雌激素及其受体在黑色素瘤发生发展中的作用研究进展

韩利民，赵海龙

遵义医科大学基础医学院，贵州遵义 563000

黑色素瘤是一种高度异质性恶性皮肤肿瘤，其中大多数患者伴有Braf或Nras等原癌基因的突变，进而导致MAPK/ERK和PI3K/Akt通路过度活化[1]。Nras突变约占黑色素瘤的20%，其通过诱发小G蛋白激活从而引发下游的MAPK/ERK和PI3K通路的过度表达，该过程主要参与调控肿瘤细胞的增殖和转移行为[2,3]。Braf突变约占黑色素瘤的50%，其通过在蛋白的调节结构域上模拟磷酸化促使下游靶位基因MEK和ERK的激活，该过程PI3K通路并没有变化[4]。黑色素瘤的主要治疗方法是基于靶向突变的Braf、Nras和下游通路的药物，以及使用单克隆抗体进行免疫检查点封锁[5]。然而，这些治疗方法常常会发生治疗抗性和不良反应，因此寻找新的治疗靶点是目前黑色素瘤研究的重点之一[6]。雌激素是一种由卵巢和胎盘分泌的类固醇激素，具有广泛的生理功能。雌激素水平异常可导致部分肿瘤的发生发展，雌激素与乳腺癌、子宫内膜癌、肺癌等内分泌性肿瘤息息相关[7]。雌激素主要通过与特定的细胞内受体、雌激素受体(ER)结合而在相关靶组织中发挥生物学效应，其与ERs结合后可诱导蛋白质的结构发生变化，通过形成同源或异源二聚体的形式进入细胞核促进多种转录因子的激活[8,9]。ER-α和ER-β与黑色素瘤的发生和发展有密切联系，尤其是ER-β的表达水平与黑色素瘤的恶性程度呈负相关。现将雌激素及其受体在黑色素瘤发生发展中的作用研究进展情况综述如下。

1 雌激素在黑色素瘤发生发展中的作用

虽然黑色素瘤一直以来被认为是一种非激素类相关性肿瘤，但是越来越多的研究结果表明黑色素瘤的形成、发展与机体性激素水平(特别是雌激素)有关[10]。美国监测、流行病学及预后结果数据库(SEER)分析指出，两性之间的黑色素瘤发病率在过去三十年间存在明显差异，男性高出女性2倍之多[11]。研究表明，男性和女性黑色素瘤患者预后情况也存在明显差异，女性相对于男性有明显的生存优势[12]。花斑剑尾鱼模型实验显示，紫外线照射的雌性鱼发生黑色素瘤几率比雄性低两倍之多，而且伴随着性别特异性分子遗传方面的变化[13]。以上结果提示，雌激素与黑色素瘤的发生呈负相关。然而，也有部分研究结果与之相反。一项体内和体外试验研究结果证实，妊娠时由胎盘产生的妊娠相关金属蛋白酶(PAPPA)可促进黑色素瘤细胞的迁移和侵袭[14]。这也与Kyrgidis等[15]研究一致，该研究显示妊娠相关的黑色素瘤病死率比非妊娠相关的黑色素瘤高17%，复发率高50%。

多项研究认为，雌激素可能与黑色素瘤恶性化发展有一定联系。但是同时部分研究也指出，使用外源性雌激素(无论是口服还是激素替代产物)不会对皮肤黑色素瘤的预后产生任何影响[16]。此外一项临床研究通过辅助生殖技术刺激卵巢提高雌激素水平，观察女性发生黑色素瘤的可能性，结果表明超生理激素水平刺激与黑色素瘤并无明确的因果联系[17]。这种雌激素与黑色素瘤看似相关实则无关的矛盾性是目前研究最需要解决的问题之一。

虽然迄今关于雌激素水平与黑色素瘤风险性间联系的研究报道并不多，但是内分泌状态对于黑色素瘤发展的影响已经被广泛接受，研究者们普遍认为皮肤黑色素瘤应被视作一种激素相关性肿瘤[11]。

2 ER在黑色素瘤发生发展中的作用

ER-α、ER-β是ER的主要类型，广泛表达于子宫、卵巢、乳腺、前列腺、肺和大脑等组织中。ER活性状态是通过基因途径和非基因途径两种方式调节完成，其中基因途径调节ER活性一般与受体二聚反应以及表观调控情况有关，而非基因途径主要通过以下两个信号通路对ER活性进行调控，即生长因子受体信号通路RAS/RAF/MEK/ERK和PI3K/Akt[18]。

2.1 ERα在黑色素瘤发生发展中的作用 ERα属于转录激活因子超家族，不仅具有多种生理活性，而且还能影响各种生物学进程，如肿瘤的发生发展等。人类正常皮肤组织中主要表达的ER亚型是ERα，然而ERα在黑色素瘤癌变前或癌变后的病理生理学过程中表达水平几乎没有变化[19]。Liu等[20]对20例人类黑色素瘤组织石蜡切片行免疫组化分析，结果未观察到ERα表达，但观察到ERβ呈低表达。同时，后续的体外研究也证实与原代黑色素细胞相比，人和小鼠黑素瘤细胞中ERβ在蛋白水平表达降低，而ERα却未见表达。但研究结果显示，部分表达ERα的黑色素瘤细胞在肿瘤发生发展过程中出现受体缺失，其中ERα基因区域5′端调控区域出现CpG异常甲基化现象[19]。这表明ERα的表观遗传性失活可能是导致黑色素瘤恶性增殖和侵袭行为的主要因素。

虽然ERα表观遗传性失活在一定程度上表明了黑色素瘤的恶化程度，但是ERα相关机制研究和临床应用方面的前景仍然不及ERβ[9]。大量动物实验与临床数据均表明，ERβ在黑色素瘤细胞的发展过程中是起到保护机体的作用，其表达水平与黑色素瘤生长和进展情况呈现负相关，进一步支持这种受体可能在黑色素瘤中具有抗肿瘤活性[20]。相反，ERα则与黑色素瘤发生发展过程无显著相关性。

2.2 ERβ在黑色素瘤发生发展中的作用 临床研究表明，ERβ是黑色素瘤组织中起主要作用的ER亚型，其表达水平在黑色素瘤发展恶化过程中逐步下降，被认为是黑色素瘤治疗方案中一个潜在的分子靶点[11]。与邻近健康皮肤组织相比，黑色素瘤组织ERβ表达水平更低。同时研究还发现，男性中黑色素瘤和健康组织中ERβ水平都低于女性，怀孕女性黑色素瘤组织ERβ表达水平高于男性[21]。这些说明ERβ可能是女性黑色素瘤患者普遍预后较好的原因之一。此外，ERβ在黑色素细胞癌变过程中具有很强的预后效果，其分布和表达水平在不同的癌变过程中是不同的[21]。Spyropoulos等[22]发现，ERβ表达量在侵袭性、转移性黑色素瘤中出现下调，其可能是判断恶性黑色素瘤转移情况或预后情况的标志蛋白。

目前大多数研究认为，ERα通过调节细胞增殖促进肿瘤发生，而ERβ则具有明确的抗肿瘤活性。在同时表达ERα和ERβ的肿瘤细胞中，ERβ受体不仅可形成ERβ：ERβ同源二聚体抑制细胞增殖，还可形成ERβ：ERα异源二聚体，抵消ERα的增殖活性[23,24]。因此无论是合成还是天然的ERβ激动剂都可能通过激活ERβ或者ERα/ERβ异源二聚体形成，进而干扰ERα肿瘤活性抑制肿瘤生长。

虽然大量研究表明，ERβ是黑色素瘤中主要表达的ER亚型，且在黑色素瘤组织中ERβ的表达情况与肿瘤发生发展呈负相关，但至今雌激素通过ERβ影响黑色素瘤的发生发展过程的作用机制尚不明确。近期研究表明，在Braf野生型或Nras突变型的黑色素瘤细胞中，ERβ激动剂都可以明显抑制细胞增殖，并且使用ER拮抗剂可以阻滞这种抑制作用[21～24]。这表明ERβ信号通路的激活可能会抑制MAPK/ERK或PI3K通路的活化。然而Natale等[25]发现，17β-雌二醇显著抑制黑色素瘤生长的机制与激活非经典G蛋白偶联雌激素受体(GPER)有关，而并未激活ERα/β。此外，2-甲氧雌二醇作为一种雌激素的内源性代谢产物，也证实在体内外都具有抗黑色素瘤的作用，但其抗肿瘤活性并未发现与ERs(ERα和ERβ)有关[26]。此外部分研究也表明，使用ER受体阻断剂反而可以抑制黑色素瘤细胞的增殖[27]。综上，现有研究数据远不能证实ERβ具有直接抗肿瘤的作用，这可能依赖于黑色素瘤细胞的遗传突变状态(Nras或Braf)[23,28]。因此，关于ER(尤其是ERβ)与黑色素瘤发生发展的机制有待进一步研究。

研究[29]表明，不同于Braf突变型黑色素瘤，Nras突变特有的PI3k/Akt通路活化可以调控不同类型肿瘤中ERβ的抗肿瘤活性。一项体外研究[30]发现，ERβ配体的激活能够抑制Nras突变的黑色素瘤细胞的增殖，这证实了ERβ激活可能通过抑制PI3k/Akt通路而阻止黑色素瘤的发展。同时，ERβ活化可以维持黑色素瘤细胞基因组低甲基化状态的稳定性[29]。而在Braf突变的黑色素瘤细胞中，ERβ激动剂在降低增殖能力方面效果并不显著[23]。这表明在不同细胞系中ERβ配体的不同作用可能与特异性ERβ配体的突变状态有关。一方面，Wang等证实ERβ配体通过RAS通路和PI3K/Akt通路的失活在侵袭性、三阴性乳腺癌细胞中发挥抗肿瘤作用，ERβ活化与PI3K/Akt通路的活性存在负相关关系，因此ERβ活化可以抑制Nras突变的黑色素瘤生长情况[31]。另一方面，Basu等表明在乳腺癌细胞中，毛蕊异黄酮可以激活ERβ，从而引发PI3K/Akt通路的活性降低，但是毛蕊异黄酮对MAPK/ERK通路没有影响，因此ERβ激动剂不能抑制携带Braf突变的黑色素瘤的增殖能力，这可能与MEK/ERK的信号通路有关[32]。因此，在表达Nras突变的黑色素瘤患者中，ERβ可能是一个有效的化疗药物治疗的分子靶点。

综上所述，雌激素通过ER发挥生物学作用，两者结合后可形成同源或异源二聚体的形式进入细胞核促进多种转录因子的激活，与多种肿瘤相关。ERα和ERβ是ER的两种主要类型，比例失调可影响黑色素瘤的发生发展过程。ERα通过表观遗传性失活促进黑色素瘤的增殖过程，而ERβ通过PI3K/Akt通路抑制伴有Nras(并非Braf)突变的黑色素瘤细胞的增殖而发挥抗癌作用。同时ERβ在ER与黑色素瘤的关系中占据主导地位，其表达量在黑色素瘤恶化过程中处于低水平状态，与黑色素瘤的恶性程度呈负相关。因此，ERβ表达水平可能是协助黑色素瘤诊断及判断其预后的重要分子，同时也是黑色素瘤治疗的一种潜在分子靶点。基于ERβ激动剂可以单独或联合MEK通路抑制剂进行干预治疗，以阻止PI3K/Akt和MEK/ERK信号通路的活性，进而可以治疗Nras突变的黑色素瘤[23]。但针对携带Braf突变的黑色素瘤细胞中，如何选择特异性抑制MEK/ERK通路的ER配体将是今后研究的重点。此外，目前雌激素及其受体与黑色素瘤的研究并不多，因此还需要更广泛的基础或临床研究对ERβ在黑色素瘤的具体作用机制进行进一步探讨和延伸。