性表達率高于CINI組（P＜0．05）［22］。施錚錚等應用免疫組化SP法對74例CIN及20例正常宮頸組織進行Livin的檢測發現在CINⅠ～Ⅱ級、CINⅢ級中的陽性表達率分別為20．51％、42．86％，CINIII級組Livin的陽性表達率高于CINⅠ～Ⅱ級組。二者的實驗結果都提示Livin在CIN中的陽性表達率有隨CIN級別的升高而增高的趨勢［20］。

4．3Livin與子宮內膜癌王光偉等道，良性子宮內膜組織中Livin少量表達，子宮內膜癌組織中Livin表達較高［23］。Livin在子宮內膜癌組織中的表達明顯高于正常內膜組織，并且不同組織學分級中的表達具有明顯的差異，但是與分期和淋巴結轉移無明顯關系，提示該蛋白可能與宮內膜癌的分化有關，可以作為反映子宮內膜癌生物學行為的指標，有望成為其腫瘤標志物。周繼等采用免疫組織化學EliVision兩步法檢測Livin，發現Livin在子宮內膜癌中的表達顯著高于子宮內膜不典型增生及良性子宮內膜病變，Livin表達與子宮內膜癌的分化程度有關（P＜0．001），和細胞增殖指數（P＝572，P＜0．001）呈顯著正相關。認為Livin與子宮內膜癌的分化、增殖呈顯著正相關（P＜0．001），故其可作為反映子宮內膜癌生物學行為的腫瘤標記物，為子宮內膜癌的基因治療提供新靶點［24］。

4．4Livin與卵巢癌趙曉陽等應用逆轉錄一聚合酶鏈反應和免疫印跡法發現LivinαmRNA和LivinβmRNA在卵巢癌組織中的表達顯著高于正常卵巢組織（P＜0．01）。Livin的表達與卵巢癌的發生、發展有關，檢測卵巢癌組織中Livin表達可能對判斷卵巢癌預后有一定意義［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LivinαmRNA和LivinβmRNA的表達。發現卵巢癌組織中Livin的陽性表達率為43．33％，良性卵巢腫瘤組織中Livinα和Livinβ均不表達，兩組比較其差異性具有統計學意義（P＜0．05）［26］。認為Livin的兩種異構體α和β在卵巢癌組織中高表達，這可能會使其成為卵巢癌診斷和治療的新靶點。

4．5妊娠滋養細胞腫瘤Ka等的報道了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、細胞滋養層細胞及兩種絨癌細胞系（JEG－3和JAR）中的表達～用RT－PCR技術證實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IAP蛋白在早期和晚期妊娠胎盤組織都有表達，其表達水平與正常滋養細胞及轉化的滋養細胞系不一致［27］。此結果與IAPS蛋白在胎盤細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正常和轉化的妊娠滋養細胞逃避死亡而過度增生，從而引起滋養細胞的無限制增長及惡性變的發生。

5Livin與腫瘤治療

傳統腫瘤治療方法是以早期手術為主，輔助以放射治療、化學藥物治療、免疫療法與熱療、中醫中藥治療等。通過抑制Livin基因的表達，可使某些惡性腫瘤細胞對放療、化療敏感性大大增加。Crnkovie等通過干涉內生性Livin基因的表達，使Livin基因沉默而不表達蛋白。在使用阿霉素、紫外線照射以及TNF－α等凋亡促進劑治療后，可使細胞凋亡率大大增加［28］。另外，Livin基因所表達的蛋白可誘導產生抗原抗體免疫反應，通過對此的研究可尋找出特異性殺死某些腫瘤細胞的方法。Mads等發現在黑色素瘤中，腫瘤細胞表達的Livin作為一種腫瘤抗原物質，在外周血中會產生特異性地識別Livin的抗體，可使自然殺傷細胞向腫瘤組織浸潤，并對黑色素瘤細胞具有細胞毒作用［29］。Yan等研究顯示：在Hela細胞株中或SK－MEL－28細胞株中，VEGF能夠激活mTOR信號通路，使下游的Livin表達增加，研究者認為藥物性的抑制此信號通路，不失為宮頸癌的新的治療方法［30］。以上研究發現，通過對Livin進行基因誘導干預及免疫調節，對腫瘤細胞有破壞作用，從中可尋求一種新的治療各類相關腫瘤的途徑。

6小結與展望

細胞凋亡受阻不但在腫瘤的發生發展中起重要作用，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胞凋亡阻滯的調節機制，通過特異性干擾腫瘤細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。Livin是新近發現的細胞凋亡抑制因子，它在抑制細胞凋亡上具有多重功能，它與其他IAP家族成員同樣是通過BIR結構域發揮抗凋亡作用，且抗凋亡作用過程中都與胱天蛋白酶之間有著不同程度的相互作用關系。但是它也不同于其他IAP家族成員，它的抗凋亡作用只需BIR結構域參與，而不需要RING結構域參與，而其他lAP家族成員的抗凋亡作用則需要兩者結構域共同參與，這顯示了Livin抗凋亡作用的特性。Livin在正常組織一般不表達或表達很低，但在一些腫瘤中卻高表達，如黑色素瘤、乳腺癌、胃腸癌、肺癌、肝癌、宮頸癌、子宮內膜癌、卵巢癌、子宮內膜異位癥等等，這與它在腫瘤細胞中高表達能抑制腫瘤細胞的凋亡有著密切關系。抑制IAP家族成員蛋白表達，誘導腫瘤細胞發生凋亡，是目前腫瘤凋亡治療的一個較有希望的研究方向，可能為逆轉腫瘤耐藥以及作為手術、放療和化療的輔助治療手段，在減少腫瘤轉移和復發的方面有重要作用。通過對Livin在婦科腫瘤中的表達情況分析以及對Livin的基因誘導干預和免疫調節治療的研究，有望進一步為婦科惡性腫瘤、各類癌前病變的早期診斷、預后提供一種理想的瘤標，為惡性腫瘤、各類癌前病變的治療提供一個新的有效靶點。但是對于Livin的各項研究還處于試驗階段，還需要大量的動物及臨床試驗來證實Livin的醫療價值，相信對Livin的進一步研究能對婦科腫瘤治療提供新的途徑。對凋亡抑制因子Livin與腫瘤的相關性還有許多方面有待于進一步研究，如Livin抑制細胞凋亡的確切機理、Livin兩個亞型之間的功能差異、與其它凋亡相關基因表達的關系及針對Livin基因采取的各種治療措施等。特別是。目前對于Livin在婦科惡性腫瘤，子宮內膜異位癥、子宮內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生、發展的作用機理，開發出針對Livin的相關抗體和疫苗，為婦科腫瘤的早期診斷、治療及預后提供新的策略。

作者：劉星婭 王紅靜 單位：四川大學華西第二醫院婦科