维生素D／VDR信号途径与乳腺癌

田 倩（综述），石 芸（审校）

（1.河北省辛集市第一医院妇产科，河北 辛集052360；2.河北医科大学基础医学院生物化学与分子生物学研究室，河北 石家庄050017）

乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤之一，据国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer，IARC）2010年公布的2008年全球癌症统计数据显示，乳腺癌以10.9%的发病率仅次于肺癌而位居恶性肿瘤第二位，其致死率在女性肿瘤中，已超越宫颈癌成为头号杀手［1］。我国最新的统计数据也显示，我国乳腺癌的发病率已跃居女性恶性肿瘤的首位［2］。虽然近年来，随着我国乳腺癌早期筛查和综合治疗力度的加强，乳腺癌的无病生存期及总生存期已得到显著改善，但鉴于检查手段的局限性，仍存在一定程度的假阴性率，使这些患者错过最佳的治疗时机。因此，一些新的生物标记物由于其更高的敏感度和可靠性而被广泛采纳并应用于临床诊断和治疗，维生素D及其受体（vitamin D receptor，VDR）信号通路就是近年发现的标记物之一。大量研究表明，乳腺癌的发生发展可能与维生素D／VDR信号通路的异常有关。因此，对维生素D／VDR信号通路在乳腺癌发病机制中的研究成了人们关注的新焦点，并取得了一定的研究成果。现就近年来维生素D与乳腺癌以及VDR信号途径与乳腺癌关系的研究进展综述如下。

1 维生素D与乳腺癌

人和动物血液或组织中的维生素D主要有2个来源：一是食物摄入，二是自身合成。自身合成的原料为皮肤中的7-脱氢胆固醇。首先，7-脱氢胆固醇经紫外光照射后，可转变为维生素D3，维生素D3再在肝脏中发生羟化，生成25（OH）D3。25（OH）D3进入血液循环，在靶组织中1α羟化酶（1α hydroxylase，CYP27B1）的催化下转变 为 1，25（OH）2D3［3］。研究发现，CYP27B1在人或小鼠的乳腺组织［4-5］和乳腺脂肪细胞［6］均有表达。25（OH）D3和1，25（OH）2D3都是维生素D的活性代谢物，二者发挥完生物学作用后，可在24-羟化酶（24-hydroxylase，CYP24A1）的催化下转化为维生素D的失活形式而被降解。CYP24A1在乳腺组织也有表达［4］。维生素 D的2种活性形式：1，25（OH）2D3活性强，但半衰期短，难于检测；25（OH）D3活性较弱，但半衰期长，稳定性好，可直接反映机体维生素D的营养状况。因此，临床常通过检测血中25（OH）D3的水平来代表维生素D的含量。

虽然对维生素D在乳腺癌发病风险中的作用评估存在相互矛盾的结果，如 Kühn等［7］检测了1 391例乳腺癌患者和相应数目的对照人群血中25（OH）D3的水平后发现，25（OH）D3的水平与乳腺癌的发病率之间没有相关性。但越来越多的大样本统计分析表明，维生素D是乳腺癌的风险因子。Bauer等［8］和 Wang等［9］分别对2011年5月之前发表的前瞻性研究数据（共5 206例乳腺癌患者和6 450例对照）和2013年3月之前发表的嵌套对照研究和队列研究数据（共9 110例乳腺癌患者和16 244例对照）进行 Meta分析后发现，血中25（OH）D3的水平与乳腺癌的发病率呈现明显的负相关，表明了维生素D与乳腺癌之间的关系。乳腺癌组织或细胞中维生素D合成（CYP27B1）和分解（CYP24A1）关键酶表达的变化也支持这一点。用免疫组织化学方法检测乳腺良性病变和不同恶性程度的乳腺癌样本中CYP27B1和CYP24A1的蛋白表达水平后发现，不管是浸润性还是非浸润性乳腺癌，与乳腺良性病变组织相比，癌组织中CYP27B1的蛋白水平降低，而CYP24A1的蛋白水平明显增加。Western Blot检测人乳腺癌细胞MCF-7和人正常乳腺细胞MCF-10F中CYP24A1的蛋白表达后发现，与正常细胞相比，除了56kD的条带，乳腺癌细胞中还出现44 000和42 000两条条带［10］。表明乳腺癌存在CYP24A1的剪接变异体，这些变异体可能在乳腺癌的发生中发挥作用。用实时定量PCR检测乳腺癌组织中CYP27B1的mRNA水平后发现，与正常乳腺组织相比，乳腺癌组织中CYP27B1的mRNA表达水平明显降低［11］。乳腺癌模型细胞——人乳腺上皮细胞经整合SV40病毒T抗原具有永生化特点后，细胞中CYP27B1的mRNA和蛋白水平均明显降低［12］。这些结果提示乳腺癌患者异常的维生素D水平可能与其合成与分解失衡有关。

既然低维生素D水平会增加乳腺癌的发病风险，那饮食补充维生素D是否对乳腺癌有预防或治疗效果呢？Swami等［13］给予MCF-7移植瘤裸鼠模型维生素D喂养4周后，血中25（OH）D3和1，25（OH）2D3的水平显著增加，肿瘤体积明显减小。Milani等［14］进行人乳腺癌的组织培养后，给予维生素D处理24h，芯片检测和实时定量PCR结果均显示，给予维生素D处理后，CYP24A1的mRNA表达明显增加。美国妇女健康倡议（Women＇s Health Initiative，WHI）研究观察了近3万例妇女饮食补充钙和维生素D对健康的影响，在进行了5年的随访后发现，随机补充钙和维生素D会降低原位乳腺癌的发病率，但高剂量的维生素D反而会增加浸润性乳腺癌的发生［15］。作者认为这可能与维生素D调控乳腺的生长发育有关。但目前为止，对于高剂量维生素D与浸润性乳腺癌的关系还没有足够的证据来证实。尽管如此，这些结果仍然表明，饮食中适量补充维生素D能够降低乳腺癌，尤其是原位癌的发病风险；同时，也进一步证明了维生素D确实在乳腺癌的发生发展中发挥作用。

2 VDR途径与乳腺癌

1，25（OH）2D3通过与VDR结合发挥生物学作用。VDR是一种配体依赖的核转录因子，其C末端含有配体结合域。与配体1，25（OH）2D3结合后，VDR发生变形而活化，活化的VDR入核，与维甲酸受体（retinoid X receptor，RXR）结合形成二聚体，此二聚体再结合到靶基因上游调控区的维生素D反应元件（vitamin D response elements，VDRE）上，诱导相关基因的表达［16］。

VDR在乳腺的上皮细胞以及基质细胞（纤维细胞和脂肪细胞）均有表达，且乳腺癌状态下，VDR在这些细胞中的表达均降低；同时，VDR的表达越高，乳腺癌患者的预后越好［17-18］。提示VDR可能在乳腺癌的发生中起保护作用。VDR的这种作用不仅体现在表达水平上，还体现在基因的多态性上。VDR有BsmⅠ、ApaⅠ、TaqⅠ和FokⅠ4个多态性位点。Lee等［19］对17 067例乳腺癌患者和20 843例对照的VDR的多态性进行Meta分析后发现，欧洲人群中VDR-FokⅠ基因型与乳腺癌的易感性有关。Zhang等［20］的研究小组也得到了相似的结果，在对2013年12月21日前发表的有关VDR多态性的文章进行筛选，最终将39篇文章纳入统计范围后进行Meta分析发现，VDR的FokⅠ位点的多态性与乳腺癌的发生密切相关。VDR的基因多态性对乳腺癌的预后也有影响。Mishra等［21］对232例乳腺癌患者和349例对照进行VDR基因型与预后的关系分析，结果显示VDR-FokⅠ的FF基因型与乳腺癌的不良预后密切相关。这些结果均表明VDR在乳腺癌的发病中发挥重要作用。

VDR途径不仅调节肿瘤细胞的生长分化和细胞凋亡，而且影响细胞的侵袭和转移。给予乳腺癌细胞VDR的激动剂骨化三醇刺激6d，Western Blot检测VDR的蛋白水平，免疫组织化学分析和实时定量PCR检测增殖相关基因Ki-67的表达发现，细胞中VDR的水平增加，但Ki-67的表达水平却明显降低；XTT比色法检测细胞的增殖情况发现，给予骨化三醇后，细胞的增殖受到抑制［22］。用原代培养 VDR基因敲除（VDR knockout，VDR KO）的雌性小鼠的乳腺癌细胞构建稳定表达野生型或突变型hVDR的细胞模型，再给予骨化三醇刺激发现，与单纯KO细胞相比，稳定表达野生型hVDR的KO细胞，其抑制细胞增殖的能力得到恢复，而稳定表达突变型hVDR的KO细胞，只有在高剂量的骨化三醇刺激后细胞才表现出抗增殖效应，同时，与增殖相关基因的表达也发生了相应的变化［23］。这些结果表明激活VDR途径能够抑制乳腺癌细胞的增殖，1，25（OH）2D3发挥抗肿瘤细胞增殖的作用是VDR依赖性的。Chiang等［24］用VDR的另一激动剂MART-10刺激人乳腺癌细胞系MCF-7细胞，发现细胞的数目呈剂量依赖性降低，细胞周期负调控因子p21和p27的表达均上调。流式细胞分析和TUNEL结果显示，细胞周期被阻滞在G0／G1期，凋亡细胞的数目增加。Western Blot结果显示，促凋亡因子Bax与抑凋亡因子Bcl-2的比值明显升高；细胞侵袭、迁移和上皮间质转化能力下降，细胞侵袭和迁移的负调控因子E-cadherin表达上调，调控E-cadherin表达的转录抑制因子Snail和Slug的表达下调，而上皮间质转化相关基因Twist的表达下调［25］。这些结果表明VDR途径的激活可能通过上调p21和p27的表达来抑制细胞的增殖，激活VDR途径不仅能够抑制乳腺癌细胞的增殖、促进细胞的凋亡，还能抑制细胞的侵袭、迁移和转化。

3 小 结

维生素D／VDR信号途径激活除了通过上述机制发挥抗乳腺癌作用外，还有其他机制，如1，25（OH）2D3能够通过提高DNA修复蛋白53BP1的水平来延缓乳腺癌的恶化［26］等。近年来，对维生素D／VDR信号途径在乳腺癌发病中的作用研究迅速发展，使人们对乳腺癌的发病机制有了更深入的认识，同时，也为乳腺癌的预防和治疗提供了新的靶点和方向。但乳腺癌的维生素D治疗还处于探索中，虽然已由基础研究向临床试验发展，但要形成完善的常规治疗还有很长的路要走，相信随着各种实验技术的发展以及更正规、更细致的实验设计的应用，有关维生素D／VDR信号途径在乳腺癌中的众多疑问将在不久的将来得到解释。

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