孕激素受体膜组分1(PGRMC1)在乳腺癌发生风险方面的研究进展

张 颖 阮祥燕* 田玄玄 张俊丽 Alfred O.Mueck

(1.首都医科大学附属北京妇产医院内分泌科，北京100026;2.德国图宾根大学妇产医院内分泌与绝经研究中心，图宾根D-72076)

乳腺癌为女性最常见癌症之一，2005年，在美国约有186 467例新发病例，在这一年该病成为女性死亡的首要病因。尽管乳腺癌有如此高的发生率，但是随着治疗水平的提高，特别是发现乳腺癌激素受体之后，对于乳腺癌的治疗开始趋向于靶向药物治疗，这有效地提高了患者远期生存率［1］。靶向激素治疗之所以有效，是因为30% ～50%的围绝经期女性以及80%的绝经后女性，如果患有乳腺癌并且雌激素受体阳性(ER+)则可以进行靶向激素治疗［2］。如果患者雌激素及孕激素受体均为阳性，则其对激素治疗的反应性会高于70%，但如果ER-同时PR-，则对激素治疗的反应性低于10%［3］。即使临床上现有数据表明激素治疗对于乳腺癌的治疗效果较为客观，但是仍有接近30%ER+的肿瘤对激素治疗没有反应。在最近十几年，人们发现了一些新的孕激素受体膜组分(progesterone receptor membrane components，PGRMC)，并发现PGRMC1在一些乳腺癌肿高表达，并且当其表达发生改变时，会导致肿瘤对于化学治疗(以下简称化疗)的反应性发生改变［3］。

1 PGRMC1的生物学特性

在过去的十几年中，陆续发现多种孕激素受体膜组分(PGRMC)。其中PGRMC1以多肽单体(25 000～28 000)的形式存在，或者为二聚体(56 000)，或者为低聚体(200 000)，所有这些存在形式均可以引起快速反应性膜相关非基因性信号传导。PGRMC1为跨膜受体，有一个短的胞外结构域，一个跨膜域和胞质域，属于广泛存在于真核生物中的膜相关的孕激素受体蛋白(membrane-associated progesterone receptor protein，MAPR)家族。发挥作用时其最初与膜成分相联系，例如内质网，但其同样可以与有丝分裂纺锤体发生相互作用，从而在细胞分裂过程中产生影响。

PGRMC1被发现与膜相关的孕激素受体活性有关，在所有的组织中都有表达，但表现出不同的功能。PGRMC1蛋白在多种乳腺癌中高表达。研究［4］显示，当其表达发生改变时，可导致肿瘤对化疗产生抵抗。

2 PGRMC1在乳腺癌中的表达及与临床病理指标的关系

纪术峰等［5］的研究发现，乳腺癌组织中可以显现PGRMC1的阳性表达(61.7%)，表达部位主要在癌细胞胞质内，而正常乳腺组织表达为阴性。同时PGRMC1的表达与患者年龄及病例分化程度无关，与肿瘤大小、淋巴结转移情况、肿瘤临床分期、总体生存率和无瘤生存率密切相关，多因素分析结果显示为乳腺癌独立的预后因子。但之后的研究［6］发现，PGRMC1与年龄相关，随着年龄增长，PGRMC1mRNA表达水平下降。

3 乳腺癌中，PGRMC1表达与ER-α之间的关系

50%～80%的乳腺癌肿瘤中可发现雌激素受体(ER-α)，并且ER-α状态对于后续临床治疗的决定非常重要，即是否进行抗雌激素治疗，通过这种激素治疗可以抑制肿瘤有丝分裂活性。临床上，如果ER-α表达阳性，则预后较好，包括细胞增生分化比例降低。过去人们并不认为ER-α与PGRMC1之间存在直接联系，例如Causey等［6］进行的实验，当将乳腺癌组织分为ERα阳性及阴性组后，经过Pearson分析发现，ER-α水平与PGRMC1表达之间并不存在密切关联(P=0.331)。但 Neubauer等［7］的研究发现 PGRMC1在ER(－)的乳腺癌中水平显著增加，对于ER-α阴性的肿瘤，可有3种不同的PGRMC1亚型表达，并且与临床预后不良相关。一些研究者［8］推测认为PGRMC1蛋白受体可以通过多种胞内细胞信号处理过程，影响细胞对化学治疗的反应性，通过调节配体依赖性的凋亡过程，PGRMC1可以提高肿瘤存活率。另一些研究者［9］推测PGRMC蛋白受体可以通过多种细胞内信号通路以及血红素结合蛋白发挥作用。

4 PGRMC1对不同孕激素作用的影响

最近试验研究［10］显示，孕激素受体膜组分1(PGRMC1)定位于孕激素膜受体。2008年5月23日的马德里国际绝经大会上公布了研究者的试验结果:PGRMC1在人乳腺癌组织中有表达，并在大会上获得了科学研究奖［11］。Neubauer等［12］发表了关于 MPA与孕酮比较研究的文章表明，与天然孕酮相比，MPA对人乳腺癌细胞有较强的促增生作用，而天然的孕酮对雌激素诱导的人乳腺癌细胞增生无影响［13］。PGRMC1的过表达使人乳腺癌细胞对雌激素的扩增作用更加敏感，孕激素对乳腺癌的影响可能与激素治疗和激素避孕中特定的孕激素种类有关。

接下来的试验，Ruan等［14］探索了各种其他合成孕激素(与孕酮相比较)通过膜受体对人乳腺癌细胞的影响。对MCF-7乳腺癌细胞进行了PGRMC1质粒转染(MCF-7/PGRMC1-3HA，WT-12细胞)。并使用相同的模型对所有可用的合成孕激素与天然的孕酮进行了比较研究，这可以证明，用于激素治疗和激素避孕的不同种类的孕激素之间差异是否有统计学意义［15］。在这些最近的试验中，通过比较天然孕酮(progesterone，P)和合成孕激素:醋酸氯地孕酮(chlormadinone acetate，CMA)、去氧孕烯(desogestrel，DSG)、地诺孕素(dienogest，DNG)、屈螺酮(drospirenone，DRSP)、地屈孕酮(dydrogesterone，DYD)、乙基羟基二降孕甾烯炔酮(levonorgestrel，LNG)、醋酸甲羟孕酮(medroxyprogesterone，MPA)、诺美孕酮(nomegestrol acetate，NOM)和炔诺酮(norethisterone，NET)对细胞增生的影响。使用不同浓度(从10－9mol/L到10－7mol/L)，对MCF-7细胞和 MCF-7/PGRMC1-3HA(WT-12)细胞进行刺激。DNG、DSG、DYD、LNG 和 NET在浓度为10－7mol/L时对 MCF-7细胞有扩增作用，其中，NET效果最强，增生作用增加了约20%。对于WT-12细胞，上述孕激素同样具有促增生作用，另外，DRSP和MPA也有显著的增生作用，但与MCF-7细胞相比，增生作用更加显著(增加了30% ～45%)，同样，NET显示了最强的促增生作用。CMA、NOM和P无增生作用。

接下来，研究者使用 MCF-7细胞和 MCF-7/PGRMC1-3HA(WT-12)细胞，对激素治疗中使用的2种不同的治疗方案—雌孕激素周期序贯和连续联合治疗(使用了2种不同的浓度)进行了比较研究:雌二醇(10－10或10－12mol/L)与孕酮或不同种类的合成孕激素周期序贯或连续联合。对于MCF-7细胞，单一雌二醇在浓度为10－10mol/L时，具有显著的增生现象:增生增加2～3倍。添加孕酮后细胞的增生没有发生明显变化。而对于WT-12细胞，单一雌二醇刺激在10－12mol/L浓度时，没有明显的增生反应，而添加DRSP、MPA和NET后，显示出明显的增生反应，并且在雌孕激素连续联合刺激时的增生反应更加明显，其中E2联合NET作用最强。相比之下，NOM和P作用中性，即无影响［16-17］。

Neubauer等［12］对表达 PGRMC1的乳腺癌细胞与不表达PGRMC1的乳腺癌细胞比较分析得出结论，某些合成孕激素对表达PGRMC1的人乳腺癌细胞有促增生作用，孕激素对乳腺癌细胞的影响依赖于各种不同合成孕激素特异的药理学。本研究中，通过寻找对此特殊细胞结构过表达的妇女，进行常规筛查的可能性，这可以帮助临床医师决定哪些妇女可以使用或不可以使用激素治疗中的某些孕激素。

5 孕激素作用下由PGRMC1介导的扩增作用的可能机制

探索雌激素和孕激素对MCF-7/PGRMC1细胞扩增作用的可能机制，需要添加受体拮抗剂进行研究，例如PGRMC1拮抗剂(AG-205)，雌激素受体拮抗剂(氟维司群)和孕激素受体A/B拮抗剂(RU 486)。氟维司群能够完全阻断类固醇激素的作用，而AG-205具有部分阻断作用，RU486没有阻断作用。因此，ERα可能在雌激素或雌孕激素作用下由PGRMC1介导的信号通路中发挥重要作用。孕激素由PGRMC1介导的细胞扩增作用的机制和可能参与肿瘤生成的机制，目前仍不清楚。研究［18］表明，PGRMC1参与调节蛋白激酶相关的信号:PGRMC1增加Akt的活化和IkB的磷酸化，从而激活NFkB。PDK1蛋白激酶可以使Akt发生磷酸化，在PGRMC1上有一个PDK1结合区域［19］。然而，由 PGRMC1介导的 Akt活化机制尚不清楚。PGRMC1可能作为一个蛋白适配器，包含几个结合蛋白(如PDK1)的潜在的结合位点，如可以激活Akt和一个非膜渗透性的孕激素结合位点，引起钙离子内流和随后的磷脂酰肌醇-3激酶介导的PKC和Erk1/2 磷酸化［20］。

PGRMC1的Erk2的酪氨酸T177已被证明在体内被磷酸化［21-22］。PGRMC1可以诱导 Erk2磷酸化，由此通过相邻假定SH2结构蛋白基序的互动参与抑制反馈信号。为了探索可能参与的下游PGRMC1信号蛋白，Neubauer用反相蛋白阵列技术进行研究发现，刺激没有改变蛋白的表达水平:包括 IkB、Akt、PI3K、PKC和 Bad。Western blotting分析，与 MCF-7细胞相比较，MCF-7/PGRMC1细胞的基础Erk1/2蛋白表达下调达40%。然而，使用孕酮刺激细胞时，没有改变细胞的Erk1/2表达水平。Liu等［23］的研究发现，对于大鼠的神经祖细胞，孕酮诱导的PGRMC1依赖的细胞扩增需要ERK信号通路。PGRMC1可以结合到 P450蛋白和 INSIG-1，并参与甲羟戊酸途径［24-26］。因此，有许多可能的机制，不同的PGRMC1含量和磷酸化程度会影响肿瘤的生物学特性。Ahmed等［27］的研究显示，PGRMC1增加非小细胞肺癌细胞的表面稳定性和表皮生长因子受体(EGFR)的表达，这些作用可能支持肿瘤生成。

6 结论

PGRMC1是近年发现的新型膜激素受体，它与肿瘤增生、迁移密切相关，最近的研究［28］表明，肿瘤的形成及增生不仅有经典的基因组发挥作用，细胞组分间的“cross-talk”同样有重要影响，特别是乳腺癌上皮细胞的细胞膜组分，这些细胞膜组分可以增强安宫黄体酮或炔诺酮(与雌激素联合使用)(与天然孕酮相比)等合成孕激素的促增生作用。因此，激素治疗使用不同种类的孕激素时乳腺癌风险有差异［29-30］。在以往研究［5，11，19，27］的基础上，PGRMC1 的表达情况同样影响到肿瘤细胞对药物治疗的敏感性。因此为了更好的探讨乳腺癌的药物治疗有效性，研究者需要对PGRMC1进行更进一步的研究。

［1］Early Breast Cancer Trialists’ collaborative Group(EBCTCG).Effects of chemotherapy and hormonal therapy for early breast cancer on recurrence and 15-year survival:An overview of the randomized trials［J］.Lancet，2005，365(9472):1687-1717.

［2］Rabaglio M，Aebi S，Castiglione-Gertsch M.Controversies of adjuvant endocrine treatment for breast cancer and recommendations of the 2007 St.Gallen conference［J］.Lancet Oncol，2007，8:940-949.

［3］Althuis M D，Fergenbaum J H，Garcia-Closas M，et al.E-tiology of hormone receptor-defined breast cancer:A systematic review of the literature［J］.Cancer Epidemiol Biomarkers Prev，2004，13(10):1558.

［4］Crudden G，Chitti R E，Craven R J.Hpr6(heme-1 domain protein)regulates the susceptibility of cancer cells to chemotherapeutic drugs［J］.J Pharmacol Exp Ther，2006，316(1):448-455.

［5］纪术峰，吴爱国，杨华峰.孕激素膜受体1在乳腺癌的表达及生物学意义［J］.南方医科大学学报，2012，32(5):635-638.

［6］Causey M W，Huston L J，Harold D M，et al.Transcriptional analysis of novel hormone receptors PGRMC1 and PGRMC2 as potential biomarkers of breast adenocarcinoma staging［J］.J Surg Res，2011，171(2):615-622.

［7］Neubauer H，Clare S E，Wozny W，et al.Breast cancer proteomics reveals correlation between estrogen receptor status and differential phosphorylation of PGRMC1［J］.Breast Cancer Res，2008，10(5):R85

［8］Peluso J J，Pappalardo A，Losel R，et al.Expression and function of PAIRBP1 within gonadotropin－primed immature rat ovaries:PAIRBP1 regulation of granulosa and luteal cell viability［J］.Biol Reprod，2005，73(2):261-270.

［9］Crudden G，Loesel R，Craven R J.Overexpression of the cytochrome p450 activator hpr6(heme-1 domain protein/human progesterone receptor)in tumors［J］.Tumour Biol，2005，26(3):142-146.

［10］Cahill M A.Progesterone receptor membrane component 1:an integrative review［J］.J Steroid Biochem Mol Biol，2007，105(1-5):16-36.

［11］Neubauer H，Adam G，Seeger H，et al.Membrane-initiated effects of progesterone on proliferation and activation of VEGF in breast cancer cells［J］.Climacteric，2009，12(3):230-239.

［12］Neubauer H，Yang Y，Seeger H，et al.The presence of a membrane-bound progesterone receptor sensitizes the estradiol-induced effect on the proliferation of human breast cancer cells［J］.Menopause，2011，18(8):845-850.

［13］Stanczyk F Z.Can the increase in breast cancer observed in the estrogen plus progestin arm of the Women’s Health Initiative trial be explained by progesterone receptor membrane component 1?［J］.Menopause，2011，18(8):833-834.

［14］Ruan X，Neubauer H，Yang Y，et al.Progestogens and membrane-initiated effects on the proliferation of human breast cancer cells［J］.Climacteric，2012，15(5):467-472.

［15］Ruan X，Schneck H，Schultz S，et al.Nomegestrol acetate sequentially or continuously combined to estradiol did not negatively affect membrane-receptor associated progestogenic effects in human breast cancer cells［J］.Gynecol Endocrinol，2012，28(11):863-866.

［16］Ruan X，Seeger H，Mueck A O.The pharmacology of nomegestrol acetate［J］.Maturitas(J of the European Society of Menopause and Andropause)，2012，71(4):345-353.

［17］Ruan X，Seeger H，Mueck A O.The pharmacology of dienogest［J］.Maturitas(J of the European Society of Menopause and Andropause)，2012，71(4):337-344.

［18］Hand R A，Craven R J.Hpr6.6 protein mediates cell death from oxidative damage in MCF-7 human breast cancer cells［J］.J Cell Biochem，2003，90(3):534-547.

［19］Cahill M A.Progesterone receptor membrane component 1:an integrative review［J］.J Steroid Biochem Mol Biol，2007，105(1-5):16-36.

［20］Swiatek-De Lange M，Stampfl A，Hauck S M，et al.Membrane-initiated effects of progesterone on calcium dependent signaling and activation of VEGF gene expression in retinal glial cells［J］.Glia，2007，55(10):1061-1073.

［21］Olsen J V，Blagoev B，Gnad F，et al.Global，in vivo，and site-specific phosphorylation dynamics in signaling networks［J］.Cell，2006，127(3):635-648.

［22］Liu L，Wang J，Zhao L，et al.Progesterone increases rat neural progenitor cell cycle gene expression and proliferation via extracellularly regulated kinase and progesterone receptor membrane components 1 and 2［J］.Endocrinology，2009，150(7):3186-3196.

［23］Liu L，Wang J，Zhao L，et al.Progesterone increases rat neural progenitor cell cycle gene expression and proliferation via extracellularly regulated kinase and progesterone receptor membrane components 1 and 2［J］.Endocrinology，2009，150(7):3186-3196.

［24］Song B L，De Bose-Boyd R A.Ubiquitination of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase in permeabilized cells mediated by cytosolic E1 and a putative membrane-bound ubiquitin ligase［J］.J Biol Chem，2004，279(27):28798-28806.

［25］Suchanek M，Radzikowska A，Thiele C.Photo-leucine and photo-methionine allow identification of protein-protein interactions in living cells［J］.Nat Methods，2005，2(4):261-267.

［26］Lee J N，Song B，DeBose-Boyd R A，et al.Sterol-regulated degradation of Insig-1 mediated by the membrane-bound ubiquitin ligase gp78［J］.J Biol Chem，2006，281(51):39308-39315.

［27］Ahmed I S，Rohe H J，Twist K E，et al.Pgrmcl(progesterone receptor membrane component 1)associates with epidermal growth factor receptor and regulates erlotinil sensitivity［J］.J Biol Chem，2010，285(32):24775-24782.

［28］Zachariades E，Mparmpakas D，Thomas P，et al.Crucial cross-talk of interleukin-1β and progesterone in human choriocarcinoma［J］.Int J Oncol，2012，40(5):1358-1364.

［29］夏想厚，谷俊朝.乳腺癌新辅助内分泌治疗的研究进展［J］.中华肿瘤防治杂志，2010，17(24):2066-2069.

［30］吴晖，欧阳取长，曾亮.年轻女性乳腺癌临床特点及其预后分析［J］.中华肿瘤防治杂志，2010，17(14):1104-1107.