孕激素及PGRMC在正常卵巢和卵巢癌细胞中的研究进展

傅 优，郑 洪，黄佳佳

卵巢癌是女性恶性肿瘤死亡的主要原因，发现时已多为晚期(Ⅲ+Ⅳ期)，患者5年生存率仅为30%。治疗方案多行外科手术和化疗，但仍有60%～70%的患者于18个月内复发[1]。由于早期缺乏有效的筛查手段、化学抗性及显著的异质性等因素，卵巢癌仍是女性最致命的恶性肿瘤[2]。孕激素在卵巢癌的发生、发展中起关键作用。流行病学调查发现女性口服避孕药和妊娠可降低卵巢癌的发病率[3]，缺乏孕激素的女性增加了卵巢癌的患病几率，而妊娠期孕激素的高水平与卵巢癌的风险降低有关。另外，有研究表明高剂量的孕激素具有诱导细胞凋亡的能力[3]，提示孕激素对卵巢癌的发生具有保护作用。然而，有研究发现孕激素在体内外均能抑制顺铂诱导的卵巢癌细胞凋亡[4]，但其作用似乎不是由核受体(nuclear progesterone receptors, PGR)介导，而是其他的介质如孕激素受体膜元件(progesterone receptor membrane component, PGRMC)介导的[5]。PGRMC包括PGRMC1和PGRMC2两个亚型，两者不仅表达于正常的卵巢表面上皮和颗粒细胞中，且在卵巢癌中也有表达。此外，PGRMC介导的孕激素信号通路在正常卵巢卵泡的形成和发育、卵巢癌细胞活力的调节中具有重要意义[3]。本文现就孕激素、PGRMC在正常卵巢卵泡和卵巢癌细胞中的作用进行综述。

1 PGRMC的结构与功能

1.1 PGRMC1 又名σ-2受体，是一种在真核生物中高度保守的多功能蛋白质，定位于各亚细胞区室，如内质网、高尔基体等，相对分子质量为2.7×104，具有单个跨膜结构域[5]。PGRMC1的结合配体包括p450蛋白、EGFR、参与胆固醇合成的SCAP(SREBP裂解激活蛋白)以及Insig(胰岛素诱导基因)等。在胆固醇合成中PGRMC1可与SCAP和Insig结合发挥作用。Hughes等报道PGRMC1是胆固醇合成所必需的。RNA干扰介导的HEK293细胞中PGRMC1敲低导致羊毛甾醇的累积，免疫共沉淀结果显示PGRMC1与CYP51A1形成稳定的复合物，提示PGRMC1是Erg11/Cyp51催化羊毛甾醇去甲基化所必需的[6]。胆固醇经代谢又能转化为孕激素，因此PGRMC1会间接影响孕激素的合成。另外，PGRMC1可通过细胞色素b5结合结构域和纤溶酶原激活物抑制剂RNA结合蛋白-1(PAIR-BP1)之间的相互作用，调节卵巢颗粒细胞、黄体细胞的增殖和凋亡。卵巢癌中PGRMC1高表达，并作为癌细胞的增殖标记[7]。总之，PGRMC1可与多种信号分子相关联，从而发挥相应的生物学效应，可作为卵巢癌进展过程中的生物学标志物。

1.2 PGRMC2 又名DG6，蛋白质长度为247个氨基酸[8]。其位于第4号染色体上，在N端和C端包含跨膜区和细胞色素b5(cyt-b5)残基[9]。PGRMC2主要定位于内质网(ER)，并被认为可调节参与类固醇生成或药物解毒的微粒体细胞色素p450酶的活性[10]。PGRMC2在多种细胞和组织中表达，如新生大鼠的正常卵巢和卵巢癌中。目前，PGRMC2在肿瘤中的功能尚不清楚。Albrecht等[11]研究表明其与PGRMC1的作用相反，PGRMC2对细胞存活没有影响，但它可抑制卵巢癌细胞SKOV-3的迁移。McCallum等[12]首次报道PGRMC2基因多态性位点rs3733260与CYP3A4的mRNA、蛋白质表达以及酶活性降低有关。在人胚胎肾细胞中证实PGRMC2与CYP1A2、CYP3A4稳定的物理相互作用，揭示了其作用与PGRMC1相似[11]。PGRMC1和PGRMC2可能在CYP的活性调节中共享一些功能，但可能存在差异，尤其是对肿瘤迁移的差异效应。CYP450环加氧酶在肿瘤的进展和转移中起重要作用。因此，有人推测PGRMC2对迁移的影响可能是通过激活或抑制特定CYP介导的。总之，PGRMC2作为一种抑制肿瘤转移的蛋白，在肿瘤学和妇科学领域值得进一步关注。

2 孕激素的作用

2.1 孕激素在正常卵巢卵泡中的作用 孕激素是由卵巢中的卵泡和黄体合成分泌[13]，在雌性脊椎动物中，孕激素信号传导在妊娠的建立和维护、卵泡形成和发育以及排卵中至关重要。Komatsu等[14]报道孕激素对小鼠卵巢卵泡生长中的作用，通过不同浓度的孕激素(10 ng/mL、100 ng/mL、1 μg/mL)处理小鼠卵巢组织观察孕激素对卵泡生长的影响。研究发现孕激素以浓度依赖性方式控制每个阶段的卵泡生长。孕激素浓度为100 ng/mL时促进排卵和原始-初级卵泡的生长。在高浓度(1 μg/mL)时，孕激素抑制排卵和次级卵泡的生长，以准备受精和怀孕。另外，孕激素也直接作用于卵巢颗粒细胞以抑制细胞的有丝分裂和凋亡[15]。这与Komatsu等报道的高浓度孕激素抑制次级卵泡生长的结果一致，而与孕激素浓度为100 ng/mL时促进原始-初级卵泡生长的结果矛盾，可能与以下两个因素相关。首先，孕激素的作用在原始-初级卵泡和次级卵泡的颗粒细胞之间有变化。其次，卵巢中卵泡之间的相互作用可能会改变孕激素的作用，次级卵泡或窦卵泡可能影响孕激素对原始-初级卵泡的作用。总之，孕激素对排卵和卵泡生长的影响取决于孕激素的浓度和卵泡期。

2.2 孕激素在卵巢癌中的作用 大量的流行病学数据表明孕激素对卵巢癌的发生具有保护作用。口服避孕药与35%的卵巢癌风险降低有关。此外，卵巢癌的风险与口服避孕药的持续时间有关：服用1年者，其风险降低10%～12%。目前，孕激素对卵巢癌保护作用的分子机制尚不清楚。几项独立的体外研究表明，低浓度的孕激素以剂量依赖的方式促进卵巢癌细胞增殖，而高浓度的孕激素抑制细胞增殖。孕激素对卵巢癌细胞的双向作用可能与孕激素浓度以及PR-A/PR-B(progesterone receptor isoforms A/progesterone receptor isoforms B)比值有关[16]。另有研究表明孕激素的保护作用可能是由PR-B诱导的卵巢癌细胞衰老所致。在孕激素的作用下，PR-B与FOXO1协同激活细胞衰老介质p21的表达，促进卵巢癌细胞的衰老，而FOXO1的早期缺失或失活可能会抑制该作用[17]。有学者提出高浓度孕激素通过减少排卵对卵巢癌起保护作用。排卵诱导卵巢上皮的氧化损伤致使卵巢癌发生。孕激素抑制排卵降低卵巢上皮损伤的可能性，其通过诱导脂质的转录用于生物合成和转运，细胞内胆固醇和脂肪酸水平升高，这些脂质物质扰乱了膜的流动性，以维持卵巢表面上皮的完整性。

尽管卵巢癌在手术和治疗方案取得了巨大进展，但由于化疗耐药性和药物毒性等因素，患者通常只能达到临床缓解而不能完全治愈。孕激素治疗以时间依赖的方式抑制卵巢癌细胞系的活性氧，活性氧触发p53活化上调和抗凋亡基因表达的下调。单独使用孕激素治疗卵巢癌已经在Ⅱ期临床试验中进行，效果良好。其中，PR阳性的卵巢癌患者对激素治疗高度敏感，更适合开展内分泌治疗。另外，母乳喂养、口服避孕药与BRCA1/2突变携带者患卵巢癌的风险降低有关。与低孕激素制剂相比，高孕激素制剂提供更好地保护[18]。总之，孕激素辅助治疗有望于增强卵巢癌的治疗效果。

3 PGRMC介导的孕激素信号通路

3.1 PGRMC在正常卵巢卵泡中的作用 在卵巢颗粒细胞中，PGRMC1介导孕激素的抗有丝分裂和抗凋亡作用，表明PGRMC1可能在维持卵巢颗粒细胞的状态中起关键作用。Yuan等[19]的研究结果显示，孕激素通过抑制与类固醇合成和有丝分裂有关的信号分子p-ERK1/2和p-p38来抑制颗粒细胞的凋亡和有丝分裂，并抑制类固醇激素合成急性调节蛋白(StAR)和胆固醇侧链裂解酶(p450scc)减少甾类激素孕烯醇酮的产生，最终抑制卵泡的发育。孕激素还抑制参与颗粒细胞分化的信号分子Caspase-3；而沉默PGRMC1消除孕激素的抑制作用。Guo等[20]报道PGRMC1通过降低卵母细胞内cAMP水平，介导孕激素对卵母细胞减数分裂进展和原始卵泡形成的抑制作用，而PGRMC1功能丧失消除孕激素的抑制作用。另外，Will等[21]研究发现PGRMC1抑制Harakiri(Hrk)可能是由于孕激素/PGRMC1信号通路维持人颗粒/黄体细胞活力机制的一部分。在健康人群的颗粒/黄体细胞中，有较高分子量形式的PGRMC1。PGRMC1二聚体/寡聚体可能通过一些未知机制抑制Hrk转录，最终将Hrk维持在较低的水平。Hrk属于一种跨膜蛋白，通常位于线粒体的外膜，其作为BH3域蛋白(BH-3 only protein)可与BCL-2家族成员(MCL-1、BCL-2样蛋白)稳定结合，这可能会破坏BCL-2样蛋白/MCL-1与凋亡促进蛋白BAX或BAK之间的相互作用[22]，进而导致BAX和BAK被激活并形成寡聚通道，细胞色素c(cyt-c)可通过该通道从线粒体转移到细胞质。总之，PGRMC1可能在维持卵巢颗粒细胞状态、平衡卵泡数量和女性生育方面发挥关键作用。

另外，PGRMC2在颗粒细胞中的高表达可能涉及调节颗粒细胞的有丝分裂。Peluso等[23-24]使用颗粒细胞系和自发永生化的颗粒细胞(spontaneously immortalized granulosa cell, SIGC)进行初步研究，PGRMC2的表达在细胞周期G1阶段降低。此外，PGRMC2的过表达抑制细胞周期进程，原因可能是通过结合细胞周期蛋白依赖性激酶11p58(cyclin-dependent kinase 11p58，CDK11p58)。相反，使用siRNA敲低PGRMC2促进细胞周期的发生，增加G1期和M期细胞的百分比，但不增加细胞数量，这可能是细胞凋亡增加导致的。尽管PGRMC2的敲低未影响细胞与孕激素的结合，但确实减弱孕激素的抗有丝分裂和抗细胞凋亡作用。相反，耗尽PGRMC1基本上消除了SIGC与孕激素的结合，证实了孕激素与SIGC结合过程中，PGRMC1是必不可少的[25]。然而，PGRMC1可能通过与PAQR7(膜孕激素受体α)相互作用发挥效应[26]。

3.2 PGRMC在卵巢癌中的作用 PGRMC1的表达在卵巢癌中升高，Shih等[27]研究发现PGRMC1促进体内肿瘤的生长，锚定非依赖性生长以及迁移。PGRMC1在卵巢癌中过表达，有助于化疗耐药，并能抑制细胞凋亡。然而，Zhu等[28]表示在有金丝桃苷的情况下，PGRMC1的过表达会导致卵巢癌细胞死亡。一系列实验发现，用金丝桃苷处理的卵巢癌细胞SKOV-3中的PGRMC1过表达提高LC3B-II的水平，并增加BAX逆转蛋白质的表达谱，PGRMC1与LC3B共定位，参与金丝桃苷的自噬和凋亡。同时，PGRMC1敲低显著消除金丝桃苷诱导的自噬细胞死亡并降低LC3B-II的表达。以上研究结果表明PGRMC1在金丝桃苷处理的卵巢癌细胞中具有肿瘤抑制作用。Zhu等[4]研究发现孕激素减弱顺铂(CDDP)的毒性并保护卵巢癌细胞HO-8910免受CDDP诱导的体外凋亡。最重要的是，在CDDP处理的HO-8910细胞中，孕激素通过降低PGR和PGRMC1的水平完全逆转受体表达谱，同时增加PGRMC2的水平。这些结果表明HO-8910细胞在孕激素干预作用下可免受CDDP诱导的体外凋亡，而PGRMC2在此过程中必不可少。这与Albrecht等[11]实验结果一致，过表达或敲低PGRMC1对CDDP诱导的细胞凋亡没有影响，而PGRMC2的过表达可诱导孕激素减弱CDDP促卵巢癌细胞凋亡的作用。然而，目前的数据与Peluso等[29]报道PGRMC1在孕激素减弱CDDP的细胞毒性过程中起重要作用的观点相矛盾。

现阶段，PGRMC2在癌症中的作用报道较少。有文献表明，PGRMC2在肿瘤中起抑制作用，如在子宫颈腺癌的淋巴结转移中PGRMC2的高丢失率，表明PGRMC2可能在子宫颈腺癌的转移中起肿瘤抑制作用。此外，Albrecht等[11]表明卵巢癌细胞SKOV-3中PGRMC2水平升高导致肿瘤迁移率降低，而PGRMC2水平的降低导致更高的迁移率。相反，改变的PGRMC1水平不影响迁移速度，PGRMC1的过表达与肿瘤较大和淋巴结转移相关[30]。PGRMC2抑制转移作用可能由孕激素介导[10]。由于癌细胞迁移是细胞转移特性的重要因素，因此PGRMC2作为潜在的转移抑制因子应在癌症研究领域得到进一步关注。

4 小结与展望

PGRMC1与PGRMC2高度同源，其通过介导孕激素的多种信号传导调节卵巢卵泡的形成和发育，并维持女性正常的生殖功能。PGRMC1在多种癌症中被诱导，与癌症中的细胞生长有关。有学者认为PGRMC1是卵巢癌基因治疗的重要分子。如果siRNA可以被特异性地靶向卵巢肿瘤，则PGRMC1 siRNA治疗肿瘤的有效性将明显提高。通过孕激素标记的纳米粒子特异性结合PGRMC1 siRNA，从而靶向卵巢肿瘤，PGRMC1蛋白被耗尽，孕激素可能具有促进卵巢癌细胞凋亡的作用。PGRMC2也可能在癌症中发挥作用。与PGRMC1相反，该蛋白质的表达增加会抑制卵巢癌细胞的迁移率，在癌症中可能起肿瘤抑制因子的作用。最后，孕激素受体PGR、PGRMC以及PAQR的表达随卵巢癌的发展而变化。在卵巢癌发展的不同阶段中各受体通过激活不同的信号转导途径，介导孕激素不同的生物学效应。因此，在卵巢癌细胞中，孕激素与其受体及受体之间的相互作用值得进一步研究。