胡春晖 陈仁富

江苏徐州医学院附属医院泌尿外科 徐州 221002

·综 述·

Livin基因与泌尿系肿瘤的研究进展

胡春晖 陈仁富△

江苏徐州医学院附属医院泌尿外科 徐州 221002

Livin是新近发现的IAP家族成员之一，在多种肿瘤组织中特异性高表达，而在正常组织中不表达或者低表达，发挥着广泛的抗凋亡作用，在肿瘤的发生发展中起着重要的作用，体内外研究发现降低其表达可以增加肿瘤细胞的凋亡，增加肿瘤细胞对化疗的敏感性。已经逐渐成为肿瘤治疗的新靶点。本文对就Livin的结构、功能及其在诊断治疗中的研究进展作一综述。

Livin;泌尿系肿瘤;细胞凋亡

凋亡蛋白抑制因子(inhibitor of apoptosis protein，IAP)是一类重要的抗细胞凋亡因子，在结构上具有同源性。其家族成员包括:XIAP、IAP、CIAP1、CIAP2、ILP1、Bruce、Survivin、Livin等8个成员［1］，其中Livin是新近发现的IAP家族成员，由科学家们在2000年利用IAP同源序列，筛选克隆出来的新成员，并分别命名为KIAP［2］、ML－IAP［3］、Livin［4］，后来统称为Livin，因其在肿瘤组织中的特异性高表达及其较强的抗细胞凋亡作用，已逐渐成为研究的热点。本文对就Livin的结构、功能及其在诊断治疗中的研究进展作一综述。

1 Livin的分子结构

Livin位于染色体20q13.3，全长46 kb，包含了7个外显子和6个内含子。Livin蛋白的氨基端包含了一个BIR区域，包含四个α螺旋、一个3股反向平行的β层结构及一个疏水核心结构［5］。此区域是其发挥抗凋亡作用的关键结构。羧基端有一个RING结构域(锌指样结构)，对平衡细胞生长和凋亡起着重要作用。

根据转录产物剪接方式的不同，livin mRNA分为两种异构体，分别为含有1351 bp的livinα和1 297 bp的livinβ。两种亚型分别编码298个氨基酸和280个氨基酸的蛋白质。两者在BIR和RING结构域之间相差18个氨基酸，但是两种蛋白质在功能上没有本质的区别［4］。尽管两种mRNA亚型仅有一段54 bp序列差异，其他的序列完全相同，但是他们的分布和功能却有较大的差别［6］。livinα在胎儿组织中不表达，在脑、骨骼肌、外周血淋巴细胞中表达。livinβ在胎儿的心、胸腺和肾脏中表达，而两者在心、肺、脾、卵巢及胎盘中均表达。NachmiasB［7］报道称两者在自然杀伤细胞介导的凋亡中起着相反的作用，livinα可以增强自然杀伤细胞的杀伤作用而livinβ可以抵制这种杀伤作用。Ashhab［8］报道称 livinα可以抑制星状孢子素(STS)诱导的凋亡，而只有livinβ可抑制由鬼臼乙叉苷(抗癌药)诱导的细胞凋亡。

2 Livin的机制

Livin的抗细胞凋亡机制目前尚未完全清楚，与其他的IAP家族成员一样，抑制凋亡的执行过程主要通过与Caspase结合的途径发挥作用，其他非Caspase途径也同样在抗凋亡过程中发挥重要作用。

2.1 Caspase途径Caspase蛋白家族是介导细胞内凋亡过程的最关键的一类蛋白，Caspase酶原的激活主要是由上一级caspase剪切所致，这些酶自身消化产生级联反应，最终导致Caspase3、Caspase7的激活［9］，然后Caspase3、Caspase7破坏细胞核纤层，直接导致细胞结构的破坏。Livin可通过 BIR结构域与多种Caspase相结合，抑制活化的Caspase活性并阻断其级联反应，从而抑制凋亡过程。Fraser AG［10］认为 Livin可与 Caspase3、Caspase7结合并抑制其活性从而发生抗凋亡作用。Kasof［4］认为Livin可与Caspase9酶原结合并抑制其加工成活性的Caspase9，从而起抗凋亡作用。

2.2 TAK1/JNK1信号传导途径Livin可通过转化因子β激酶(Transforming growth factor－activated kinase，TAK1)和丝裂原激活蛋白3(mitogen activiated protein 3，MAP3)依赖的方式激活c－Jun氨基末端激酶1(c－Jun－NH2－kinase 1，JNK1)、c－Jun氨基末端激酶2(c－Jun－NH2－kinase 1，JNK2)，Livin可激活MAP激酶JNK1、2，从而抑制ICE或FAS诱导的细胞凋亡。Livin激活JNK1依赖于TAK1/JNK1信号传导途径，TAK1是MAP3激酶，在TGF－β1的刺激下激活JNK1，TAB1是TAK1的共反应子，与Livin结合可促进TAK1介导的JNK1的激活作用，但其本身对于JNK1无直接激活作用

2.3 其他VucicD［11］研究表明，Caspase活化蛋白(Second mitochondrial activator of caspase，SMAC)可与Livin中和，从而抑制Caspase的活性，从而发挥抗凋亡作用。同时有研究表明SMAC可以使Livin泛素化，但是Livin被SMAC泛素化的作用尚不明确。

3 Livin与泌尿系肿瘤

Livin作为IAP家族的新成员，与其他IAP家族成员类似，在大多数正常成人组织中不表达或者低表达，但在人类许多恶性肿瘤细胞(如黑色素瘤、乳癌、宫颈癌、胃癌、膀胱癌、肾癌、前列腺癌、肺癌、食管癌等)中高表达。大量的研究证明，该基因的表达与肿瘤的发生和发展有着明显的相关性，高表达与肿瘤的侵袭力和高复发率有着一定的相关性。

3.1 Livin与膀胱癌Liu HB［12］对48例膀胱癌病人进行研究，

发现有19例livinα升高，在膀胱癌复发肿瘤组织中Livin的表达率(58.8%)明显高于原发肿瘤组织(29.0%)(P＜0.5)。并在2 a的随访中Livin阳性组患者肿瘤的复发率也明显高于阴性组(P＜0.5)。Gazzaniga［13］对30例膀胱癌患者进行研究，发现Livin在正常膀胱组织中不表达，而Livinα在7例患者中高表达，且Livinα表达阳性的患者与表达阴性的患者相比，复发时间明显缩短。这些都说明Livinα的高表达与肿瘤的复发有统计学意义。国内也有学者［14］实Livin的表达强度与肿瘤的分级、分期及恶性程度无关，而只有复发相关。

3.2 Livin与肾癌Wagener［15］对数百例肾细胞癌和正常肾细胞进行研究，发现Livin在肾细胞癌和正常肾细胞中均表达，且亚型一样，但在肾细胞癌中表达显著增加(P=0.0077)。而Kitamura［16］对45例肾癌患者进行研究，发现有26例患者Livin蛋白表达阳性，而正常肾组织均不表达，差异有统计学意义。认为Livin的表达与病理分级无关，但与临床分期及预后有关。

3.3 Livin与前列腺癌国内学者宋涛［17］对62例前列腺癌组织和10例正常前列腺组织进行研究，发现Livin在正常前列腺组织中不表达，而在前列腺癌组织中高表达，并且Livin蛋白的阳性率与前列腺癌的临床分期相关。认为Livin与前列腺癌的发生、发展相关。

4 Livin与肿瘤治疗

Livin在肿瘤组织中的特异性高表达，而在正常组织中不表达或低表达，发挥着广泛的抗凋亡作用，在肿瘤的发生发展中起着重要的作用。体内外研究发现降低其表达可以增加肿瘤细胞的凋亡，增加肿瘤细胞对化疗的敏感性。Livin已经逐渐成为肿瘤治疗的新靶点。

4.1 RNA干扰技术Crnkovic［18］利用siRNA技术沉默了非小细胞肺癌细胞株的内生性Livin基因的表达，结果肿瘤细胞凋亡率增加，特别是联合使用凋亡促进剂(如阿霉素、紫外线、TNF－α等)时，凋亡率大大增加。Yuan D［19］利用siRNA技术沉默了肺癌细胞后发现可以增加对阿霉素和顺铂的化疗敏感性，并发现其原因是沉默Livin后细胞周期的重新分布和细胞凋亡指数增加。

4.2 SMAC多肽Mizutani Y［20］利用SMAC CDNA转染肾癌细胞，发现能提高其对促凋亡刺激的敏感性。Vncic等［21］对其机制进行研究表明SMAC可与Caspase竞争结合BIR结构域，从而抑制Livin与caspase的结合，解除Livin的抑制作用，同时活化的caspase促进细胞凋亡。Yang［22］研究证实SMAC不引起Livin的降解。

4.3 反义LivinKasof［23］将带有Livin mRNA反义序列的质粒转染Hela和G361细胞系，发现它通过与Livin mRNA结合，使Livin蛋白的表达减少，可以使Hela和G361细胞系的存活率减少80－90%，用TUNEL染色表明被转染的G361细胞系的细胞凋亡增加50%，而减少Livin的表达可以降低细胞的存活率。

4.4 Livin7Harin［24］研究表明Livin蛋白中的一段特殊氨基酸序列(Livin7 KWFPSCQFLL)对HLA－A24分子亲和力最高，因此通过Livin7刺激HLA－A2402(+)/Livin(+)的肺癌患者的外周血单核细胞，Livin7特异的细胞毒T淋巴细胞被成功诱导，进而发挥对Livin(+)的肺癌细胞的细胞毒作用，这也预示着Livin7可能用于HLA－A2402(+)/Livin(+)的肺癌患者的预防接种。

4.5 抗原靶点Schmollinger［25］发现在黑色素瘤中Livin可作为一个抗原靶点来治疗黑色素瘤，高滴度的IgG抗体可识别Livin并与其结合，使之失去活性从而达到治疗黑色素瘤的目的。Mads［26］同时也发现黑色素瘤细胞表达的Livin可作为肿瘤抗原在外周血中与Livin抗体结合，使自然杀伤细胞向肿瘤组织浸润，并对黑色素瘤细胞具有细胞毒作用。

4.6 寡肽Purin［27］发现T－oligos(一种寡肽)能大大的下降Livin基因的表达，并且促进了肿瘤细胞的凋亡，这为治疗黑色素瘤提供了一种更好的方法。

5 小结

Livin是新近发现的IAP家族成员之一，在多种肿瘤组织中特异性高表达，发挥广泛的抗凋亡作用，可导致肿瘤细胞对促凋亡刺激的耐受。已经引起越来越多的学者的关注，也取得很大进展，但是对于Livin抗细胞凋亡作用的确切机制、与其他抗凋亡相关基因的相互作用、与细胞信号转导过程的联系等仍有待于进一步研究。相信随着研究的不断的深入，Livin可以用于肿瘤的诊断与治疗。

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R737.1

A

1007－8991(2012)05－0056－03

△通讯作者:陈仁富

(收稿 2012－03－26)