17β羟类固醇脱氢酶(17β-HSD)与乳腺癌研究进展

李淑香 张海鹏 吴 迪 韩 冰 (吉林市经济技术开发区预防保健疾病控制中心，吉林 吉林 30)

雌二醇(E2)在激素依赖型乳腺癌发生发展中其重要作用，在人类乳腺癌组织中包含所有能够在乳腺癌局部组织中合成E2的酶，包括芳香化酶、硫酸酯酶和17β羟化类固醇脱氢酶(17β-HSD)家族，它们利用血液中的前体物质(DHEA和DHEA-s)合成E2。芳香化酶和硫酸酯酶分别催化雄烯二酮和硫酸雌酮转化为雌酮(E1)，而17β-HSD家族则在E1和E2相互转化中起着重要作用。因此17β-HSD酶家族是雌激素和雄激素活化与灭活的关键酶，也是性激素合成过程中最后步骤的关键酶。它催化性激素C17位上的酮基和醇基之间的还原和氧化反应，调控低生物活性的E1、A2与高生物活性的E2、睾酮(T)之间相互转化。到目前为止在哺乳动物中已经克隆出17β-HSD共有15型，以发现的先后顺序命名。17β-HSD各型同工酶在结构上非常相似，但它们却表现出不同的底物特异性，与不同的辅助因子结合而发挥作用。17β-HSD家族中与乳腺癌相关的主要是1、2、5、12和14型。

1 17β-HSD1

人类17β-HSD1由6个外显子和5个内含子组成，包含两个串联的基因:17-HSD1Ⅰ和Ⅱ。Ⅱ是活性基因，I是假基因，其与活性基因有89%的同源性。该酶的主要功能是催化E1转化为E2的还原反应。Oduwole等〔1〕采用原位杂交方法发现17β-HSD1在乳腺癌组织中阳性率约16%，而采用免疫组化发现其蛋白表达阳性率为20%，二者基本上是一致的;但也有人报道采用 RT-PCR 方法发现其阳性率为50%左右〔2〕。Vihko〔3〕研究发现有17β-HSD1 mRNA表达的患者，其预后明显较阴性患者差，无病生存期也明显变短。而且他们还通过多因素分析发现该酶和雌激素受体α(ERα)是判断预后的独立因素。Gunnarsson等〔4〕回顾了ER阳性采用他莫西芬治疗的患者发现17β-HSD1表达水平与复发风险显著相关，他们同样发现17β-HSD2也与无病生存期显著相关。由于该酶在雌激素合成中所起的重要作用，人们对其进行了大量的研究，其三维结构已经阐明。

2 17β-HSD2

17β-HSD2基因定位于16q24，由5个外显子组成，是短链醇脱氢酶超家族的一员，使用NAD+作为辅助因子。该酶并不单催化E2转化为E1，还催化睾酮(TESTO)转化为4-dione以及5-diol转化为脱氢表雄酮(DHEA)。鉴于它的表达形式和酶活性特点，该酶可能保护组织免受高类固醇激素活性的影响。该酶转化E2的活性比17β-HSD1转化E1的活性高50倍，其通过调节E1和E2的平衡来保护乳腺上皮细胞。

到目前为止，17β-HSD2在乳腺癌组织中的表达水平还存在争议。Gunnarsson等〔4〕采用RT-PCR方法在69%的乳腺癌患者中发现了17β-HSD2的mRNA;Miettinen等报道在一些乳腺癌细胞系中(包括BT-20和MDA-MB-361)有该酶的表达并且认为该酶在一些乳腺癌组织局部雌激素合成中可能有作用。Joanna等〔5〕报道在一些乳腺癌细胞系中(Human MCF-7，MDAMB-231，T47D等)，只有MDA-MB-231细胞系和T47D细胞系能够检测到17β-HSD2的表达，其中以MDA-MB-231细胞系表达水平为高。但是Han等〔6〕采用免疫组化的方法并未在乳腺癌组织中发现17β-HSD2。Oduwole等〔1〕在绝经前乳腺癌患者癌旁正常组织上皮细胞中发现有17β-HSD1和17β-HSD2 mRNA的表达，但是在绝经后的乳腺癌患者癌旁正常组织上皮细胞中则没有发现它们mRNA的表达，由此作者认为它们与月经状态有关。在乳腺癌组织中，25%的病例有17β-HSD2表达，并且绝经前患者比绝经后患者该酶mRNA表达阳性率高。

Yaeger等〔7〕比较在非洲居住的美国妇女和高加索女性乳腺癌组织中17β-HSD2的基因以及mRNA表达情况，发现该酶在非洲居住的美国妇女乳腺癌细胞中mRNA表达明显增高。由于在非洲居住的美国妇女与高加索女性相比其乳腺癌更具侵袭性并且发生年龄更小，由此作者认为17β-HSD2的高表达会导致ER阴性乳腺癌细胞比例，从而导致患者较差的预后。

3 17β-HSD5

17β-HSD5是醛酮还原酶(AKR)家族的一员(AKR1C3)，也叫3a-HSD2。尽管AKR1C3与家族其他成员有近86%的相似性，但是它有其不同于其他酶的活性。AKR家族每一种酶都选择性的还原某种17-酮甾类底物，从而进行类固醇激素受体前调节。而17β-HSD5是35 kD胞浆蛋白，与1型和3型3a-HSD以及20a-HSD的氨基酸序列有84%的相似性。它广泛分布于肝、肾上腺、前列腺、子宫内膜、卵巢、睾丸和乳腺组织。体外实验发现该酶表现出20a-HSD、17β-HSD和3a-HSD活性。17β-HSD5象AKR1C2一样表现出3酮类固醇还原酶活性，催化DHT转化为3a-androstanediol(3a-diol);作为17β-HSD催化A2转化为T、DHEA转化为A2和A2转化为双氢睾酮;做为20a-HSD它催化孕酮转为为20a-羟基孕酮。这种20a-HSD活性能够保护男性免受雌激素影响，还能够保护人类雄激素生成细胞抵抗雌激素。在卵巢中这种活性更有意义，因为这里雌激素浓度非常高，而这种环境将抑制雄激素生成细胞的活性。但是在乳腺组织中17β-HSD5的20a-HSD活性尚无报道。

17β-HSD5是外周行使17β-HSD3功能的酶，其mRNA在65% ～83%的乳腺癌中都有表达〔8〕。尤其是Vihko等〔3〕报道该酶mRNA在乳腺癌组织中的表达明显高于正常组织，而且他们还发现17β-HSD5 mRNA高表达的患者预后不良。Han等〔6〕采用免疫组化方法已经发现17β-HSD 5在正常乳腺组织和53%乳腺癌细胞中有表达，并发现该酶与患者年龄、月经状态和ERα呈明显正相关。Suzuki等采用免疫组化方法统计60乳腺癌病人发现该酶与5a还原酶1型和2型显著相关，但是与其他临床参数无显著相关，例如年龄、月经状态、分期、肿瘤大小、淋巴结状态、组织学分级、ER、PR、AR、Ki67和 HER2。Vihko〔3〕发现17β-HSD5高表达的患者其预后明显比低表达或无表达患者差，而ERα阳性患者预后较好，但是该酶并不是判断乳腺癌患者预后的独立因素。目前17β-HSD5的生物学意义还不是十分清楚。

4 17β-HSD12

该酶被命名为3-ketoacyl-CoA还原酶(KAP)，一种在长链脂肪酸合成增长时催化3-ketoacyl-CoA还原的酶。该酶广泛的在人的肝、肌肉、和肾脏中高表达。该酶与17β-HSD 3高度相似。种族发育分析发现17β-HSD12可能是17β-HSD 3的前体〔9〕。最近研究发现该酶基因由 11个外显子组成，长为240 kb，定位于11q11染色体〔10〕。人类17β-HSD12主要作用是在女性激素敏感性组织(卵巢、乳腺)形成活性的雌激素〔10〕。最近关于内质网结合酮脂酰还原酶的功能描述认为17β-HSD12的主要功能涉及了脂肪酸的合成和长链脂酰辅酶A的延长作用〔11〕。Luu-The等〔10〕的研究发现 17β-HSD12 在 E1 转化为E2所起的作用可能与17β-HSD1一样重要，他们发现17β-HSD12蛋白在乳腺癌中比在正常上皮组织中表达高。另外通过免疫细胞化学的方法，宋东等〔12〕发现在41名乳腺癌患者中，仅有1人的乳腺癌组织有17β-HSD1表达，而且发现17β-HSD7和17β-HSD12在乳腺癌组织中更常见，由此认为这可能预示这17β-HSD12在乳腺癌中的重要作用，而且该酶可能取代经典的17β-HSD1而称为乳腺癌局部雌激素合成的关键酶。但是Day等〔13〕却有不同观点，他们发现尽管17β-HSD12在乳腺癌细胞系中高表达，但并没有有效的催化E2的形成。

5 17β-HSD14

大肠杆菌异源性表达和纯化的人retSDR3底物筛查使得NAD+依赖的17β-HSD14在E2和睾酮中的活性得到验证，它也叫做DHRS10 or retSDR3。17β-HSD14的cDNA在人类的脑和肾中高度表达，在乳腺癌组织中检测到该酶的mRNA。结构检测发现该酶的活性基团能够以类固醇作为底物〔14〕。转染了17HSD14的人乳腺癌细胞培养介质E2水平显著降低〔15〕。乳腺癌17β-HSD14 mRNA的低表达与生存率显著相关〔15〕。对于该酶尚需进一步研究。

在乳腺癌局部E2及睾酮代谢相关的17β-HSD成员主要是还原酶1、5和12;氧化酶2和14。它们在乳腺局部激素代谢中起着非常重要的作用，随着对绝经期妇女乳腺内分泌治疗研究的深入，局部雌激素合成对乳腺癌的重要作用越来越为人们认识，芳香化酶抑制剂的应用具有里程碑式的意义，而17β-HSD酶家族最为局部雌激素合成的另一重要通路，也必将成为乳腺癌内分泌治疗中的重要角色。

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