李淑香 張海鵬 吳 迪 韓 冰 (吉林市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)預(yù)防保健疾病控制中心，吉林 吉林 30)

雌二醇(E2)在激素依賴型乳腺癌發(fā)生發(fā)展中其重要作用，在人類乳腺癌組織中包含所有能夠在乳腺癌局部組織中合成E2的酶，包括芳香化酶、硫酸酯酶和17β羥化類固醇脫氫酶(17β-HSD)家族，它們利用血液中的前體物質(zhì)(DHEA和DHEA-s)合成E2。芳香化酶和硫酸酯酶分別催化雄烯二酮和硫酸雌酮轉(zhuǎn)化為雌酮(E1)，而17β-HSD家族則在E1和E2相互轉(zhuǎn)化中起著重要作用。因此17β-HSD酶家族是雌激素和雄激素活化與滅活的關(guān)鍵酶，也是性激素合成過程中最后步驟的關(guān)鍵酶。它催化性激素C17位上的酮基和醇基之間的還原和氧化反應(yīng)，調(diào)控低生物活性的E1、A2與高生物活性的E2、睪酮(T)之間相互轉(zhuǎn)化。到目前為止在哺乳動物中已經(jīng)克隆出17β-HSD共有15型，以發(fā)現(xiàn)的先后順序命名。17β-HSD各型同工酶在結(jié)構(gòu)上非常相似，但它們卻表現(xiàn)出不同的底物特異性，與不同的輔助因子結(jié)合而發(fā)揮作用。17β-HSD家族中與乳腺癌相關(guān)的主要是1、2、5、12和14型。

1 17β-HSD1

人類17β-HSD1由6個外顯子和5個內(nèi)含子組成，包含兩個串聯(lián)的基因:17-HSD1Ⅰ和Ⅱ。Ⅱ是活性基因，I是假基因，其與活性基因有89%的同源性。該酶的主要功能是催化E1轉(zhuǎn)化為E2的還原反應(yīng)。Oduwole等〔1〕采用原位雜交方法發(fā)現(xiàn)17β-HSD1在乳腺癌組織中陽性率約16%，而采用免疫組化發(fā)現(xiàn)其蛋白表達陽性率為20%，二者基本上是一致的;但也有人報道采用 RT-PCR 方法發(fā)現(xiàn)其陽性率為50%左右〔2〕。Vihko〔3〕研究發(fā)現(xiàn)有17β-HSD1 mRNA表達的患者，其預(yù)后明顯較陰性患者差，無病生存期也明顯變短。而且他們還通過多因素分析發(fā)現(xiàn)該酶和雌激素受體α(ERα)是判斷預(yù)后的獨立因素。Gunnarsson等〔4〕回顧了ER陽性采用他莫西芬治療的患者發(fā)現(xiàn)17β-HSD1表達水平與復(fù)發(fā)風(fēng)險顯著相關(guān)，他們同樣發(fā)現(xiàn)17β-HSD2也與無病生存期顯著相關(guān)。由于該酶在雌激素合成中所起的重要作用，人們對其進行了大量的研究，其三維結(jié)構(gòu)已經(jīng)闡明。

2 17β-HSD2

17β-HSD2基因定位于16q24，由5個外顯子組成，是短鏈醇脫氫酶超家族的一員，使用NAD+作為輔助因子。該酶并不單催化E2轉(zhuǎn)化為E1，還催化睪酮(TESTO)轉(zhuǎn)化為4-dione以及5-diol轉(zhuǎn)化為脫氫表雄酮(DHEA)。鑒于它的表達形式和酶活性特點，該酶可能保護組織免受高類固醇激素活性的影響。該酶轉(zhuǎn)化E2的活性比17β-HSD1轉(zhuǎn)化E1的活性高50倍，其通過調(diào)節(jié)E1和E2的平衡來保護乳腺上皮細(xì)胞。

到目前為止，17β-HSD2在乳腺癌組織中的表達水平還存在爭議。Gunnarsson等〔4〕采用RT-PCR方法在69%的乳腺癌患者中發(fā)現(xiàn)了17β-HSD2的mRNA;Miettinen等報道在一些乳腺癌細(xì)胞系中(包括BT-20和MDA-MB-361)有該酶的表達并且認(rèn)為該酶在一些乳腺癌組織局部雌激素合成中可能有作用。Joanna等〔5〕報道在一些乳腺癌細(xì)胞系中(Human MCF-7，MDAMB-231，T47D等)，只有MDA-MB-231細(xì)胞系和T47D細(xì)胞系能夠檢測到17β-HSD2的表達，其中以MDA-MB-231細(xì)胞系表達水平為高。但是Han等〔6〕采用免疫組化的方法并未在乳腺癌組織中發(fā)現(xiàn)17β-HSD2。Oduwole等〔1〕在絕經(jīng)前乳腺癌患者癌旁正常組織上皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)有17β-HSD1和17β-HSD2 mRNA的表達，但是在絕經(jīng)后的乳腺癌患者癌旁正常組織上皮細(xì)胞中則沒有發(fā)現(xiàn)它們mRNA的表達，由此作者認(rèn)為它們與月經(jīng)狀態(tài)有關(guān)。在乳腺癌組織中，25%的病例有17β-HSD2表達，并且絕經(jīng)前患者比絕經(jīng)后患者該酶mRNA表達陽性率高。

Yaeger等〔7〕比較在非洲居住的美國婦女和高加索女性乳腺癌組織中17β-HSD2的基因以及mRNA表達情況，發(fā)現(xiàn)該酶在非洲居住的美國婦女乳腺癌細(xì)胞中mRNA表達明顯增高。由于在非洲居住的美國婦女與高加索女性相比其乳腺癌更具侵襲性并且發(fā)生年齡更小，由此作者認(rèn)為17β-HSD2的高表達會導(dǎo)致ER陰性乳腺癌細(xì)胞比例，從而導(dǎo)致患者較差的預(yù)后。

3 17β-HSD5

17β-HSD5是醛酮還原酶(AKR)家族的一員(AKR1C3)，也叫3a-HSD2。盡管AKR1C3與家族其他成員有近86%的相似性，但是它有其不同于其他酶的活性。AKR家族每一種酶都選擇性的還原某種17-酮甾類底物，從而進行類固醇激素受體前調(diào)節(jié)。而17β-HSD5是35 kD胞漿蛋白，與1型和3型3a-HSD以及20a-HSD的氨基酸序列有84%的相似性。它廣泛分布于肝、腎上腺、前列腺、子宮內(nèi)膜、卵巢、睪丸和乳腺組織。體外實驗發(fā)現(xiàn)該酶表現(xiàn)出20a-HSD、17β-HSD和3a-HSD活性。17β-HSD5象AKR1C2一樣表現(xiàn)出3酮類固醇還原酶活性，催化DHT轉(zhuǎn)化為3a-androstanediol(3a-diol);作為17β-HSD催化A2轉(zhuǎn)化為T、DHEA轉(zhuǎn)化為A2和A2轉(zhuǎn)化為雙氫睪酮;做為20a-HSD它催化孕酮轉(zhuǎn)為為20a-羥基孕酮。這種20a-HSD活性能夠保護男性免受雌激素影響，還能夠保護人類雄激素生成細(xì)胞抵抗雌激素。在卵巢中這種活性更有意義，因為這里雌激素濃度非常高，而這種環(huán)境將抑制雄激素生成細(xì)胞的活性。但是在乳腺組織中17β-HSD5的20a-HSD活性尚無報道。

17β-HSD5是外周行使17β-HSD3功能的酶，其mRNA在65% ～83%的乳腺癌中都有表達〔8〕。尤其是Vihko等〔3〕報道該酶mRNA在乳腺癌組織中的表達明顯高于正常組織，而且他們還發(fā)現(xiàn)17β-HSD5 mRNA高表達的患者預(yù)后不良。Han等〔6〕采用免疫組化方法已經(jīng)發(fā)現(xiàn)17β-HSD 5在正常乳腺組織和53%乳腺癌細(xì)胞中有表達，并發(fā)現(xiàn)該酶與患者年齡、月經(jīng)狀態(tài)和ERα呈明顯正相關(guān)。Suzuki等采用免疫組化方法統(tǒng)計60乳腺癌病人發(fā)現(xiàn)該酶與5a還原酶1型和2型顯著相關(guān)，但是與其他臨床參數(shù)無顯著相關(guān)，例如年齡、月經(jīng)狀態(tài)、分期、腫瘤大小、淋巴結(jié)狀態(tài)、組織學(xué)分級、ER、PR、AR、Ki67和 HER2。Vihko〔3〕發(fā)現(xiàn)17β-HSD5高表達的患者其預(yù)后明顯比低表達或無表達患者差，而ERα陽性患者預(yù)后較好，但是該酶并不是判斷乳腺癌患者預(yù)后的獨立因素。目前17β-HSD5的生物學(xué)意義還不是十分清楚。

4 17β-HSD12

該酶被命名為3-ketoacyl-CoA還原酶(KAP)，一種在長鏈脂肪酸合成增長時催化3-ketoacyl-CoA還原的酶。該酶廣泛的在人的肝、肌肉、和腎臟中高表達。該酶與17β-HSD 3高度相似。種族發(fā)育分析發(fā)現(xiàn)17β-HSD12可能是17β-HSD 3的前體〔9〕。最近研究發(fā)現(xiàn)該酶基因由 11個外顯子組成，長為240 kb，定位于11q11染色體〔10〕。人類17β-HSD12主要作用是在女性激素敏感性組織(卵巢、乳腺)形成活性的雌激素〔10〕。最近關(guān)于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合酮脂酰還原酶的功能描述認(rèn)為17β-HSD12的主要功能涉及了脂肪酸的合成和長鏈脂酰輔酶A的延長作用〔11〕。Luu-The等〔10〕的研究發(fā)現(xiàn) 17β-HSD12 在 E1 轉(zhuǎn)化為E2所起的作用可能與17β-HSD1一樣重要，他們發(fā)現(xiàn)17β-HSD12蛋白在乳腺癌中比在正常上皮組織中表達高。另外通過免疫細(xì)胞化學(xué)的方法，宋東等〔12〕發(fā)現(xiàn)在41名乳腺癌患者中，僅有1人的乳腺癌組織有17β-HSD1表達，而且發(fā)現(xiàn)17β-HSD7和17β-HSD12在乳腺癌組織中更常見，由此認(rèn)為這可能預(yù)示這17β-HSD12在乳腺癌中的重要作用，而且該酶可能取代經(jīng)典的17β-HSD1而稱為乳腺癌局部雌激素合成的關(guān)鍵酶。但是Day等〔13〕卻有不同觀點，他們發(fā)現(xiàn)盡管17β-HSD12在乳腺癌細(xì)胞系中高表達，但并沒有有效的催化E2的形成。

5 17β-HSD14

大腸桿菌異源性表達和純化的人retSDR3底物篩查使得NAD+依賴的17β-HSD14在E2和睪酮中的活性得到驗證，它也叫做DHRS10 or retSDR3。17β-HSD14的cDNA在人類的腦和腎中高度表達，在乳腺癌組織中檢測到該酶的mRNA。結(jié)構(gòu)檢測發(fā)現(xiàn)該酶的活性基團能夠以類固醇作為底物〔14〕。轉(zhuǎn)染了17HSD14的人乳腺癌細(xì)胞培養(yǎng)介質(zhì)E2水平顯著降低〔15〕。乳腺癌17β-HSD14 mRNA的低表達與生存率顯著相關(guān)〔15〕。對于該酶尚需進一步研究。

在乳腺癌局部E2及睪酮代謝相關(guān)的17β-HSD成員主要是還原酶1、5和12;氧化酶2和14。它們在乳腺局部激素代謝中起著非常重要的作用，隨著對絕經(jīng)期婦女乳腺內(nèi)分泌治療研究的深入，局部雌激素合成對乳腺癌的重要作用越來越為人們認(rèn)識，芳香化酶抑制劑的應(yīng)用具有里程碑式的意義，而17β-HSD酶家族最為局部雌激素合成的另一重要通路，也必將成為乳腺癌內(nèi)分泌治療中的重要角色。

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