新型雌激素受体 ER-α36 的生物学效应及其相关疾病的研究现状

彭瑶，连增林

ER-α36 是近年来发现的新型雌激素受体亚型，与传统的雌激素受体 ER-α66 在结构上具有一定的差异，其在生物学效应上具有重要的作用。本文对新型雌激素受体ER-α36 的结构、生物学效应、相关疾病和药物作用进行综述，希望为今后的 ER-α36 研究提供参考价值。

1 新型雌激素受体 ER-α36 的结构

雌激素受体（estrogen receptor，ER）是一类有配体激活的核转录因子，介导大部分的雌激素反应。生物体内的雌激素通过雌激素受体发挥生理功能效应。已知雌激素受体至少包括 ER-α 和ER-β 两种亚型。传统的 ER-α 蛋白由595 个氨基酸组成，分子质量为 66 kD，称之为 ER-α66。新近发现雌激素受体 ER-α 还有一个亚型，分子质量为35.7 kD，命名为 ER-α36。

ER-α36 是由 Wang 等[1]在人乳腺上皮 Caveolin-1 单倍不足细胞株研究中发现的。这种新发现的雌激素受体亚型和传统雌激素受体既有相同之处，也有其独特之处。传统雌激素受体 ER-α 和ER-β 为核受体超家族成员，具有家族的共同结构特征。其一级结构自 N 端到 C 端可分为 A/B、C、D、E、F 五个功能区。A/B 区包含一个非配基依赖性的转录激活功能区 1（activation function 1，AF1）；C 区为DNA 结合区（DNA binding domain，DBD）；E 区为包含一个配基依赖性的转录激活功能区 2 （AF2）的配基结合区（ligand binding domain，LBD）；D 区为连接 DBD 和LBD的多变铰链区；F 区的生物学功能目前尚不清楚，仍在研究探讨之中[2]。

ER-α36 不同于 ER-α66 的地方在于缺乏两个转录激活功能区 AF-1 和AF-2，但是它仍然保留着 DNA 结合区和部分配基结合区[1]。ER-α66 为核受体，而 ER-α36 为膜受体，可激活膜介导的雌激素信号传导途径。ER-α36 独特的结构行使着与传统的雌激素受体不同的生物学效应，成为雌激素受体相关研究的一个新亮点。

2 雌激素受体 ER-α36 的生物学效应

初步研究的结果发现，ER-α36 具有细胞因子的作用，在细胞的生长与凋亡中发挥重要作用。传统的雌激素受体ER-α66 为核受体，主要分布在细胞核中，属于核受体超家族成员，由配体激活存在于核内的转录因子，行使其生物学效应。通过成骨细胞膜实验验证，与经典的雌激素受体ER-α66 不同，ER-α36 为膜受体[3]，大量分布于细胞膜的表面，接收来自细胞外和细胞内的信号转导。作为膜受体的ER-α36 在生理、病理过程中发挥了与经典 ER-α66 不同的生物学效应。一般情况下，它可以介导细胞信号传导通路，在细胞的内外信息交流中发挥重要作用。研究显示，ER-α36既可以被雌激素激活，又可以被抗雌激素激活，通过Caveolin-1 介导的 MAPK 信号通路的激活促进乳腺癌细胞增殖[4]。Caveolin-1 单倍不足可以促进正常乳腺细胞的早期转化[5]，其机制与 ER-α36 介导的 PI3 K/AKT 信号通路的激活有关[6]；雌激素受体 ER-α36 参与了子宫内膜癌中睾酮诱导的细胞增殖信号通路的调节[7]。此外，雌激素受体ER-α36 在肝癌和胃癌信号通路调节中亦发挥着重要的生理学作用。由于这种新型的雌激素受体在机体中各个器官的分布以及调节作用与传统的雌激素受体 ER-α66 具有一定的差异性，因此，值得我们更进一步地研究和探讨。

3 雌激素受体 ER-α36 表达异常与相关疾病

3.1 乳腺癌

雌激素作为生长因子，通过雌激素受体促进正常乳腺细胞和癌细胞增殖。雌激素受体过度表达，与雌激素结合促进乳腺细胞不断增殖，增加了 DNA 复制过程中错误的机会，从而产生基因突变最终导致乳腺癌的发生。近年来的研究结果表明，人类雌激素受体-α66（hER-α66）的一种新的亚型——雌激素受体-α36（hER-α36）是一种细胞膜受体，可以激活乳腺癌细胞系中膜介导的非基因组信号途径[8]。Jian等[8]对 ER、PR 和HER2 阳性或阴性的乳腺癌患者及乳腺癌细胞系的研究发现，在研究对象为浸润性乳腺癌患者石蜡样本和乳腺癌细胞系中，hER-α36 的表达为 58%。后续的研究表明，hER-α36 与 ER、PR和HER2 的共同作用，在乳腺癌的发生和发展过程中发挥重要的作用，据此认为hER-α36 可能作为一个治疗乳腺癌的分子新靶标[8]。另有研究表明，hER-α36 的高表达可以削弱乳腺癌化疗药的疗效和作用[9]，由此可以推测 hER-α36 是减弱乳腺癌化疗药物药效作用的一个可能因素，这也成为临床治疗乳腺癌成功与否的一个关键因素。此外，hER-α36 的表达下调，可使乳腺癌细胞增殖得到抑制[10]。可见，hER-α36 的表达的差异不仅与乳腺癌的发生有密切关系，而且还与乳腺癌的发生、发展以及治疗效果有关，因此，研究 hER-α36 对于揭示该受体与乳腺癌的关系，特别是对乳腺癌的治疗有重要意义。

3.2 子宫内膜癌

子宫内膜癌是妇科常见的肿瘤之一，一般认为子宫内膜癌具有雌激素依赖性及非雌激素依赖性两种类型。其中雌激素依赖性与过多雌激素刺激和雌激素受体表达程度有关。长期并且无拮抗的雌激素刺激是子宫内膜癌的主要发生机制。研究结果表明，雌激素通过与雌激素受体的结合，刺激了子宫内膜细胞增生，雌激素受体在子宫内膜癌的发生发展中具有重要的作用[11]。

近年许多研究发现，部分雌激素通过细胞内信号传导途径的快速作用来调节细胞核基因转录和蛋白合成。这种作用可以由细胞表面存在产生信号的雌激素受体产生快速信号传导来解释，称为非基因转录效应（non-genomic effect）。初步研究发现，在子宫内膜癌细胞表面存在膜雌激素受体（mER），这种膜受体与经典核雌激素受体（nER）及其亚型有部分相似[12]。作为膜受体，由于雌激素受体 ER-α 的新亚型—— ER-α36 缺乏内在转录活性，因此，该受体主要介导的信号传导即是非基因型雌激素信号传导[13]。Kang等[14]研究证实 ER-α36 确实参与了非基因型雌激素信号传导。Tong 等[13]通过研究 ER-α36 介导 PKCδ/ERK 途径促进雌激素刺激性子宫内膜癌细胞增殖作用表明：在免疫荧光染色的子宫内膜癌细胞 Ishikawa 中，ER-α36 主要表达在细胞膜和细胞质中，而 ER-α66 则位于细胞核内。实验证明：通过膜受体 ER-α36 的介导激活 PKCδ/ERK 通路和增强了 D1/cdk4 的表达，推测出 ER-α36 很可能具有促进子宫内膜癌细胞增殖的效应。由此可以推断 hER-α36 在雌激素依赖型子宫内膜癌中具有一定的治疗靶标意义。

3.3 肝硬化及肝癌

尽管肝脏不是一个典型的雌激素靶器官，但是大量的研究资料表明雌激素可以抑制肝纤维化的形成。在对慢性乙型肝炎患者的研究当中，推测携带雌激素受体某些基因型的慢性乙型肝炎患者易发展为肝硬化，可能是因为其编码的雌激素受体 ER 的表达或者功能降低，从而减弱了由 ER 介导的雌激素的抗纤维化作用[15]。

研究资料表明，雌激素具有促癌作用，并可诱导肝癌形成。雌激素受体参与了原发性肝癌的发生过程[16]。邹伟等[17]以张氏肝（Chang liver）、Caveolin-1 基因沉默细胞株CAV7、人肝癌细胞系 SMMC-7721 和Hep G2 为实验材料，通过免疫印迹杂交法观察了不同细胞内 ER-α36 蛋白的表达情况，并与典型雌激素受体亚型 ER-α66 蛋白的表达进行了比较。结果发现：几种细胞中均有 ER-α36 蛋白的表达；与张氏肝细胞相比，Caveolin-1 基因沉默时 ER-α36表达明显增加；ER-α36 在 SMMC-7721 中表达水平较低，而在 Hep G2 细胞中表达水平较高，与 ER-α66 和Caveolin-1的表达水平相关。提示新型雌激素受体 ER-α36 可能参与了 Caveolin-1 介导的雌激素信号转导，而在肝细胞的恶性增殖过程中发挥一定的作用。

3.4 胃癌

近年来研究发现，胃癌与雌激素以及雌激素受体有关。在胃癌组织中检测出了雌激素受体的存在。王陆佰等[18]采用实时荧光定量 RT-PCR 方法检测了 4 株胃癌细胞 AGS、BGC-823、MKN-45、SGC-7901 中 ER-α36 和ER-α66 mRNA 的表达情况；采用半定量 RT-PCR 方法检测 20 例人胃腺癌组织中肿块、癌旁组织及正常组织中的 ER-α36和ER-α66 mRNA 表达情况。结果显示：ER-α36 和ER-α66的 mRNA 在胃癌细胞株和人体胃癌样本中均有表达。胃癌细胞株中 ER-α36 表达量高于 ER-α66；人体样本中ER-α66 在正常组织表达量最高，ER-α36 在癌组织中表达量最高，且与患者的年龄、肿瘤的大小、组织学分级以及淋巴结转移相关。研究结果显示：ER-α36 在胃癌细胞中发挥的作用可能大于 ER-α66，ER-α36 mRNA 的高表达与胃癌的生物学行为相关。

3.5 骨质疏松

女性绝经后易患骨质疏松症，其发病原因与雌激素分泌减少密切相关。雌激素水平降低，对成骨细胞的刺激减弱，使骨吸收平衡失调，是绝经后骨质疏松发病的最重要的原因。雌激素需与雌激素受体结合方能发挥其骨骼效应[19]。雌激素受体的生理学作用可能影响雌激素对骨骼系统的生物学作用。Xie 等[20]研究发现：在女性绝经后，雌二醇的表达水平诱导细胞有丝分裂，有抗凋亡作用。雌激素受体ER-α36 的高表达，对绝经后女性成骨细胞和破骨细胞有促凋亡的作用。研究表明，ER-α36 通过介导 MAPK/ERK 途径促进绝经后女性成骨细胞的增殖、分化和凋亡。同时，在活性氧的参与下 ER-α36 介导 MAPK/ERK 途径参与了破骨细胞的凋亡。在绝经期女性中，ER-α36 的表达水平和骨密度成正相关。研究表明：如果绝经期的女性 ER-α36 特异表达，对于骨质疏松的绝经期和更年期女性而言就需要高水平表达的 ER-α36 来维持骨密度。

4 雌激素受体 ER-α36 与药物耐药性或药物协同作用关系研究

以雌激素受体为靶点的药物研发的成功，一方面为广大雌激素依赖型疾病患者带来了福音；另一方面，机体对这些药物产生的耐药性却又变成了一个新的治疗难题。

他莫昔芬（tamoxifen）用于治疗乳腺癌患者依赖于雌激素受体的存在，但大约一半 ER 阳性的患者会发展为耐药性表型[21]。Shi 等[22]在临床研究中得到了一个有趣的发现：新型的雌激素受体 ER-α36 很有可能介导了这种耐药性的发生。通过对 896 名乳腺癌患者的分析得出结论：ER-α66表达阳性，同时 ER-α36 表达处于高水平的女性乳腺癌患者不能从他莫昔芬治疗中受益。此结果提示：ER-α36 与乳腺癌药物耐药性的发生有一定相关作用，该结论对于抗乳腺癌药物耐药性的研究指明了新方向。

雌激素受体 ER-α36 不仅与药物耐药性相关，而且与药物协同作用亦有一定的关系。Lin 等[23]对 ER-α36 介导的非基因雌激素信号传导与 tamoxifen 耐药或协同作用关系进行了研究，结果显示：ER-α36 通过膜受体介导了MAPK/ERK 和PI3K/Akt 的信号传导途径，该作用效果在不同的肿瘤细胞中的表现有所差异，在子宫内膜癌细胞显示出与 tamoxifen 的协同作用；而在乳腺癌细胞中却显现出了耐药作用。说明 ER-α36 的表达在不同细胞类型中的生物学效应具有一定的差异性，因此，对于该受体的深入研究将对以该受体为靶标的不同疾病的对症治疗具有重要意义。

5 以雌激素受体为靶点的药物研发现状

雌激素受体作为药物的靶点研究已经取得了令人瞩目的成绩，目前以雌激素受体 ER-α66 为靶点已经开发了多种新药，如选择性雌激素受体调节剂（SERM）他莫昔芬、雷洛昔芬（raloxifene）、托瑞米芬（toremifene）以及被认为是一种“强烈雌激素受体干扰剂”的氟维司群（ICI182，780）等，已经作为肿瘤等疾病治疗中的重要药物，获得了满意的临床疗效。但是，这些产品也存在一些潜在的危险或缺点。如著名的乳腺癌一线治疗用药他莫昔芬，就是以雌激素受体 ER-α66 为靶点研发的药物，但是临床研究发现该药在长期的治疗过程中，如在治疗绝经期乳腺癌过程中，它虽有拟雌激素样作用，可用于治疗乳腺癌、预防骨质疏松、降低血脂等病症，但其副作用也不容忽视。研究结果显示，该药对子宫的刺激作用较强，长期使用易导致子宫内膜癌的发生[24]。

另外，在肿瘤治疗中的药物耐药性也是研究者关注的另一个问题。在乳腺癌临床治疗过程中，一些 SERM 耐药导致的内分泌治疗失效成为乳腺癌治疗过程中的一个困扰。雌激素受体蛋白的变异，以及受体激活过程中各种辅助蛋白的结构与功能异常是导致耐药性发生的可能因素[25]。

为了解决上述问题，研究新的雌激素受体调节剂已经迫在眉睫。近年来，国内外一些学者和制药企业已经开始转变以往化学合成新药的研究思路，着眼于从植物中搜寻和研发疗效好、副作用少的天然药物，一些源于中药或天然药物的植物雌激素逐渐被人们发现和认识。植物雌激素对雌激素相关疾病有广泛的预防作用，如乳腺癌、骨质疏松、更年期综合征等。大多数植物雌激素都具有双向调节的作用，当体内雌激素水平较高时发挥拮抗作用，体内雌激素水平较低时发挥雌激素样作用。植物雌激素可用于抗肿瘤药物的研究，其机制是：植物雌激素可以和雌二醇竞争性地与雌激素受体结合，其化学结构与雌激素不同，发挥微弱的雌激素样作用，可抑制雌二醇对肿瘤的促进作用，从而达到抑制肿瘤生长的目的[26]。大豆异黄酮的发现，是近年来关于植物性雌激素防治乳腺癌的最佳例证。在植物类中药材中，有很多具有雌激素样作用的中药，如：人参、甘草、补骨脂、菟丝子、淫羊藿、葛根、枸杞子等，这些中药材具有雌激素样作用的有效成分可在体内发挥一定的雌激素样活性[26]。

上述药物均为针对雌激素受体 ER-α66 研发的药物，可以预测：伴随新型雌激素受体 ER-α36 的发现，及对其生物学效应认识的加深，该受体也将作为一种新的药物作用靶点获得医药工作者的青睐。

6 展望

承上所述，以雌激素受体 ER-α66 为靶点的药物研发为我们提供了新的启示，新型雌激素受体 ER-α36 的发现为以雌激素受体为靶点的新药研究拓展了新思路、新方向。正是由于 ER-α36 与传统的雌激素受体 ER-α66 在结构和功能上有一些相似和独特之处。因此，以新型雌激素受体ER-α36 为靶点的药物研究具有积极的创新意义。

基于以传统的雌激素受体为靶点的药物研发现状为研究背景，把握新型雌激素受体与传统雌激素受体的结构和生物学效应差异，用于发现雌激素依赖型疾病治疗的新型药物。这不仅有可能解决现有选择性雌激素受体调节剂类药物副作用大的问题，又有可能解决药物耐药性作用，对于肿瘤的治疗具有重要意义。可以预见：通过对 ER-α36 的结构和生物学效应的研究，将 ER-α36 作为研究靶点，研究具有植物样雌激素样作用的中药将会成为一个新的药物开发热点。

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