【关键词】 ，凋亡蛋白抑制因子
【关键词】 Livin；IAP；凋亡
0引言
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，该家族结构的共同特点是N端含有一个或多个（目前发现最多为3个）串联的杆状病毒IAP重复序列（baculovirus IAP repeat， BIR），C端含或不含有一个环指（ring finger）结构. 目前人类IAP家族已发现有8个成员，即NAIP，XIAP（ILP1/MIHA），cIAP1（HIAP2/MIHB），cIAP2（HIAP1/MIHC），survivin（TIAP），apollon（Bruce），ILP2（TsIAP）和livin（MLIAP/KIAP）［1］. Livin是新近发现的一个IAP家族成员，我们就其分子生物学特性、抗细胞凋亡作用、信号传导途径及调节机制、在正常组织中的表达分布以及与肿瘤的关系等研究现状作一简要介绍.
1Livin基因及蛋白结构Livin是由4个不同的实验小组几乎在同一时期所发现，上述实验小组均采用IAP同源序列（BIR或RING）寻找的方法，分别从人类基因组cDNA文库中克隆得到. Kasof等［2］将该基因命名为livin；Lin等［3］由于是从人胎肾cDNA文库中分离到该基因，故将其称为KIAP（kidney IAP）；Vucic等［4］因该基因在人黑色素瘤细胞中高表达，所以称之为MLIAP（melanoma IAP）；Ashhab等［5］明确了该基因存在2个剪接变异体，分别命名为livinα和livinβ. 为避免混淆，我们将其统称为livin. Livin基因位于人染色体20q13.3，全长4.6 kb，包含7个外显子. 基因转录产物mRNA长1.4 kb，这与livin全长cDNA大小相一致. 此外还发现存在长约2.2 kb，2.8 kb和4.0 kb的转录子，这可能与mRNA 3′端非翻译区多腺苷酸化或存在未剪接加工成熟的前体RNA有关. Livin蛋白N端仅包含一个BIR结构，C端含一个RING环指结构. Livinα和livinβ分别由298和280个氨基酸组成，二者相差的18个氨基酸由介于BIR和RING结构之间的第6外显子5′端54 bp的基因序列编码. Livin BIR与XIAP BIR2结构相类似，包含4个α螺旋和1个三股抗平行β片层，与相应的氨基酸残基共同构成疏水核心. Livin BIR也具有一个C末端延伸结构，这与cIAP1 BIR3类似. Livin氨基酸残基C124， C127， H44及C151与锌原子结合，借以稳定整个重叠结构. Livinα和livinβ蛋白Mr分别为39 000和37 000，livin主要表达于胞质［2-5］. 但Kasof等［2］认为livin的细胞内分布与Survivin相似，即livin既在胞质内呈丝状表达，同时也表达于胞核，并认为livin C末端的RING结构对介导其在亚细胞水平上的分布具有重要作用.
2Livin抗细胞凋亡作用和机制
2.1Livin抗细胞凋亡作用①抗死亡受体介导的细胞凋亡作用: Vucic等［4］将livin基因转染乳腺癌MCF7细胞，证实转染细胞对Fas，TNFR1（tumor necrosis factor receptor 1），DR4（death receptor 4）及DR5介导的细胞凋亡具有显著的抑制作用. Kasof等［2］将livin基因转染HeLa细胞，结果显示转染细胞可有效阻断由FADD（Fasassociated protein with death domain），Bax，RIP，RIP3及DR6诱导的细胞凋亡，livin抗细胞凋亡的作用甚至略强于Survivin. 在Jurkat人T淋巴细胞株中，livin可明显抑制由TNFα及抗CD95抗体诱导的细胞凋亡，其抗细胞凋亡作用强于Bcl2［5］. 进一步研究表明livin抗细胞凋亡的作用依赖于BIR结构的完整［2，4］. ② 抗线粒体介导的细胞凋亡作用: 星状孢子素（Staurosporine， STS）是一种蛋白激酶C（PKC）抑制剂，可诱导线粒体释放细胞色素C，后者可进一步激活细胞凋亡的下游通路. Livinα对STS诱导的Jurkat细胞凋亡表现出一定的抑制作用，但作用弱于Bcl2；而livinβ则无此作用，显示了livinα和livinβ的抗细胞凋亡作用存在一定差异［5］. ③ 抗化疗药物介导的细胞凋亡作用: 许多化疗药物可导致细胞DNA的损伤而诱导细胞凋亡. 转染livin基因的MCF7细胞可有效对抗阿霉素，4TBP（4tertiary butylphenol）诱导的细胞凋亡［4］. Livinβ可显著抑制依托泊苷（etoposide）诱导的Jurkat细胞凋亡 ［5］.
2.2Livin抗细胞凋亡调节机制① 抑制Caspase途径: Livin可与介导细胞凋亡的下游效应Caspase，即激活形式的Caspase3和Caspase7结合，并抑制其活性. Livin还可与未加工的或断裂形式的Caspase9结合，可抑制由Apaf1（apoptosis proteinactivating factor1），细胞色素C及dATP诱导的Caspase9激活作用. Livin与Caspase的结合抑制作用具有高度的特异性和亲和性，这有赖于其BIR结构域的完整，BIR结构域内单个氨基酸的突变即可导致livin与Caspase的结合作用及livin抗细胞凋亡作用的明显降低甚至完全丧失［2，4］. ② 激活TAK1/JNK1信号传导途径: Livin可激活MAP（mitogenactivated protein）激酶JNK1和JNK2，对JNK3无激活作用，而livin对JNK1的激活作用远远强于JNK2，并且是livin对抗TNFα和ICE介导的细胞凋亡作用的一条重要途径. JNK蛋白家族可直接由MKK4/MKK7激活，但livin对JNK1的激活并不依赖于MKK4/MKK7信号途径，而是通过TAB1/TAK1途径实现. TAK1是一上游MAP3激酶，在TGFβ1的刺激下可激活JNK1. TAB1是TAK1的共反应子（coactivator），TAB1本身对于JNK1无激活作用，但可促进TAK1介导的JNK1激活作用. Livin可与TAB1结合，并进一步激活TAK1［6］. 此外，SMAC（ second mitochondrial activator of caspases）及活性肽片段可与livin的BIR结构域特异性结合，抑制livin与caspase的结合及其抗细胞凋亡作用. 因此存在着由SMAC介导的对livin抗细胞凋亡作用的负性调节机制［7］.
2.3Livin在人正常组织中的表达Livin仅在少数正常人组织中表达，包括成人正常组织和胚胎正常组织. 但上述研究报道的结果存在较大差异（表1），依此尚不能勾画出一幅清晰的livin在人正常组织中的表达谱. 这似乎不能完全用检测方法的不同来解释，livin在人正常组织中的表达分布及在正常生理条件下的作用有待进一步深入研究［2-5］.表1Livin在人正常组织中的表达分布
鉴于livin具有明显的抗细胞凋亡作用，人们开始关注其与肿瘤发生的关系. 采用Northern blot或RTPCR方法，证实livin mRNA在人多种类型的肿瘤细胞系中高表达，包括黑色素瘤（MeWo，A375，G361，SKMel29），淋巴瘤（Ramos，Raji），大肠癌（HT29，HT29MTX），前列腺癌（PC3，DU145），白血病（K562，HL60，Jurkat，MOLT4）及头颈部肉瘤（HeLa）等［2，4，5］. 特别是Vucic等［4］采用RTPCR方法检测了35株黑色素瘤细胞系，发现均存在livin mRNA高表达，而正常的黑色素细胞则无livin mRNA表达. 以上研究结果提示livin的高表达可能与人某些类型肿瘤的形成存在密切关系. 但livin mRNA在人乳腺癌细胞系MCF7及MDAMB435中仅有少量表达，而在肺癌细胞系A549中无表达.
Gazzaniga等［8］结果显示livinα和livinβ在全部的正常膀胱组织中均无表达，livinβ在膀胱癌组织中也无表达，而livinα表达阳性率为23%. 进一步分析显示livinα表达阳性的患者术后肿瘤平均复发时间为3.5 mo，而livinα表达阴性的患者则延长至27.2 mo，差异显著（P&<0.0001），提示livinα表达与膀胱癌患者预后密切相关. Yagihashi等［9］提示胃肠癌患者可高表达livin，并与人胃肠癌的发生存在一定关系. 最近，Schmollinger等［10］提示livin可作为肿瘤免疫治疗的一个有效靶点，livin的表达缺失则可使肿瘤实现免疫逃避.
【参考文献】
［1］ Salvesen GS， Duckett CS. IAP proteins: Blocking the road to death’s door ［J］. Nat Rev Mol Cell Biol， 2002; 3(6): 401-410.
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［3］ Lin JH， Deng G， Huang Q， et al. KIAP， a novel member of the inhibitor of apoptosis protein family ［J］. Biochem Biophys Res Commun， 2000; 279(3): 820-831.
［4］ Vucic D， Stennicke HR， Pisabarro MT， et al. MLIAP， a novel inhibitor of apoptosis that is preferentially expressed in human melanomas ［J］. Curr Biol， 2000; 10(21): 1359-1366.
［5］ Ashhab Y， Alian A， Polliack A， et al. Two splicing variants of a new inhibitor of apoptosis gene with different biological properties and tissue distribution pattern ［J］. FEBS Lett， 2001; 495(12):56-60.
［6］ Sanna MG， da Silva Correia J， Ducrey O， et al. IAP suppression of apoptosis involves distinct mechanisms: The TAK1/JNK1 signaling cascade and caspase inhibition ［J］. Mol Cell Biol， 2002; 22(6): 1754-1766.
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［8］ Gazzaniga P， Gradilone A， Giuliani L， et al. Expression and prognostic significance of LIVIN， SURVIVIN and other apoptosisrelated genes in the progression of superficial bladder cancer ［J］. Ann Oncol， 2003; 14(1): 85-90.
［9］ Yagihashi A， Asanuma K， Tsuji N， et al. Detection of antilivin antibody in gastrointestinal cancer patients ［J］. Clin Chem， 2003; 49(7): 1206-1208.
［10］ Schmollinger JC， Vonderheide RH， Hoar KM， et al. Melanoma inhibitor of apoptosis protein (MLIAP) is a target for immunemediated tumor destruction ［J］. Proc Natl Acad Sci USA， 2003; 100(6): 3398-3403.