雌激素膜受體與腫瘤的研究進展

何 雪，王欣奇，郭勝男，黎 覬，羅佳楠,陶 然,趙文秀 (吉林醫藥學院:1.公共衛生學院,2.藥學院，吉林 吉林 132013)

雌激素主要由雌性動物的卵巢和胎盤分泌。雌激素受體(estrogen receptor，ER)在人體廣泛分布，主要集中分布于女性生殖系統以及皮膚。雌激素的主要作用為促進性器官成熟以及維持雌性動物第二性特征[1]。雌酮、雌二醇以及雌三醇是天然雌激素的主要成分，三者都是脂溶性激素并且可以從胞膜到達胞質。調節性征發育及性器官成熟主要由分布在細胞核上的雌激素核受體(nuclear estrogen receptors，nERs)介導，表現的是生理調節作用，也叫做雌激素基因組效應[2]。近年來，多種雌激素膜受體(membrane estrogen receptors，mERs)陸續被發現，包括46 kD ERɑ剪切體、36 kD ERɑ剪切體以及G蛋白偶聯受體(G protein-coupled receptor 30，GPR30)，3種mERs均可結合雌二醇和多種雌激素結構類似物[3]。mERs分布較更為廣泛，除雌激素及因素效應的靶器官外，在骨骼肌、神經元、血管內皮和多種免疫細胞也表達。部分乳腺癌、卵巢癌和肺癌等腫瘤也表達mERs。本文簡要回顧mER結構與分布和非基因組效應信號轉導，重點闡述mERs與腫瘤相關的研究進展。

1 mERs的結構、分布和信號轉導

1.1 mERs的結構與分布

近年來，多種mERs陸續被發現。Razandi等[4]在卵巢細胞中發現nERs還在細胞膜上表達，約占2%～3%。目前為止已被發現的mERs有經典核受體膜性成分、Gaq-ER、ER-X以及GPR30等[5]。GPR30是名實相符的膜受體，cDNA序列的長度為2604 bp，其中包含一個開放閱讀框(其長度為1128 bp)，是由375個氨基酸經過7次跨膜轉運的受體蛋白分子，理論分子量約為40 000[6]。GPR30在雌激素作用靶點中呈現出高表達。目前在生殖系統、內分泌系統、中樞神經系統、運動系統等均可檢測到GPR30[7]。在惡性腫瘤、炎癥反應、心血管疾病、女性生殖系統疾病等雌激素依賴性疾病的發生、發展過程中均有GPR30的參與，其在細胞亞定位仍沒有統一的說法。GPR30位于細胞膜、內質網、線粒體及高爾基復合體等,通過電鏡免疫標記觀察發現GPR30分布于神經元的細胞膜和內質網[8]。

1.2 mERs與非基因組效應的信號轉導

雌激素的非基因組作用是由膜型ERɑ或GPR30結合配體(雌激素或結構類似物等)介導。非基因組作用偶聯的信號轉導通路主要包括ERɑ/Mek/Erk、GPR30/PI3K/Akt/mTOR、ERɑ/PI3K/Akt/mTOR等。ERɑ和GPR30還偶聯Src/MEK/Erk和Src/FAK，而ERβ偶聯Src/JNK[6]。PI3K是一種胞漿中近胞膜區域的一種二聚體蛋白激酶，將底物PIP2磷酸化生成PIP3。后者作為第二信使招募Akt至胞膜內側與PDK反應，作用于多種底物，如磷酸化GSK3使其失活，抑制cyclin D1降解，從而使細胞周期向S期進展，促進細胞增殖。PI3K信號通路還可以通過調節上皮細胞間質化作用而促進細胞遷移、磷酸化凋亡相關蛋白BAD，為細胞存活提供幫助等[9]。被異常激活的PI3K/Akt信號通路能夠誘導腫瘤微環境中新血管的生成，導致腫瘤細胞的增殖與分化，加劇腫瘤的轉移、侵襲，對腫瘤的發生，發展的作用機制、生物學效應以及轉歸具有深遠的研究意義[10]。張勤等[11]證實異?；罨腉PR30-PI3K/Akt信號通路加劇了乳腺癌細胞遷移的作用，且與乳腺癌的發展具有一定的交叉關系，有參與乳腺癌細胞惡性侵襲、轉移的作用。檀軍麗等[12]分析且證實GPR30-PI3K/Akt信號通路與三陰性乳腺癌細胞MDA-MB-468轉移存在著某種交互關系，其具體相關機制有待于進一步研究。成冬等[13]發現當與GPR30發生結合，PI3K/Akt-mTOR信號通路可抑制線粒體自噬，進而保護小鼠軟骨原代細胞系ATDC5免于線粒體自噬作用，為治療骨性關節炎提供新的途徑。此外，在子宮內膜癌的進展中，GPR30表達量的降低可以使PI3K/Akt信號通路受到抑制，致使子宮內膜癌細胞的增殖與分化受到抑制，這將為子宮內膜癌治療靶點提出了新的參考依據[14]。

2 mERs與惡性腫瘤

2.1 mERs與乳腺癌

乳腺癌作為高致死率惡性腫瘤嚴重威脅女性健康，按照ER是否表達，分為激素依賴型(ER+)和激素非依賴型(ER-)。ER、孕激素受體(PR)和人類表皮生長因子(HER-2)都參與乳腺上皮的增殖和分化。2013年的圣加倫國際乳腺癌上將乳腺癌的Luminal分子定義為4型：三陰性型(ER-PR-HER-2-)，HER陽性型(ER-PR-HER-2+)，Luminal A型(ER+PR+HER-2-)，Luminal B型(ER+PR+HER-2+)。Luminal分子分型是乳腺癌采取激素治療、化療和HER-2靶向治療的重要依據。HER陽性型和三陰性型乳腺癌多采用化療或針對HER-2的靶向治療。表達ER的Luminal A型和B型可按照內分泌以及藥物進行治療。三苯氧胺(Tamoxifen,TAM)作為臨床上ER陽性的乳腺癌患者主要使用的第一代非甾體類選擇性ER拮抗劑藥物，是臨床上最早、最多使用的ER調節劑。TAM及其代謝產物4-羥基他莫昔芬，均對ER具有程度不一的拮抗作用。但隨著治療時間的延長，會使部分乳腺癌細胞產生TAM獲得性耐藥(即繼發耐藥)，導致治療失敗。TAM不僅能與GPR30結合，而且還屬于GPR30特異性激動劑。因此，尋找TAM耐藥靶點是對抗乳腺腫瘤，改善患者預后的關鍵點。李嘯天等[15]研究沉默GPR30對乳腺癌MCF-7細胞TAM的逆轉作用。通過外源性干擾MCF-7細胞中GPR30表達，發現細胞內Ca2+濃度明顯升高，細胞對TAM敏感性增加，提示沉默GPR30的表達可以逆轉TAM的耐藥性。相關的作用機制與抑制腫瘤細胞保護性自噬有關，為TAM的臨床應用提供了科學的理論依據。秦旖璐等[16]討論了GPR30基因表達對人乳腺癌相關成纖維細胞(CAF)有氧糖酵解的影響。在有氧的條件下，腫瘤細胞ATP生成的主要途徑為糖酵解，伴隨著大量的乳酸、丙酮酸等的產生。但氧化磷酸化通常不會增加Warburg效應[17-18]。研究采用GPR30特異性激動劑G1和CAF共同培養，發現GPR30表達上調，CAF細胞中p-PKA和p-CREB的表達量也呈上升趨勢，加速了有氧糖酵解在CAF細胞中的發生。研究GPR30調控CAF能量代謝機制以及相關乳腺腫瘤治療靶點，將為日后科學研究奠定了重要的生物學基礎。GPR30在乳腺癌細胞侵襲中扮演著重要作用。CAF在腫瘤微環境中可通過GPR30發揮重要作用，介導乳腺癌的炎癥反應，甚至誘導乳腺癌加劇。余騰驊等[19]通過研究乳腺癌腫瘤相關AF中細胞質GPR30活化對成纖維細胞生長因子2(fibroblast growth factors 2，FGF2)的表達調控機制及其對腫瘤細胞侵襲能力的影響，發現可激活CAF細胞質中GPR30/PKA與GPR30/AKT信號通路，在腫瘤惡性進展中起著重要作用。同時可誘導CAF的細胞質中GPR30依賴的下游PKA信號旁分泌FGF2，進而促進乳腺癌細胞侵襲。但張光君等[20]通過研究不同分型乳腺癌中GPR30 mRNA的表達，發現GPR30 mRNA低表達患者預后更差，提示GPR30有望成為判斷乳腺癌患者預后的獨立預測因子。

亞洲人口廣泛攝取豆科植物為食。豆科植物以及多種中藥材均富含雌激素結構類似物，即植物雌激素。染料木素是來自大豆的植物雌激素，可與ERα、ERβ和GPR30結合。研究表明，染料木素濃度和乳腺癌細胞的受體類型是影響效應的主要因素。環境、飲食、藥物均含有激素類似物，可能引起雌激素的非基因組效應。研究腫瘤發病機制、預防措施和治療方案時，不可忽視激素及激素類似物對ER+/GPR30+和ER-/GPR30+乳腺癌的影響[21]。綜上所述，GPR30在乳腺癌的發生、發展、耐藥過程、治療靶點等方面均有廣泛參與，同時也是影響乳腺癌預后判斷的重要指標。

2.2 mERs與子宮內膜癌

子宮內膜癌(endometrial carcinoma，EC)是婦科三大惡性腫瘤之一。1983年，Bockman提出EC臨床分型：Ⅰ型(雌激素依賴型)和Ⅱ型(非雌激素依賴型)。Ⅰ型EC患者伴有不孕、高血脂、絕經晚、肥胖、卵巢或子宮內膜增生等雌激素過多表現，常與內分泌紊亂有關；Ⅱ型患者與高雌激素表達無關，同時無內分泌紊亂的表現?？傊?，Ⅰ型EC發病早，進展較慢，預后較好，5年生存率較高；Ⅱ型EC在推薦手術后進行化療[22-23]。研究表明在EC的發生、發展過程中GPR30扮演著重要角色?；罨疓PR30可激活胞內Src激酶，誘導基質金屬蛋白酶的產生，配體與受體發生偶聯，進而下游分子通過級聯磷酸化促進EC細胞增殖[24]。蔡玲玉等[25]發現在EC的發生、發展過程中，誘導和維持腫瘤微環境的關鍵分子白細胞介素-6(IL-6)/轉錄激活因子3(STAT3)兩者起著重要的媒介作用。GPR30可以激活IL-6/STAT3炎癥通路加劇EC的進程，并且GPR30特異性激動劑G1也能促進EC細胞對IL-6/STAT3的表達。GPR30的另一條信號通路p-ERK1/2也介導了EC的發生[26]。葉佳等[27]研究并證實GPR30 mRNA及蛋白在高、中、低分化的EC細胞系中表達量呈逐漸上升的趨勢，提示GPR30 mRNA的表達水平與EC分化惡性程度具有一定的關聯。同時肖波等[28]分析了GPR30的表達水平與EC患者預后的關聯性。EC的病理分期、肌層浸潤深度的相關性與GPR30陽性表達有關，對EC預后產生重要影響?？傊?，GPR30在EC細胞和組織中廣泛存在，并可以憑借多條信號通路涉及腫瘤的發生與發展，同時GPR30的存在也將是EC治療的潛在新靶點。

2.3 mERs與卵巢癌

女性生殖系統第二大常見惡性腫瘤——卵巢癌是性激素依賴性腫瘤，伴有高致死率，且術后患者會出現腫瘤復發的現象，嚴重威脅女性健康[29]。在卵巢癌發生發展過程中，GPR30起著媒介作用。GPR30作為橋梁在卵巢癌的侵襲與轉移過程中存在著連接作用，且內分泌治療是卵巢癌的一個治療方向[30]。卵巢細胞的增殖與分化需要雌激素的應答。在雌激素抑制劑治療卵巢癌時，傳統ERɑ和ERβ受到抑制，但仍存在雌激素效應現象。GPR30與雌激素之間存在特定的親和力。GPR30通過雌激素的激活，直接參與細胞的調控，進而發揮應答，同時GPR30作為關鍵因子參與了卵巢癌細胞的侵襲與轉移。在卵巢癌診斷和惡性程度的判斷之中，GPR30可作為一種新型的可靠的指標。劉慧迪等[31]證實GPR30參與上皮性卵巢癌的發生與發展，同時在卵巢癌的遷移過程中具有交聯作用。并且實驗聯合檢測了基質金屬蛋白酶9在上皮性卵巢癌中的表達，發現二者具有正相關性。祝彩霞等[32]指出在不同組織類型的卵巢癌中GPR30的表達不盡相同，在低分化的卵巢癌組織中的GPR30表達率高于高分化組，進展型卵巢癌中GPR30表達率高于非進展型卵巢癌，提示GPR30可能是卵巢癌預后的生物學標志物。在卵巢癌的進展過程中GPR30表達具有核聚集現象，提示具有核聚集現象的GPR30可作為新型的治療靶點。綜上所述，GPR30在卵巢癌中有所表達，且可能成為卵巢癌治療的新靶點。

3 結 語

近年的研究揭示了兩種經典雌激素核受體ERɑ和ERβ在細胞膜也有分布，并參與非基因組效應的信號轉導。而新發現的GPR30作為7次跨膜轉運的受體蛋白，被列為G蛋白耦聯受體超家族。膜受體GPR30在子宮、乳腺、卵巢等中均見表達，GPR30與腫瘤微環境之間具有一定的關聯性。在多種惡性腫瘤的發生與發展中，GPR30扮演著重要的角色，但對其所介導的信號網絡需要進一步了解。闡明GPR30在惡性腫瘤進程中生物學效應和機制，將為雌激素相關性惡性腫瘤治療研究提供新的思路。