XIAP基因在腫瘤學中的探索范文

本站小編為你精心準備了XIAP基因在腫瘤學中的探索參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

作者：張娟麗岳紅梅單位：蘭州大學第一醫(yī)院呼吸內(nèi)科甘肅蘭州

通過直接或間接的抑制Caspase而抑制細胞凋亡

半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶(Cysteinylaspartatespe-cificproteinase，Caspase)家族，也稱為ICE/CED-3家族，其凋亡啟動因子在級聯(lián)反應的上游，包括caspase2、8、9，這些上游的啟動因子尤其是caspase8在某些蛋白的參與下能自我活化，激活凋亡執(zhí)行因子包括caspase3等，通過其特異性的底物最終導致細胞凋亡。Caspase3無論是在TNF和Fas介導的細胞凋亡，還是在染色體凝集、DN段化中都起著凋亡的關(guān)鍵執(zhí)行者，xiap通過獨有的BIR2結(jié)構(gòu)域結(jié)合和抑制caspase3、7，而BIR3通過與caspase9相互連接而發(fā)揮抗凋亡的作用，及l(fā)inker區(qū)域具有E3泛素化酶的作用，通過泛素化，而抑制Caspase3、7，進一步抑制下游的凋亡抑制因子，使得多種因素誘導的細胞凋亡受阻。

通過線粒體途徑抑制細胞凋亡

線粒體途徑是細胞凋亡的內(nèi)源性途徑，當受到細胞凋亡信號刺激，可釋放細胞色素C和Smac/DIABLO，細胞色素C能與細胞內(nèi)存在的一種凋亡細胞蛋白酶激活因子(ApoptosisPro-teaseActivatingFactor-1，Apaf-1)結(jié)合，在dATP存在的條件下，Apaf1和Caspase-9酶原結(jié)合，使Caspase-9酶原活化，然后激活下游的效應半胱氨酸蛋白酶如Caspase-3、6、7、8、10，從而啟動細胞凋亡，而XIAP可以抑制細胞色素C的釋放，使得cas-pase途徑的激活受到抑制。同樣，Smac/DIABLO被釋放入胞質(zhì)后，能與IAPs結(jié)合，抑制IAPs結(jié)合Caspase的能力，促進細胞凋亡。李棟才等研究表明在鼻咽癌組中Smac/DIABLO表達明顯下降，對XIAP的表達可能是負反饋調(diào)節(jié)，使得XIAP表達升高，減少了細胞的凋亡。

鄭麗瑞等通過研究胃癌組織中XIAP、Smac及Caspase3的表達情況，發(fā)現(xiàn)正常胃粘膜上皮上有較高Smac及Caspase3表達，胃癌組織的分化程度越低Smac、Cas-pase3陽性率也越低，但XIAP越高，說明XIAP通過影響Smac、Caspase3的表達水平，拮抗細胞的凋亡，參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。

通過腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子（TRAFs）而至細胞凋亡

在腫瘤細胞中，XIAP也許通過與TRAFs結(jié)合，使得活化核因子NF-kappaB由細胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到核內(nèi)，激活靶基因，導致XIAP的表達增加，抑制Caspase。近年來大量研究發(fā)現(xiàn)NF-kB信號通路的異常，在腫瘤細胞的抗凋亡調(diào)控中有著重要的意義，NF-kB的激活能抑制TNF-a、放療及化療引起的細胞凋亡。

有學者利用這一機制，通過大黃素聯(lián)合吉西他濱治療胰腺癌，發(fā)現(xiàn)降低NF-kB的表達，可以進一步使XIAP的表達下降，促進細胞凋亡，增加放療的敏感性。絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）是細胞內(nèi)外信號傳導的重要途徑，尤其是c-Jun氨基酸末端激酶（c-JunN-terminal）通路，某些蛋白可以激活并使JNK活化，導致相關(guān)凋亡基因上調(diào)，誘導激活Fas樣/caspase3級聯(lián)信號通過，使相關(guān)caspase活化，導致細胞凋亡增加。通過相關(guān)研究表明XIAP還可以通過激活了TABl-TAKl.JNKl級聯(lián)反應途徑，這可能是XIAP抑制caspase-l誘導凋亡的一個機制。對白血病細胞的研究還發(fā)現(xiàn)，激活的MEKl通過上調(diào)XIAP表達而調(diào)節(jié)caspase-3活性。cyclins和cyclin-dependentkinases復合物可以使retinoblastoma蛋白磷酸化，從而促使細胞周期由G1進入S期，車宇芳等研究表明XIAP可以調(diào)節(jié)肝癌細胞G1其蛋白CDK4/CDK6/cyclinD1的表達，促進細胞進入G1周期，從而促進腫瘤細胞的增殖。除此之外，XIAP還可以抑制TNFR、Fas／CD、TRAILR等受體通過死亡受體通路介導引起的細胞凋亡。對于XIAP在腫瘤中的發(fā)病機制及在其他組織中的表達情況有待一進步研究，為腫瘤的靶向治療提供新的靶點。

靶向XIAP基因治療惡性腫瘤的研究

1小分子XIAP抑制劑

過度表達XIAP對caspase的抑制是導致腫瘤細胞增殖，抑制其凋亡，促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，同時也導致腫瘤細胞對多種化療藥物的耐藥，因此抑制XIAP對caspase的結(jié)合有望成為治療癌癥和克服腫瘤細胞耐藥性的新途徑。Wu等通過大量研究發(fā)現(xiàn)了芳基磺酰胺類化合物，能與XIAP中的BIR2-linker區(qū)結(jié)合，解除XIAP對caspase3的抑制作用，誘導293細胞系凋亡，也可以通過使用Caspase3的抑制劑直接抑制細胞凋亡。Alvero等研究表明在卵巢癌細胞研究中發(fā)現(xiàn)Tri-apine可以裂解XIAP，激活Caspase3、9，同時下調(diào)Akt的表達，誘發(fā)腫瘤細胞的凋亡，增加鉑類和紫杉醇等藥物的抗腫瘤作用。

Schimmer等篩選得到一類具有抑制活性的聚苯尿素，這類化合物不僅直接誘導了多種腫瘤細胞系的凋亡，使癌細胞對化療藥物敏感，而且抑制了小鼠模型移植腫瘤的生長，而對正常細胞幾乎不表現(xiàn)出毒性。Nikolovska-Coleska等通過計算機篩選，發(fā)現(xiàn)紫金牛中提取出的信筒子素是結(jié)合于結(jié)構(gòu)域的小分子量抑制劑，對于XIAP高水平的前列腺癌細胞，信筒子素抑制細胞生長，誘導凋亡，且增強了細胞對化療藥物的敏感性。

郭麗萍等通過觀察美伐他汀通過下調(diào)XIAPmRNA和蛋白的表達，減少caspase酶的抑制作用，增加caspase3、9的活化，抑制非小細胞肺癌A549細胞的增殖，而誘導凋亡的發(fā)生。Fakle等應用小分子XIAP抑制劑聯(lián)合或腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導配體(TNF-relatedapoptosis-inducingligand，TRAIL)聯(lián)合產(chǎn)生協(xié)同作用，激活Caspase3抑制惡性腫瘤細胞增殖，誘導腫瘤細胞及組織發(fā)生凋亡，也具有化療增敏作用。張紅等研究表明經(jīng)Embelin誘導后胃癌細胞中XIAP的表達明顯下降，促進腫瘤細胞的凋亡，但對于該要的臨床長期應用效果仍需進一步跟蹤研究。目前研究最多小分子XIAP抑制劑是Smac，Smac也稱為DIABLO(directIAP2bindingproteinwithlowPI),它是一種線粒體蛋白,在線粒體破裂期間伴隨細胞色素c釋放到胞液中,在胞液中,它能與包括XIAP在內(nèi)的多種IAPs結(jié)合,解除IAPs對caspases的抑制，通過對Smac的N2端AVPI殘基結(jié)構(gòu)的改造，發(fā)現(xiàn)了很多新的抑制劑如6i和6j，其跟天然的Smac蛋白AVPI短肽相比，與BIR3的親和力更高，但由于他們在體內(nèi)易降解、利用率較低及細胞穿透力弱的特點等，使其發(fā)揮抗腫瘤的作用有限，故對其探索和篩選Smac非肽類似物，提高抗腫瘤的作用效果，將使眾多科學家研究的目標。

2反義寡核苷酸（ASODN）技術(shù)

目前研究已證明，在體外XIAP反義核苷酸技術(shù)可以阻斷XIAP，導致caspase激活和程序性細胞凋亡，使得腫瘤對放療、腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡傳導配基（TRAIL）及多種化療藥物致敏，如順鉑、長春瑞濱等，在肺癌、前列腺癌等試驗中發(fā)現(xiàn)XIAP反義寡核苷酸技術(shù)可導致XIAP蛋白表達下調(diào)，有明顯的抗腫瘤的作用，誘導腫瘤細胞凋亡，增強了腫瘤細胞對化療藥物的敏感性。路秀英等利用XIAPASODN技術(shù)轉(zhuǎn)染喉癌Hep-2細胞后，檢測到XIAP的表達明顯下降，可能與XIAPASODN下調(diào)XIAPmRNA的表達有關(guān)，而XIAP的下降使得其對Caspase的抑制作用減弱，進而促進細胞的凋亡，提高化療的敏感性。

目前應用反義寡核苷酸是19個單體組成的第二代產(chǎn)品能誘使mRNA被酶剪切，是XIAPmRNA的降解可達到70%，最終使XIAP表達降低，并發(fā)現(xiàn)其直接誘導凋亡并增加細胞對化療的敏感性。由反義RNA載體介導的XIAP基因表達下降能夠?qū)е挛赴┘毎牡蛲霾⑶夷芴岣呶赴┘毎麜煹拿舾行浴u-lang等發(fā)現(xiàn)用XIAP反義核酸重組的腺病毒轉(zhuǎn)染化療敏感株OV2008下調(diào)XIAP的水平，與對照組（轉(zhuǎn)染B一半乳糖苷酶基因）相比，可明顯提高細胞凋亡的比率。由加拿大Aegera公司開發(fā)的AEG35156，與細胞中mRNA形成二聚體，抑制XIAP的翻譯。研究表明在H460肺癌細胞中AEG35156能直接誘導腫瘤細胞的凋亡，并能增加癌細胞對化療藥物如紫杉醇等的敏感性。

3RNA干擾技術(shù)（RNAinterfering，RNAi）

RNAi是由與靶基因序列同源的雙聯(lián)DNA（double-strand-edRNA，dsRNA）介導的廣泛存在于生物體內(nèi)的序列特異性基因轉(zhuǎn)錄后的沉默過程。隨著RNAi技術(shù)的出現(xiàn)，針對XIAPm-RNA的siRNA也應用到XIAP的腫瘤研究中，XIAP-siRNA在多種腫瘤中進行了研究包括食管癌、NSCLC，證明了RNA干擾技術(shù)可以增強腫瘤對化療藥物的敏感性，并抑制腫瘤的生長，這一結(jié)果為肺腺癌的治療提供新的思路。

利用RNA干擾技術(shù)傳染腫瘤細胞后，發(fā)現(xiàn)可以減少XIAP的mRNA和蛋白水平的表達，使得腫瘤細胞對腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡連接酶（TRAIL）和紫杉醇的敏感，這種對TRAIL和紫杉醇的敏感與Caspase裂解、激活和多聚酶過程中增強有關(guān)。Berezovskaya等研究發(fā)現(xiàn)XIAP高表達的前列腺更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移，是前列腺癌發(fā)生轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵分子。利用小分子干擾技術(shù)可以下調(diào)XIAP蛋白的表達，增加前列腺癌細胞的凋亡。

魯艷明等通過針對XIAP基因的特異性SiRNA轉(zhuǎn)染卵巢癌SKOV-3細胞，發(fā)現(xiàn)該細胞增殖周期明顯減弱，細胞凋亡率增加，說明了XIAP表達的下降，抑制腫瘤細胞增殖，促進凋亡，因此特異性的抑制其表達，誘導細胞的凋亡成為腫瘤生物治療新的靶點。

結(jié)語

XIAP基因作為IPAs家族中的成員，其獨特的生物學特性，將其作為腫瘤診斷的標記物和治療靶點的研究有著良好的應用前景。但對于靶向XIAP基因治療肺癌，仍有很多問題困擾著研究者，反義RNA及siRNA作為基因治療的一種手段，其轉(zhuǎn)染率及安全性仍未到的很好的解決，而小分子的XIAP抑制劑，由于目前沒有完全獲得其活性譜，其在腫瘤治療中的作用存在著爭議，有學者認為其直接對腫瘤細胞有毒性作用，而有的學者認為其只對化療起到曾敏作用，故對XIAP的小分子抑制劑的作用機制及應用后腫瘤細胞的XIAP是否發(fā)生突變，還需進一步研究。

總之，XIAP基因作為腫瘤治療的靶點的研究從實驗室進入臨床研究階段，對其不斷深入的研究，有利于抗腫瘤藥物的開發(fā)，將為腫瘤的靶向治療，帶來新的希望。