唐晨漪，王繼華 （湖南省南華大學(xué)，湖南 衡陽421001）

HIF-1α和凋亡抑制蛋白Livin在喉磷癌中的表達(dá)和意義

唐晨漪，王繼華 （湖南省南華大學(xué)，湖南 衡陽421001）

喉癌是耳鼻喉科頭頸部最常見的惡性腫瘤，其中尤以鱗狀細(xì)胞癌最為多見．HIF-1α及凋亡蛋白 Livin在喉鱗癌中均呈較高陽性表達(dá)．本文主要就 HIF-1α和凋亡蛋白 Livin在喉鱗癌中的表達(dá)，包括與喉鱗癌的發(fā)生機(jī)制、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移的相關(guān)性、診斷標(biāo)志物及治療方面的進(jìn)展做了系統(tǒng)的綜述．

缺氧誘導(dǎo)因子 HIF-1α；凋亡抑制蛋白 Livin；喉鱗癌；綜述

0 引言

近年來腫瘤的發(fā)病率逐年上升，對(duì)人類的生命和健康造成日益嚴(yán)重的威脅，成為人類主要致死原因之一［1］．喉癌是耳鼻喉科頭頸部最常見的惡性腫瘤，其中尤以鱗狀細(xì)胞癌最為多見，約占 90%，其次為腺癌、基底細(xì)胞癌、低分化癌、淋巴肉瘤、纖維肉瘤等［2］．喉癌的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多步驟、多因素共同參與的復(fù)雜過程，與自然學(xué)、組織學(xué)、遺傳學(xué)及藥理學(xué)等均密切相關(guān)，而原癌基因的激活與抑癌基因的失活、凋亡控制基因與關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的異常表達(dá)、腫瘤周圍新生毛細(xì)血管的大量形成、經(jīng)血道和淋巴道的轉(zhuǎn)移等也促進(jìn)了喉癌的發(fā)展過程［3］．缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）是介導(dǎo)細(xì)胞對(duì)乏氧作出適應(yīng)性反應(yīng)的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞氧平衡、調(diào)控缺氧狀態(tài)下細(xì)胞能量代謝、激活某些缺氧反應(yīng)基因的表達(dá)，這種作用對(duì)維持腫瘤細(xì)胞的生長、增殖和新生腫瘤血管生成有重要的作用，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)［4］．凋亡抑制蛋白 Livin是于2000年研究發(fā)現(xiàn)的凋亡蛋白家族（inhibitors of proteins，IAPs）其中的一員，其主要在頭頸部腫瘤中的喉鱗癌、鼻咽癌中有較高表達(dá)，與腫瘤的復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移、惡性程度關(guān)系密切［5］．希望通過檢測與喉鱗癌關(guān)系密切的 HIF-1α和 Livin在癌組織中的表達(dá)情況，初步探討其臨床意義，為喉鱗癌的診斷及治療提供依據(jù)．

1 HIF-1α的結(jié)構(gòu)、作用、組織分布及與喉磷癌的關(guān)系

1．1 HIF-1α的結(jié)構(gòu)、作用和組織分布 HIF-1是一種以異源二聚體形式（由120KD的 HIF-1α亞基和91～94KD的HIF-1β亞基組成）存在的能與人促進(jìn)紅細(xì)胞素（EPO）基因3′端增強(qiáng)的核苷酸序列特異性結(jié)合促進(jìn)EPO轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)，HIF-1β亞基在任何情況下都表達(dá)，而HIF-1α僅在氧濃度≤6%的情況下才表達(dá)，是HIF-1的功能亞單位、唯一的氧調(diào)節(jié)亞基，它決定了 HIF-1的活性．目前，研究普遍認(rèn)為:HIF-1α亞基主要通過缺氧時(shí)抑制PHDs（輔氨酰羥化酶結(jié)構(gòu)域）的酶活性實(shí)現(xiàn) HIF-1蛋白活化［6］．當(dāng)氧含量充足、氧分壓正常時(shí)，PHDs介導(dǎo)HIF-1α輔氨酰殘基羥化，并通過蛋白酶體途徑降解，一般情況下難以測到；而在含氧量不足、氧分壓降低的情況下，α亞基穩(wěn)定性增加并活化，通過轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，與 β亞基結(jié)合成HIF-l后激活目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄．在低氧分壓條件下，HIF-1α能上調(diào)多種血管生成因子的表達(dá)，從而介導(dǎo)低氧下的血管生成反應(yīng)，它一方面能促進(jìn)血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的轉(zhuǎn)錄，上調(diào)VEGFmRNA的穩(wěn)定性，增加腫瘤病變組織的血管生成，繼而豐富腫瘤部位的局部血運(yùn)情況；另一方面還能增加腫瘤抑制基因p53的穩(wěn)定性，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞在缺氧狀態(tài)下的凋亡．這種作用可以使腫瘤細(xì)胞快速適應(yīng)乏氧微環(huán)境，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展．HIF-1α還可調(diào)控糖酵解酶、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（GLUT-1）的過表達(dá)，用以滿足腫瘤生長過程中能量代謝糖消耗增加的需要［7］．這些均為腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移奠定了基礎(chǔ)．

1．2 HIF-1α與喉磷癌的關(guān)系 喉鱗癌是最為多見的喉部惡性腫瘤，迄今為止，研究表明其病因可能由多種因素（如生活飲食習(xí)慣、空氣污染、職業(yè)因素、病毒感染、放射線、癌基因的激活和抗癌基因的失活等）綜合作用所致．喉鱗癌具有惡性腫瘤的重要生物學(xué)特征:腫瘤組織乏氧，缺氧條件下，HIF-1α調(diào)控喉鱗癌細(xì)胞中的缺氧反應(yīng)基因（hypoxia response gene，HRG）的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，對(duì)缺氧作出應(yīng)激反應(yīng)，HRG中受HIF-1α調(diào)控的基因稱 HIF-1α的靶基因．HIF-1α調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)后，可產(chǎn)生相應(yīng)蛋白質(zhì)產(chǎn)物，這些蛋白質(zhì)產(chǎn)物可使喉鱗癌細(xì)胞適應(yīng)乏氧微環(huán)境，也為其細(xì)胞增殖等活動(dòng)提供能量．喉鱗癌組織生長迅速，這需要有新生毛細(xì)血管形成供以運(yùn)輸血液、代謝產(chǎn)物，而喉鱗癌新生毛細(xì)血管的形成與某些血管生成素和生長因子如VEGF有關(guān)．在乏氧微環(huán)境中，HIF-1α能使VEGFmRNA穩(wěn)定性增強(qiáng)，同時(shí)增加VEGF轉(zhuǎn)錄活性，是調(diào)節(jié)VEGF信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的樞紐．HIF-1α還通過參與喉鱗癌乏氧微環(huán)境下介導(dǎo) p53依賴途徑使誘導(dǎo)凋亡基因失活突變、抑制凋亡基因過度表達(dá)，并能通過降低凋亡細(xì)胞的選擇作用致使喉鱗癌對(duì)放化療敏感性降低．

2 Livin的結(jié)構(gòu)、作用、組織分布及與喉磷癌的關(guān)系

2．1 Livin的結(jié)構(gòu)、作用和組織分布 Livin是 2000年由相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)組在人基因組庫中搜索 IAP家族的同源序列時(shí)篩選克隆出新的 IAP家族成員［8］．人的 Livin基因片段位于染色體20q13．3，全長約為4．6 kb，包含 6個(gè)內(nèi)含子和7個(gè)外顯子，因其存在兩種不同的剪接方式而有2種不同的mRNA亞型結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，即含有1 351個(gè)堿基、編碼含298個(gè)氨基酸的Livinα和含有1 297個(gè)堿基、編碼含 280個(gè)氨基酸的 Livinβ［9］．此兩種亞型蛋白在功能上未發(fā)現(xiàn)明顯差別．Livin可通過抑制介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的下游效應(yīng)Caspase3、7、9途徑（激活形式的 Caspase-3、Caspase-7結(jié)合，未加工或斷裂形式的Caspase-9結(jié)合），阻礙細(xì)胞凋亡進(jìn)程，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移和惡性程度有關(guān)．Livin還可以通過與 TAK1的共反應(yīng)子（coactivator）TAB1結(jié)合，激活 MAP（mitogen-activated protein）激酶 JNK1:TABl自身對(duì)于 JNKl并無激活作用，但可以促進(jìn) TAKl介導(dǎo)的 JNKI激活效應(yīng)，從而通過 TABl／TAKl途徑激活 JNKl．這是 Livin對(duì)抗ICE和 TNF-α介導(dǎo)細(xì)胞凋亡作用的一條重要途徑［10］．此外，它還能參與 TNF介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，與核轉(zhuǎn)錄因子 kB（NF-kB）相互作用發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡作用．Livin在正常組織中低表達(dá)或不表達(dá)，在多數(shù)惡性腫瘤如胃癌、鼻咽癌、喉鱗癌、食管癌、膀胱癌以及白血病中呈高表達(dá) ［11］．

2．2 Livin與喉鱗癌的關(guān)系 從現(xiàn)有研究可獲知，Livin在人體正常喉部組織中低水平表達(dá)，而在喉鱗癌中表達(dá)明顯升高，因此可作為喉鱗癌檢測的指標(biāo)［12］．Livin在喉鱗癌中主要表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)，與喉鱗癌組織細(xì)胞的分化和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，組織分化差、發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移例Livin表達(dá)率高［13］．根據(jù) Livin本身具有的生物特性及其在惡性腫瘤中的作用，認(rèn)為其在喉鱗癌的前期診斷及治療中具有一定的應(yīng)用價(jià)值．Livin具有的選擇性增加喉鱗癌細(xì)胞促凋亡基因的活性和／或抑制凋亡基因的表達(dá)作用，不僅可以加強(qiáng)化療或放療的療效，還可以減少放化療帶來的不良反應(yīng)［14］．以 Livin作為治療的靶點(diǎn)，采用RNA干擾（RNAi）技術(shù)或反義寡核苷酸技術(shù)等，抑制 Livin的表達(dá)，可視為目前喉鱗癌靶向治療的一個(gè)新的研究方向．

3 結(jié)論

喉鱗癌目前的主要治療方案仍以手術(shù)和放化療為主，而在治療后復(fù)發(fā)的概率最高也可達(dá) 50%，喉鱗癌細(xì)胞可通過各種機(jī)制逃避凋亡過程，而喉鱗癌組織中普遍存在的缺氧狀態(tài)通過HIF-1α作用不僅讓其對(duì)放化療的治療抵抗性增強(qiáng)，并且自身的侵襲性也有所增強(qiáng)，而此時(shí)凋亡抑制基因的高表達(dá)與其協(xié)同作用促進(jìn)了惡性腫瘤細(xì)胞向周圍組織的侵襲和傳播［15］．HIF-1α和Livin與喉鱗狀細(xì)胞癌關(guān)系密切，均可作為其檢測的指標(biāo)之一，通過聯(lián)合檢測Livin和HIF-1α在喉鱗狀細(xì)胞癌組織中的表達(dá)特點(diǎn)與關(guān)聯(lián)性，探討其臨床意義，為喉鱗癌的輔助診斷及靶向治療方法提供新思路．

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《實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志》2015年征訂啟事

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R739．65

A

2095-6894（2015）03-149-03

2014-12-12；接受日期：2014-12-30

唐晨漪．在讀碩士．研究方向:耳鼻喉頭頸外科．E-mail: 1136557611@qq．com

王繼華．E-mail:wangjihua29003@163．com