1、 凋亡抑制基因在肺癌放射耐受凋亡抑制基因在肺癌放射耐受 机理中的作用及临床应用研究机理中的作用及临床应用研究 戴春华戴春华 今天着重讨论下面一些问题今天着重讨论下面一些问题 肿瘤治疗的困惑 个体化治疗的要求 目前热门的研究 假设与设想 前期的研究与进展 我们的一些研究工作 研究目标和预期研究成果 一、一、肿瘤治疗的困惑肿瘤治疗的困惑 肺癌是全球发病率和死亡率增加最快的肿瘤，肺癌是全球发病率和死亡率增加最快的肿瘤，在中国肺癌发病率和病死率，居恶性肿瘤的首在中国肺癌发病率和病死率，居恶性肿瘤的首位，并仍在快速直线攀升位，并仍在快速直线攀升 。但在肺癌发病率不断增长的同时，由于缺乏但在肺癌发病率不断
2、增长的同时，由于缺乏有效的早期诊断方法和治疗措施，有效的早期诊断方法和治疗措施，因此预后不因此预后不良，中位生存期约为良，中位生存期约为6 6个月，个月，2 2年生存率仅为年生存率仅为1010，肺癌总的治愈率仍低于，肺癌总的治愈率仍低于15%15%。二、个体化治疗的要求二、个体化治疗的要求 无论手术，还是放化疗等非手术治疗，其总的无论手术，还是放化疗等非手术治疗，其总的五年生存率大约在五年生存率大约在10-20%左右左右,并且这个水平已并且这个水平已达到了一个平台。达到了一个平台。在临床确诊时，大多系中晚在临床确诊时，大多系中晚期患者，期患者，60-70%需要放化疗，但是由于缺乏个需要放化疗，
3、但是由于缺乏个体化的治疗方案，总的疗效较差。体化的治疗方案，总的疗效较差。放射治疗仍放射治疗仍是中晚期非小细胞肺癌的主要治疗手段之一，是中晚期非小细胞肺癌的主要治疗手段之一，但是有些患者疗效较好，有些患者却较差。因但是有些患者疗效较好，有些患者却较差。因此通过基因、蛋白等分子生物学指标的检测筛此通过基因、蛋白等分子生物学指标的检测筛选最能够从放化疗中获益的个体或人群，对于选最能够从放化疗中获益的个体或人群，对于实现非小细胞肺癌个体化治疗、提高个体疗效实现非小细胞肺癌个体化治疗、提高个体疗效至关重要。至关重要。三、目前放疗界最热门的研究三、目前放疗界最热门的研究 如何提高肿瘤细胞对放疗的敏感性同
4、时减少放射耐受（1）促凋亡基因（2）凋亡抑制基因 研究显示凋亡反应的提高提示细胞有更大的放研究显示凋亡反应的提高提示细胞有更大的放射敏感性，增加凋亡反应的同时伴随着细胞敏感射敏感性，增加凋亡反应的同时伴随着细胞敏感性的增加现在有学者将诱导凋亡水平作为肿瘤放性的增加现在有学者将诱导凋亡水平作为肿瘤放射敏感性衡量指标。射敏感性衡量指标。Lang FF,Yung WK,Raju U,et al.Enhancement radiosensitivity of wild-type p53 humanglioma cells by adenovirus-mediated delivery of the p
5、53 gene.J Neurosurg,1998,89(1):125-132.Kurdoglu B,Cheong N,Guan J,Corn BW,et al.Apoptosis as a predictor of Paclitaxel-induced radiosen sitization in human tumor cell lines.Clin Cancer Res,1999,5(9):2580-2587.目前促凋亡基因的研究很多。但是对凋亡抑制基因在肿瘤放射耐受机理凋亡抑制基因在肿瘤放射耐受机理中的作用研究还非常少，尤其是目中的作用研究还非常少，尤其是目前最新发现的前最新发现的sur
6、vivin，livin就更就更加不知道他们在加不知道他们在放射耐受机理中的放射耐受机理中的角色角色 四、假设与设想：四、假设与设想：提高肿瘤细胞对放疗的敏感性同时减少放射耐受可能的方法与途径 （1）首先能够阐明）首先能够阐明凋亡抑制基因在肿凋亡抑制基因在肿瘤细胞固有的和放射诱导的放射耐瘤细胞固有的和放射诱导的放射耐受机制的作用受机制的作用（2）其次针对凋亡抑制基因这个靶点）其次针对凋亡抑制基因这个靶点，干扰其活性，干扰其活性 致力于探索诱发细胞凋亡的方法，以期提高细胞对放射线的敏感性可能成为一种极具广泛治疗前景的新方法。研究发现许多人体基因均参与诱导肿瘤细胞凋亡的调控。其中诱导凋亡的基因有wt
7、p53,c-myc,ElA,Apo-1/Fas,ced-3,ced-4等，而抑制凋亡的有bcl-2,mtp53,H-ras,ced-9和ElB等。其中尤以bcl-2及p53最引人注目，而bcl-2已被证明与细胞放射敏感性密切相关:其表达下调将导致细胞对射线的敏感性增加。调控细胞凋亡信号通路,作为肿瘤放疗的增敏 根据细胞凋亡可调控的特点,利用生物治疗利用生物治疗办法调控细胞凋亡信号通路办法调控细胞凋亡信号通路,可以作为肿可以作为肿瘤放疗的增敏剂瘤放疗的增敏剂,降低肿瘤细胞的放射诱降低肿瘤细胞的放射诱导凋亡的阈值导凋亡的阈值,克服肿瘤细胞对放疗诱导克服肿瘤细胞对放疗诱导细胞凋亡的抗性并增强肿瘤放疗
8、效果细胞凋亡的抗性并增强肿瘤放疗效果已成为科研工作者的一个努力的方向。五、前期的工作与进展五、前期的工作与进展 越来越多的研究表明，细胞凋亡与细胞增殖一样，同肿瘤越来越多的研究表明，细胞凋亡与细胞增殖一样，同肿瘤的发生、发展以及临床治疗有密切的关系。的发生、发展以及临床治疗有密切的关系。放射治疗作为肿瘤治疗的重要手段之一,其作用方式主要是通过损伤细胞的DNA,影响细胞的增殖状态,改变细胞周期的运行,最终引起肿瘤细胞的增殖性死亡或凋亡。凋亡抑凋亡抑制基因制基因可能正是在这些方面发挥作用从而导可能正是在这些方面发挥作用从而导致肿瘤细胞的放疗抵抗。致肿瘤细胞的放疗抵抗。survivin livins
9、urvivin livin是是凋亡抑制蛋白凋亡抑制蛋白家族最近发现的家族最近发现的新成员，他们在肺癌组织中的表达以及与肺新成员，他们在肺癌组织中的表达以及与肺癌细胞放射敏感性的关系报道甚少，癌细胞放射敏感性的关系报道甚少，他们在他们在细胞固有的和放射诱导的放射耐受机制的作用没有研究,尤其是尤其是livinlivin还没有这方还没有这方面的报道。面的报道。LingLing X X等通过检测等通过检测2424例例NSCLCNSCLC中中survivinsurvivin的两个间接变的两个间接变构体构体survivinsurvivin-2 2B B 和和survivinsurvivin-ExEx3 3
10、在的表达在的表达，发现发现survivinsurvivin-2 2B B高水平的表达与患者无复发和存活有关高水平的表达与患者无复发和存活有关，相相反反survivinsurvivin-ExEx3 3高水平的表达与患者复发和死亡有关高水平的表达与患者复发和死亡有关。与此一致与此一致，肺癌细胞株肺癌细胞株A A549549中中survivinsurvivin-2 2B B能抑制细胞生能抑制细胞生长长，诱导细胞凋亡诱导细胞凋亡，survivinsurvivin-ExEx3 3则保护线粒体电位则保护线粒体电位，促进细胞生长促进细胞生长。从而认为从而认为survivinsurvivin-2 2B B 和
11、和survivinsurvivin-ExEx3 3在在NSCLCNSCLC中有着相反的作用中有着相反的作用，为肺癌的治疗提供了新的方为肺癌的治疗提供了新的方向向。Differential expression of survivin-2B and survivin-DeltaEx3 is inversely associated with disease relapse and patient survival in non-small-cell lung cancer(NSCLC).Lung Cancer.2005 Sep;49(3):353-61 Survivin 与肿瘤放疗抵抗的关系与肿
12、瘤放疗抵抗的关系 Survivin参与细胞固有的和放射诱导的放射耐受参与细胞固有的和放射诱导的放射耐受机制，抑制机制，抑制Survivin的的mRNA表达可能会提高肿表达可能会提高肿瘤对辐射的敏感性瘤对辐射的敏感性 Rodel等对三种固有放射敏感性不同的肠癌细胞株等对三种固有放射敏感性不同的肠癌细胞株（低度敏感的（低度敏感的sw480,中度敏感的中度敏感的HCT-15,高度敏感高度敏感的的sw48)用用2和和8Gy剂量照射后，集落形成结果显示剂量照射后，集落形成结果显示，sw48细胞株的自发和辐射诱导的凋亡水平均高细胞株的自发和辐射诱导的凋亡水平均高于于sw480细胞株，细胞株，Western
13、 blot和和RT-PCR结果显示结果显示，Survivin在在sw480细胞株中的自发和辐射诱导表细胞株中的自发和辐射诱导表达平均高于达平均高于sw48细胞株，细胞株，HCT-15居中。居中。Survivin表达水平与自发和辐射诱导的凋亡水平成反比，表达水平与自发和辐射诱导的凋亡水平成反比，说明说明Survivin自发凋亡水平可以作为体内直肠癌对自发凋亡水平可以作为体内直肠癌对放射治疗的反应指标，放射治疗的反应指标，Survivin的的mNA和蛋白水和蛋白水平的测定可以预测直肠癌对放化疗的敏感性平的测定可以预测直肠癌对放化疗的敏感性 A sanuma 等对5 个不同放射敏感性的胰腺癌细胞系进
14、行研究后发现,对X 线辐射抵抗最强的PANC-1 细胞株中survivin 的mRNA 水平最高,说明检测照射前的survivin mRNA水平可以预测其放射敏感性;对PANC-1 和辐射最敏感的M IA PaCa-2 给予亚致死剂量照射后,survivin mRNA 的表达水平都有显著的升高,伴随caspase-3 的活性显著下降,与致死剂量照射后存活细胞中的表达相一致。这一结果说明,survivin 参与了细胞固有的和放射诱导的放射耐受机制,抑制survivin 的mRNA 表达可能会提高胰腺癌对辐射的敏感性。A Sanuma K,Moriar,Yajima T,et al.Survivi
15、n as a radioresistance factor in pancreatic cancer J.Cancer Res,2000,91(11):1204-1209.Livin是最近发现的一个凋亡抑制基因，是IAP家族新成员。Livin基因位于人染色体20q13，全长4.6kb，包含7个外显子，基因转录产物mRNA长1.4 kb。Livin（ML-IAP/KIAP）主要在一些肿瘤组织细胞中高表达，是抑制肿瘤细胞凋亡的重要因素之一，但是其抗肿瘤细胞凋亡的作用还不明确，可能通过以下一些抗细胞凋亡作用的途径。1.抗死亡受体介导的细胞凋亡作用：2.抗线粒体介导的细胞凋亡作用 3.抗化疗药物介导的
16、细胞凋亡作用 livin 是怎样参与了细胞固有的和是怎样参与了细胞固有的和放射诱导的放射耐受机制放射诱导的放射耐受机制,目前目前还不明确，没有这方面的报道还不明确，没有这方面的报道 Uchida等30构建了一种由U6启动子驱动的survivin siRNA腺病毒载体，将其分别转染U251细胞、人宫颈癌HeLa细胞和人乳腺癌MCF-7细胞后，同样观察到survivin表达受到明显抑制，肿瘤细胞生长减缓，凋亡细胞增加。上述研究结果提示survivin可作为人类多种恶性肿瘤基因治疗的一个潜在靶点，研究表明,利用RNA 干扰技术,设计针对Livin的特异性siRNA 可以阻断Livin 基因表达,并且可以增强肿瘤细胞对凋亡诱导剂的敏感性【31,32】。RNAi则有可能成为一种极具潜力的基因治疗工具。中药对细胞凋亡的影响中药对细胞凋亡的影响 多项研究表明从中药中提取的一些有效成分对肿瘤生长有直接抑制作用，能阻止其代谢，降低其分裂增殖能力，下调凋亡抑制基因表达、诱导肿瘤细胞凋亡，改变细胞周期分布。中药通过细胞凋亡影响细胞放射敏感性 苦参碱和榄香烯作为治疗肿瘤的纯中药已广泛应用于临床，但是这些临床报