趙丕文，David Yue-Wei Lee，陶仕英，陳 夢(mèng)，牛建昭

［1.北京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，北京 100029;2.Mclean Hospital(Harvard Medical School)，Belmont，MA 02478］

雌激素調(diào)控相關(guān)基因表達(dá)的效應(yīng)早已為大家所熟知，而且其調(diào)節(jié)功能是通過(guò)靶細(xì)胞特異性的細(xì)胞核受體——雌激素受體(estrogen receptor，ER)實(shí)現(xiàn)的［1］。經(jīng)典的雌激素受體具有兩種亞型，即ERα和ERβ。其中，第1個(gè)雌激素受體ERα 是 Green和 Greene等［2－3］在1986年克隆得到的。1996年，Kuiper等［4］又從大鼠卵巢和前列腺cDNA文庫(kù)中克隆出雌激素受體第二種亞型——ERβ。但近年來(lái)的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，雌激素亦有與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)功能無(wú)關(guān)的快速細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑［5－7］。上述兩種經(jīng)典的雌激素受體亞型介導(dǎo)機(jī)制無(wú)法確切地闡明其作用途徑。同時(shí)，雖然經(jīng)典ER，特別是ERα在雌激素相關(guān)腫瘤如乳腺癌發(fā)生中起著重要作用［8－9］，但治療中遇到的組織選擇性或特異性問(wèn)題，以及在某些治療中存在的抗藥性問(wèn)題，使治療有效率僅為50% ～80%。所以，也迫切需要尋找更好的作用靶點(diǎn)和更廣泛而有效的治療策略來(lái)抑制乳腺癌細(xì)胞中的雌激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)體系。

1998 年，O’Dowd等［10］發(fā)現(xiàn)并證明了 ERα 和 ERβ 之外的第3種雌激素受體——膜G蛋白偶聯(lián)受體30(G-proteincoupled receptor 30，GPR30)的存在。此后不久，該受體相繼被多個(gè)實(shí)驗(yàn)室在多項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)［11－12］，而且因其對(duì)雌激素及雌激素樣物質(zhì)的特異性結(jié)合，及其對(duì)雌激素效應(yīng)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)功能，GPR30之后被給予了另一個(gè)名稱(chēng)——G蛋白偶聯(lián)雌激素受體(G protein-coupled estrogen receptor，GPER)［13］，該受體效應(yīng)的揭示為詮釋上述雌激素的快速應(yīng)答反應(yīng)提供了重要依據(jù)和切入點(diǎn)。多種能夠結(jié)合經(jīng)典雌激素受體的化合物被證明也可結(jié)合、活化GPER［14］。經(jīng)典雌激素受體陰性細(xì)胞如SKBR3細(xì)胞也可經(jīng)GPR30介導(dǎo)雌激素的應(yīng)答反應(yīng)［7］。多項(xiàng)研究已經(jīng)表明，GPER參與了多種生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)、控制過(guò)程，例如與能量平衡、脂代謝［15］、心血管功能［16］、神經(jīng)記憶調(diào)節(jié)［17］等均有密切關(guān)系;特別是在多種雌激素相關(guān)腫瘤的發(fā)生及演變中，GPER發(fā)揮了重要的介導(dǎo)作用［18］。隨著對(duì)GPER的深入研究和認(rèn)識(shí)，經(jīng)典雌激素受體一直是雌激素樣或抗雌激素樣物質(zhì)發(fā)揮效應(yīng)核心靶點(diǎn)的概念必須加以擴(kuò)展，GPER也成為了特異性雌激素相關(guān)腫瘤細(xì)胞抗腫瘤藥物的候選新靶標(biāo)。以下將就GPER與腫瘤，特別是婦科腫瘤發(fā)生關(guān)系的有關(guān)進(jìn)展和研究成果進(jìn)行綜述。

1 與婦科腫瘤的關(guān)系

乳腺癌是臨床婦科常見(jiàn)腫瘤，干擾或抑制細(xì)胞中的雌激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)體系一直是有關(guān)藥物發(fā)揮療效的重要分子機(jī)制。Filardo等［19］發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌細(xì)胞GPER有過(guò)量表達(dá)，且表達(dá)量與腫瘤大小成正比。細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)在乳腺癌細(xì)胞中的快速活化依賴(lài)于GPER的存在。無(wú)論在幾乎不表達(dá)GPER的MDA-MB-231細(xì)胞，或者在同時(shí)表達(dá)ERα和GPER的MCF-7細(xì)胞，外源性誘導(dǎo)GPER的表達(dá)均可導(dǎo)致胞內(nèi)雌激素依賴(lài)性ERK1/2的磷酸化。而在表達(dá)GPER、不表達(dá)ERα的SKBR3乳腺癌細(xì)胞，亦可見(jiàn)雌激素誘導(dǎo)的ERK1/2磷酸化［20］。其后的研究又發(fā)現(xiàn)，雖有作用靶標(biāo)的相似性，通過(guò)GPER介導(dǎo)對(duì)不同類(lèi)型乳腺癌細(xì)胞增殖活性的影響趨勢(shì)卻不盡相同。Ariazi等［13］實(shí)驗(yàn)證明了GPER可以與17β-雌二醇結(jié)合，并調(diào)節(jié)雌二醇誘導(dǎo)的非基因信號(hào)途徑，并應(yīng)用ERα陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞對(duì)這一作用的機(jī)制進(jìn)行了研究。應(yīng)用選擇性激活GPER與ER的GPER協(xié)同劑G-1和己烯雌酚分別刺激MCF-7細(xì)胞和SKBR3細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)GPER可介導(dǎo)并促進(jìn)SKBR3細(xì)胞增殖，同時(shí)可減弱MCF-7細(xì)胞增殖，并將其細(xì)胞周期阻抑在G1期。因此，GPER可以拮抗ERα陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞的增殖活性，為應(yīng)對(duì)該類(lèi)疾病提供了一種新的治療靶標(biāo)。

組織缺氧是實(shí)體瘤細(xì)胞在細(xì)胞凋亡、生存、增殖等功能活動(dòng)中的共同特征。腫瘤細(xì)胞對(duì)缺氧環(huán)境的反應(yīng)主要受核低氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)的介導(dǎo)。Recchia等［21］證明，由缺氧引起的HIF-1α因子表達(dá)也將可進(jìn)一步上調(diào)GPER水平并活化其下游靶因子——結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(connective tissue growth factor，CTGF)在ER陰性乳腺癌SKBR3細(xì)胞中的表達(dá)。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，位于GPER啟動(dòng)子位置的HIF-1α反應(yīng)元件通過(guò)活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)誘導(dǎo)的表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)/ERK信號(hào)通路參與了缺氧引發(fā)的GPER轉(zhuǎn)錄激活效應(yīng)。而且，缺氧引發(fā)SKBR3細(xì)胞凋亡的效應(yīng)可以被雌激素阻斷，該阻斷效應(yīng)是通過(guò)GPER途徑發(fā)揮的。所以，缺氧導(dǎo)致GPER表達(dá)參與了雌激素誘導(dǎo)的抗凋亡效應(yīng)，特別是在低氧環(huán)境中。

最早被人們認(rèn)識(shí)的孤兒受體——雌激素相關(guān)受體(estrogen related receptor，ERR)的發(fā)現(xiàn)，為解釋多種雌激素相關(guān)效應(yīng)提供了新的思路?；贓RRs不同亞型(α、β和γ)均與ERα有很高的序列一致性，所以，雖然它們不與雌激素相結(jié)合，但在其它生化活性方面與ER共享，包括與雌激素應(yīng)答元件(estrogen response element，ERE)的結(jié)合［22－23］;而其后的研究發(fā)現(xiàn)，GPER不僅影響著ER相關(guān)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的效應(yīng)，也參與ERR相關(guān)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的介導(dǎo)和調(diào)節(jié)功能。研究表明，在某些組織和細(xì)胞株中，17β-雌二醇可以調(diào)節(jié)ERRα的表達(dá)，并通過(guò)ERα實(shí)現(xiàn)。但在ERα和ERβ陰性乳腺癌SKBR3細(xì)胞中，17β-雌二醇也可以刺激 ERRα 的表達(dá)。Li等［24］發(fā)現(xiàn)，雌二醇、ERα協(xié)同劑和拮抗劑、選擇性ER調(diào)節(jié)劑他莫昔芬(tamoxifen，TAM)均可對(duì)ERRα基因或蛋白及其下游相關(guān)基因表達(dá)產(chǎn)生影響。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，上述效應(yīng)均受到GPER的介導(dǎo)調(diào)節(jié)。應(yīng)用其特異性拮抗劑，Li等還證明了一條可經(jīng)ER協(xié)同劑和激動(dòng)劑觸發(fā)的通過(guò)GPER調(diào)節(jié)的不同的下游轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，即應(yīng)用雌二醇或雌激素受體拮抗劑均可誘導(dǎo)ERRα啟動(dòng)子區(qū)域核小體差異性的組蛋白乙酰化及轉(zhuǎn)錄因子募集效應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)為明確GPER/ERRα調(diào)節(jié)的信號(hào)通路的分子機(jī)制、揭示乳腺癌細(xì)胞對(duì)TAM誘導(dǎo)的抑制效應(yīng)的逃逸機(jī)制提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

Wang等［25］在應(yīng)用GPER協(xié)同劑G-1和拮抗劑G-15觀察卵巢粒層癌KGN細(xì)胞增殖、凋亡效應(yīng)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)G-1可以抑制KGN細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡過(guò)程，而應(yīng)用G-15或誘導(dǎo)GPER基因沉默將可阻抑上述效應(yīng)。尤其值得注意的是，G-1對(duì)ER陰性乳腺癌MDA-MB 231細(xì)胞也具有增殖抑制作用?？偟膩?lái)看，G-1對(duì)卵巢癌、乳腺癌依賴(lài)于GPER的增殖抑制作用，使其可能成為卵巢癌和乳腺癌藥物研發(fā)中的重要候選者。Ignatov等［26］的研究也發(fā)現(xiàn)，GPER可以作為一種新型的癌癥抑制劑，其對(duì)卵巢癌具有明確的臨床療效，有著非常值得期待的臨床應(yīng)用前景。已有的臨床檢測(cè)結(jié)果已表明，在良性、低轉(zhuǎn)移率卵巢癌患者中GPER-1表達(dá)明顯較低;卵巢癌患者的兩年存活率在GPER陰性和陽(yáng)性組有明顯的差異:GPER陰性患者存活率為28.6%，而陽(yáng)性組為59.2%。在GPER陽(yáng)性SKOV-3和OVCAR-3卵巢癌細(xì)胞中，選擇性GPER協(xié)同劑G-1可通過(guò)上調(diào)cyclinB1、Cdc2表達(dá)，增強(qiáng)組蛋白3磷酸化作用抑制細(xì)胞周期進(jìn)入G2/M期，并刺激caspase依賴(lài)性的細(xì)胞凋亡過(guò)程而發(fā)揮抗癌效應(yīng)。此外，臨床研究還發(fā)現(xiàn)，GPR30與EGFR的共表達(dá)與卵巢癌療效成負(fù)相關(guān)、預(yù)后較差;實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，EGFR和Akt的磷酸化作用可以被GPER協(xié)同劑G-1所抑制，GPR30可通過(guò)EGFR途徑促進(jìn)Akt的磷酸化過(guò)程［27］。該研究也再次證明了對(duì)細(xì)胞內(nèi)GPR30表達(dá)的調(diào)控在卵巢癌治療中將具有非常有潛力的應(yīng)用前景。

臨床實(shí)踐已表明，雌激素受體調(diào)節(jié)劑(selective estrogen receptor modulator，SERM)TAM作為ER拮抗劑廣泛應(yīng)用于臨床乳腺癌治療，但在長(zhǎng)期應(yīng)用后將引起子宮內(nèi)膜癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的增加［28－29］。為了探索其可能機(jī)制，Vivacqua等研究發(fā)現(xiàn)，TAM的活性代謝產(chǎn)物4-hydroxytamoxifen(OHT)可以經(jīng)不依賴(lài)于ERα的快速應(yīng)答通路，即GPR30途徑上調(diào)子宮內(nèi)膜癌Ishikawa和HEC1A細(xì)胞的c-fos表達(dá);促進(jìn)兩種細(xì)胞的增殖。而拮抗GPR30的作用或干預(yù)MAPK通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)將導(dǎo)致OHT促增殖作用的消失。該結(jié)果為藥物的臨床應(yīng)用，特別是減少其副作用提供了重要的參考和依據(jù)。為了進(jìn)一步證明GPER在子宮內(nèi)膜癌發(fā)生中的作用，Smith等［30］實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞中有GPER過(guò)量表達(dá)，而且表達(dá)量與癌癥的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，患者的生存率也隨著GPER的超量表達(dá)明顯降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為子宮內(nèi)膜癌的臨床治療提供了新的思路，具有重要的理論和臨床意義。

近年來(lái)，針對(duì)源自植物的植物雌激素，即存在于一些植物中、具有雌激素效能的天然化合物的研究也日益引起了人們的關(guān)注，其對(duì)雌激素相關(guān)腫瘤細(xì)胞內(nèi)的雌激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)體系也具有重要的調(diào)節(jié)作用;植物雌激素也可通過(guò)影響雌激素相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路影響腫瘤細(xì)胞的增殖［31－32］。作為一種異黃酮類(lèi)植物雌激素，金雀黃素可以通過(guò)雌激素受體，特別是ERβ途徑，對(duì)雌激素依賴(lài)性乳腺癌MCF-7細(xì)胞發(fā)揮劑量依賴(lài)性的促進(jìn)或抑制作用;Maggiolini和 Thomas等［33－34］研究發(fā)現(xiàn)，金雀黃素對(duì)GPER也具有強(qiáng)親和力，并可經(jīng)GPER途徑發(fā)揮胞內(nèi)效應(yīng)。Lucki等［35］進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)一定濃度的金雀黃素可以通過(guò)GPER依賴(lài)途徑促進(jìn)MCF-7細(xì)胞ERK1/2的表達(dá)，進(jìn)一步誘導(dǎo)ASAH1和cyclinB2的表達(dá)，并以ASAH1依賴(lài)性方式促進(jìn)細(xì)胞增殖，這也為金雀黃素可以增加鞘脂類(lèi)代謝提供了一個(gè)重要機(jī)制，并為ASAH1在乳腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)中的作用提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。在某些雌激素敏感腫瘤中，Atrazine被發(fā)現(xiàn)可不通過(guò)結(jié)合、活化ER而上調(diào)芳香化酶活性。Albanito等［36］實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，Atrazine不能刺激內(nèi)源性ERα的表達(dá)和芳香化酶的活化，但可以誘導(dǎo)ERK磷酸化和雌激素靶基因的表達(dá);利用特異性信號(hào)抑制劑和基因沉默方法，發(fā)現(xiàn)并證明了Atrazine刺激卵巢癌細(xì)胞增殖、產(chǎn)生雌激素樣效應(yīng)是通過(guò)GPER-EGFR途徑實(shí)現(xiàn)的。

綜上所述，我們不難看出，在乳腺癌等多種婦科腫瘤發(fā)生之初或發(fā)展進(jìn)程中，如果應(yīng)用適當(dāng)?shù)倪x擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑，并能夠同時(shí)靶向GPER和ER亞型(特別是ERα)，將對(duì)腫瘤的治療效果有非常重要的保證［37］。

2 與男性生殖系統(tǒng)腫瘤的關(guān)系

睪丸生殖細(xì)胞癌是年輕男性的常見(jiàn)腫瘤，近年來(lái)在世界范圍內(nèi)的發(fā)病人數(shù)日益增加。臨床研究表明，暴露于環(huán)境中具有雌激素樣作用的內(nèi)分泌干擾劑參與了睪丸癌癥的形成。而深入研究發(fā)現(xiàn)，這些內(nèi)分泌干擾劑對(duì)經(jīng)典核雌激素受體作用較弱，其效應(yīng)不僅在婦科常見(jiàn)腫瘤如乳腺癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌，而且在原發(fā)或遷移的睪丸生殖細(xì)胞癌中都是經(jīng)過(guò)非經(jīng)典的膜受體GPER介導(dǎo)、以非基因快速信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式實(shí)現(xiàn)的。GPER在正常及癌變睪丸細(xì)胞中均有表達(dá):睪丸精原細(xì)胞、精母細(xì)胞、足細(xì)胞均為GPER陽(yáng)性細(xì)胞，睪丸精原細(xì)胞瘤、間質(zhì)細(xì)胞瘤、支持細(xì)胞瘤也均為GPER陽(yáng)性細(xì)胞［38－39］。深入研究發(fā)現(xiàn)，在睪丸生殖細(xì)胞腫瘤中最常見(jiàn)的精原細(xì)胞瘤中，膜GPER有過(guò)量表達(dá)并介導(dǎo)了其過(guò)度增殖效應(yīng)，該效應(yīng)可以被GPER選擇性抑制劑G-15完全拮抗。與經(jīng)典ER相比，在評(píng)價(jià)外源性雌激素或其他相關(guān)內(nèi)分泌干擾劑對(duì)精原細(xì)胞癌效應(yīng)的過(guò)程中，GPER應(yīng)被給予更多關(guān)注;GPER可能將成為精原細(xì)胞癌治療中的新靶點(diǎn)。

另有研究發(fā)現(xiàn)，GPER可以誘導(dǎo)前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制。Chan等［40］利用基因沉默或使用GPER協(xié)同劑G-1，發(fā)現(xiàn)GPER的激活可以維持ERK1/2的活化及c-jun/c-fos依賴(lài)性的p21上調(diào)，減少G2檢驗(yàn)點(diǎn)調(diào)節(jié)因子cyclin A2、cyclin B1、cdc25c和cdc2等的表達(dá)及其共同的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子NFYA的磷酸化，從而誘導(dǎo)前列腺癌PC-3細(xì)胞的周期阻滯于G2期，實(shí)現(xiàn)對(duì)前列腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)。

3 與其他器官腫瘤的關(guān)系

Siegfried等［41］發(fā)現(xiàn)，在肺癌細(xì)胞中GPER也有高表達(dá)，將與ER一起參與介導(dǎo)肺癌細(xì)胞對(duì)雌激素或雌激素樣物質(zhì)的應(yīng)答過(guò)程。運(yùn)用GPER抑制劑抑制GPER依賴(lài)性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，可以成為靶向雌激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的肺癌治療策略。

針對(duì)甲狀腺癌的調(diào)控機(jī)制，Vivacqua等［42］實(shí)驗(yàn)研究了雌二醇、金雀黃素、OHT對(duì)TC細(xì)胞增殖的影響。結(jié)果表明，上述成分對(duì)TC細(xì)胞具有增殖促進(jìn)效應(yīng)，而且GPER及絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)信號(hào)通路介導(dǎo)了上述效應(yīng)。因?yàn)樵摯僭鲋承?yīng)可以被GPER沉默或應(yīng)用絲裂原活化蛋白激酶的激酶(mitogen-activated protein kinase kinase，MEK)抑制劑所阻斷。研究為揭示甲狀腺癌發(fā)生的分子機(jī)制提供了新的思路和突破點(diǎn)［42］。

4 結(jié)語(yǔ)

與介導(dǎo)雌激素及雌激素樣物質(zhì)在體內(nèi)發(fā)揮效應(yīng)的經(jīng)典核受體ERα和ERβ相比，GPER在體內(nèi)也兼具分布的廣泛性和介導(dǎo)效應(yīng)的特異性。在對(duì)GPER分布、效應(yīng)及其作用機(jī)制進(jìn)行深入探索分析的基礎(chǔ)上，同時(shí)靶向腫瘤細(xì)胞ER及GPER的藥物，或根據(jù)特異性腫瘤細(xì)胞類(lèi)型應(yīng)用靶向性更加明確的抗腫瘤藥物，將可以更有針對(duì)性地抑制腫瘤細(xì)胞增殖，更好地發(fā)揮抗腫瘤臨床療效。

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