錢穎超，曾思恩

(桂林醫(yī)學(xué)院，廣西 桂林 541199)

結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)是一類常見的消化道惡性腫瘤。全球范圍內(nèi)，CRC占男性腫瘤的第3位，女性腫瘤的第2位；CRC的死亡病例數(shù)占所有癌癥的9.2%，也是全球癌癥相關(guān)死亡的第2大疾病。近年來(lái)，隨著生活環(huán)境、生活方式和飲食結(jié)構(gòu)、習(xí)慣等改變，我國(guó)結(jié)直腸癌的發(fā)病率及病死率不斷增加。文獻(xiàn)報(bào)道，局限性癌癥患者(I期)的5年生存率約為95%，而發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的癌癥患者(IV期)生存率僅為13%[1]。因此，CRC的早期發(fā)現(xiàn)具有重要意義。

1969年，F(xiàn)raumeni注意到修女患乳腺癌和結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)增加，將之歸咎于長(zhǎng)時(shí)間且不間斷的雌激素暴露，這是首次闡述雌激素與癌之間的聯(lián)系[2]。而矛盾的是，絕經(jīng)前女性的CRC發(fā)病率比相應(yīng)年齡段的男性低40%～50%[3]，使用口服避孕藥時(shí)，CRC發(fā)生率明顯下降，提示體內(nèi)相對(duì)高水平的雌激素對(duì)CRC的發(fā)生有抵抗作用。截至目前，雌激素在CRC中的作用仍然存在爭(zhēng)議。本文就雌激素、雌激素受體及其與結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)行綜述。

1 雌激素與雌激素受體

1.1 雌激素

雌激素是一種類固醇類性激素，主要促進(jìn)女性第二性征發(fā)育和性器官成熟。天然雌激素包含：雌酮(E1)、雌二醇(E2)、雌三醇(E3)和雌甾醇(E4)。其中，E1是絕經(jīng)后主要的循環(huán)雌激素，E2是絕經(jīng)前生物學(xué)活性最強(qiáng)、含量最豐富的內(nèi)源性雌激素，E3和E4只在懷孕期間顯示高水平[4]。雌激素通過與相應(yīng)的雌激素受體(estrogen receptor，ER)結(jié)合，調(diào)節(jié)一系列下游基因的表達(dá)而發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)，這是經(jīng)典的雌激素信號(hào)通路。

1.2 雌激素受體

雌激素受體包括ER-α、ER-β和G蛋白偶聯(lián)雌激素受體1(GPR30)3種同源異構(gòu)體。其中，ER-α和ER-β是核受體超家族的成員，有一個(gè)共同的組成結(jié)構(gòu)：含有非配體依賴轉(zhuǎn)錄激活區(qū)(AF-1)的A/B區(qū)，構(gòu)成N末端；參與受體二聚化的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(DNA-binding domain，DBD)，為C區(qū)；含有配體依賴的轉(zhuǎn)錄激活區(qū)(AF-2)的D/E/F區(qū)，構(gòu)成C末端；這是3個(gè)獨(dú)立而相互作用的功能域。

野生型ER-α早在1962年已被發(fā)現(xiàn)，其編碼基因ESR1位于人類染色體6q25，其mRNA編碼595個(gè)氨基酸。1996年發(fā)現(xiàn)ER-β，其編碼基因ESR2位于染色體14q23-24，其mRNA編碼530個(gè)氨基酸。這是2個(gè)最為熟知的同源受體，被稱為配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子，主要定位于細(xì)胞核，在細(xì)胞膜上的比例不足2%。他們?cè)贒BD中有95%的同源性，但在配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域(ligand-binding domain，LBD)中的同源性僅為59%，因而對(duì)不同配體的親和力及生理功能存在差異[5]?；罨腅R-α或ER-β作為轉(zhuǎn)錄因子，通過靶基因啟動(dòng)子中的特定序列調(diào)節(jié)基因表達(dá)，該信號(hào)傳導(dǎo)方式被稱為基因組途徑(genomic pathway)、經(jīng)典途徑或核途徑，通常需要數(shù)小時(shí)至數(shù)天的時(shí)間。

目前有研究認(rèn)為，ER-α主要有3個(gè)亞型：ER-α66、ER-α46和ER-α36。 ER-α66，即野生型ER-α，具有AF-1和AF-2兩個(gè)激活位點(diǎn)，能在有效形式和無(wú)效形式之間切換。前者以配體非依賴性方式激活ER，后者以配體依賴的方式激活[6]。ER-α46蛋白分子46 kDa，為與最初鑒定的ER-α66區(qū)別，故命名ER-α46。ER-α46由缺乏第一個(gè)編碼外顯子的ESR1新轉(zhuǎn)錄本編碼，比全長(zhǎng)ER-α缺少N-末端的173個(gè)氨基酸(即A/B區(qū))，從而缺失了AF-1[7]。體外電泳遷移率變動(dòng)分析法測(cè)試ER-α亞型與雌激素反應(yīng)元件(estrogen response element，ERE)的結(jié)合能力，發(fā)現(xiàn)ER-α46可形成同源二聚體，也可優(yōu)先與ER-α66結(jié)合，而與之形成ER-α46/66異源二聚體。二聚體與基因啟動(dòng)區(qū)的EREs結(jié)合，轉(zhuǎn)運(yùn)至核內(nèi)。由于ER-α46不含A/B區(qū)，因此，在對(duì)AF-2敏感的細(xì)胞環(huán)境中，ER-α46的反式激活有效，而在主要通過AF-1激活的細(xì)胞環(huán)境中，效率低下。研究表明，ER-α46對(duì)ERE親和力強(qiáng)，可競(jìng)爭(zhēng)性抑制ER-α66通過AF-1介導(dǎo)的激活效應(yīng)[7]。ER-α36，預(yù)測(cè)分子大小為35.7 kDa，Wang等[8]鑒定并命名為ER-α36。其轉(zhuǎn)錄開始于ESR1第1個(gè)內(nèi)含子中的1個(gè)先前未知的啟動(dòng)子。與ER-α66比較，缺少AF-1和AF-2，但保留DNA結(jié)合域、部分二聚化和配體結(jié)合域，有1個(gè)額外的27-氨基酸結(jié)構(gòu)域，替換ER-α66 C-末端的138個(gè)氨基酸，因此，更接近N末端的3個(gè)潛在的肉豆蔻?；稽c(diǎn)。ER-α36蛋白主要定位于細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)，在乳腺癌、結(jié)直腸癌、甲狀腺乳頭狀癌和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤等腫瘤中，均有表達(dá)[9-10]。研究認(rèn)為，ER-α36主要介導(dǎo)細(xì)胞膜上引發(fā)的快速雌激素信號(hào)通路，如MAPK/ERK和PI3K/AKT信號(hào)傳導(dǎo)途徑，被稱為非基因組途徑、非經(jīng)典途徑或膜途徑，通常只需數(shù)秒至數(shù)分鐘[11-12]。

ER-β由ESR2基因編碼，由于最后1個(gè)外顯子的選擇性剪接而存在5個(gè)剪接變體。ER-α和ER-β通過形成影響受體-DNA結(jié)合的異二聚體或通過改變受體的量來(lái)調(diào)節(jié)彼此的活性。ER-β通過調(diào)節(jié)作用于同一細(xì)胞周期的檢查點(diǎn)，如Cyclin D1、CDC25A、p21、p53、MYC等表達(dá)，可抑制多種癌細(xì)胞的生長(zhǎng)并誘導(dǎo)G1期停滯[13]。

GPR30，因與G蛋白偶聯(lián)受體超家族具有顯著同源性而命名。其基因定位于7p22.3，有4個(gè)交替的轉(zhuǎn)錄剪接變體，編碼蛋白包含7個(gè)跨膜區(qū)段。前期研究認(rèn)為GPR30是一種新型的核外ER，通過表皮生長(zhǎng)因子(EGF)受體途徑的反式激活介導(dǎo)非基因組雌激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[14]。隨后的研究則表明，GPR30可能通過Src/MEK1/2/AP-1途徑激活ER-α36啟動(dòng)子活性從而誘導(dǎo)其表達(dá)，ER-α36是真正介導(dǎo)非基因組雌激素信號(hào)的核外ER。

2 雌激素與結(jié)直腸癌

無(wú)論年齡、種族和地域，女性的結(jié)直腸息肉與腫瘤發(fā)生率都較低。就CRC患者總體生存預(yù)后而言，絕經(jīng)期女性比年輕女性或同齡男性都差，這可能是絕經(jīng)引起的雌激素流失所致[15]。對(duì)炎癥性腸病患者進(jìn)行10年以上的隨訪調(diào)查，顯示男性患CRC的總體風(fēng)險(xiǎn)比女性高60%[16]。

流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示，口服避孕藥，CRC發(fā)生率明顯下降，激素替代療法可使結(jié)腸癌風(fēng)險(xiǎn)下降約34%[3]。臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合雌、孕激素可使CRC發(fā)生率減少45%，而只有雌激素沒有表現(xiàn)出CRC風(fēng)險(xiǎn)[17-18]。上述結(jié)果提示，體內(nèi)相對(duì)高水平的雌激素可能在一定程度上降低結(jié)直腸癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

Song等[19]以卵巢切除的方式消除內(nèi)源性雌激素，模擬更年期動(dòng)物模型，發(fā)現(xiàn)卵巢切除增加CRC風(fēng)險(xiǎn)，尤其是近端結(jié)腸癌的發(fā)生、發(fā)展。而外源性E2則可明顯抑制腫瘤。這一結(jié)果與較高的E2生理水平或激素替代治療可降低絕經(jīng)后婦女的CRC風(fēng)險(xiǎn)一致[20-21]。

3 雌激素受體與結(jié)直腸癌

3.1 ER-β與結(jié)直腸癌

在組織學(xué)完整的結(jié)腸中，ER-β是占主導(dǎo)地位的雌激素受體。Stevanato等[22]觀察到，與Ⅰ、Ⅱ期疾病患者相比，臨床Ⅲ、Ⅳ期CRC患者的ER-β水平顯著降低。腫瘤惡性程度越高，分化程度越低，ER-β的表達(dá)越低。通過遺傳敲低或啟動(dòng)子甲基化的方式沉默ER-β可誘導(dǎo)異常細(xì)胞增殖；而上調(diào)ER-β則顯示促進(jìn)凋亡的信號(hào)傳導(dǎo)，如p38 / MAPK(促分裂原活化蛋白激酶)途徑、抗凋亡蛋白bcl-2和bcl-xl表達(dá)增加等。雌激素與ER-β結(jié)合會(huì)抑制細(xì)胞增殖，并刺激分化和凋亡，而沉默ER-β可誘導(dǎo)異常細(xì)胞增殖。提示雌激素可能通過ER-β對(duì)CRC的發(fā)生起保護(hù)作用[23-24]。然而，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)則提示，單獨(dú)ER-β的喪失不足以促進(jìn)癌的發(fā)生[25]。由于缺乏經(jīng)過驗(yàn)證的抗體，ER-β的表達(dá)與CRC的相關(guān)性及作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

3.2 ER-α66與結(jié)直腸癌

腫瘤中ER-α的表達(dá)與5年總體生存率呈顯著相關(guān)性，但與無(wú)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移生存率及局部無(wú)復(fù)發(fā)生存率無(wú)顯著相關(guān)性[26]。ER-α66的表達(dá)量在正常和癌性結(jié)腸細(xì)胞中保持低水平和穩(wěn)定，故在CRC的發(fā)生、發(fā)展中是否起作用仍有待研究。

3.3 ER-α46與結(jié)直腸癌

ER-α46可結(jié)合ER-α的共激活或共抑制因子，競(jìng)爭(zhēng)性抑制ER-α66，從而調(diào)節(jié)其功能。qRT-PCR結(jié)果表明，ER-α46在大腸癌組織的表達(dá)水平顯著低于相應(yīng)的癌旁組織；在雌激素的作用下，ER-α46可影響結(jié)直腸癌HT-29細(xì)胞的生長(zhǎng)及誘導(dǎo)凋亡[27]。關(guān)于ER-α46的表達(dá)對(duì)結(jié)直腸癌的作用，有待擴(kuò)大樣本量和建立更多的體內(nèi)外模型進(jìn)行闡明。

3.4 ER-α36與結(jié)直腸癌

有研究指出，在mRNA水平上，CRC組織中ER-α36的表達(dá)低于癌旁組織，且這種減少與腫瘤的Dukes分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)[28]。提示ER-α36可能參與結(jié)直腸癌的發(fā)展，并且腫瘤的轉(zhuǎn)移可能部分是由ER-α36的表達(dá)降低所致。

目前，臨床數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室研究表明，雌激素及雌激素受體不僅發(fā)揮調(diào)控機(jī)體生長(zhǎng)和發(fā)育的正常生理功能，還在非雌激素依賴性腫瘤如結(jié)直腸癌的增殖和轉(zhuǎn)移等方面發(fā)揮重要作用。雌激素受體的組成、結(jié)構(gòu)或表達(dá)的相對(duì)變化都會(huì)影響結(jié)直腸癌的生物學(xué)特性，并影響其對(duì)雌激素的反應(yīng)能力。ER-α66在結(jié)腸細(xì)胞中低表達(dá)，故雌激素對(duì)CRC影響的關(guān)注集中在ER-β，而隨著ER-α新的剪接變體的發(fā)現(xiàn)及鑒定，其機(jī)制的探究有待深入。因此，對(duì)雌激素受體及其選擇性剪接變體的研究將有助于更好地了解雌激素受體在CRC發(fā)生、發(fā)展中的作用。