BIRC5（survivin）作为肝细胞癌关键调控因子：揭示其在肿瘤生存与治疗潜力中的核心作用

这篇综述通过整合生物信息学与实验方法，揭示了BIRC5（survivin）在肝细胞癌（HCC）中的核心作用。研究利用CRISPR-Cas9技术敲除HepG2细胞中的BIRC5基因，证实其缺失可显著抑制细胞增殖与迁移，同时诱导凋亡、细胞周期阻滞（G2/M期）及自噬激活。关键致癌通路（如PI3K/AKT、AURKA）的下调进一步验证了BIRC5在维持HCC恶性表型中的重要性，为靶向治疗提供了新策略。

　　

摘要

肝细胞癌（HCC）是全球高致死率恶性肿瘤，治疗选择有限。本研究通过生物信息学分析筛选出HCC中显著上调的基因，发现BIRC5（survivin）作为枢纽基因，参与抑制凋亡和调控细胞周期。实验采用CRISPR-Cas9技术敲除HepG2细胞的BIRC5基因，结果显示其缺失导致细胞增殖和迁移能力显著下降，同时伴随凋亡增加、G2/M期阻滞及自噬激活。功能实验（集落形成、划痕愈合、流式细胞术等）证实了这些表型，并揭示PI3K和AURKA等关键通路的下调。这些发现凸显BIRC5作为HCC治疗靶点的潜力。

方法

研究整合了四个GEO数据集（GSE50579等），通过GEO2R和DAVID工具分析差异表达基因及功能富集。蛋白互作网络（PPI）通过STRING构建，Cytoscape可视化。CRISPR-Cas9系统设计靶向BIRC5的gRNA，转染HepG2细胞后，通过qPCR、Western blot验证敲除效率。功能实验包括：

• 细胞增殖：集落形成实验显示BIRC5敲除使克隆数减少50%。
• 细胞周期：流式检测发现G2/M期细胞比例显著增加，伴随CDK1/2和AURKA表达下降，p53/p21上调。
• 凋亡与自噬：流式Annexin V染色显示晚期凋亡细胞增多，透射电镜（TEM）观察到自噬小体。
• 迁移能力：划痕实验显示伤口愈合率降低至29%（对照组60%）。

结果

1. BIRC5的调控网络：BIRC5与细胞周期、凋亡抑制相关，敲除后CDK1/2表达降低8.5倍和5.5倍，p21表达升高4.6倍。
2. 凋亡与自噬：Caspase-8表达增加39.5倍，TEM可见凋亡小体和自噬泡。
3. 迁移抑制：PI3K表达下降5倍，与EMT（上皮-间质转化）抑制相关。
4. 细胞分裂缺陷：TEM显示胞质分裂失败，中体结构破坏。

讨论

BIRC5通过稳定AURKA和CDK1/2维持有丝分裂，其敲除导致G2/M阻滞和凋亡。与既往研究一致，BIRC5抑制通过p53-p21通路激活凋亡，并下调PI3K/AKT/mTOR通路诱导自噬。迁移抑制可能与EMT相关标记物（如β-catenin）减少有关。

结论

BIRC5敲除通过多途径抑制HCC进展，包括细胞周期阻滞、凋亡激活及迁移抑制，为临床开发靶向疗法提供了理论依据。