雌激素膜受体与肿瘤的研究进展

何 雪，王欣奇，郭胜男，黎 觊，罗佳楠,陶 然,赵文秀 (吉林医药学院:1.公共卫生学院,2.药学院，吉林 吉林 132013)

雌激素主要由雌性动物的卵巢和胎盘分泌。雌激素受体(estrogen receptor，ER)在人体广泛分布，主要集中分布于女性生殖系统以及皮肤。雌激素的主要作用为促进性器官成熟以及维持雌性动物第二性特征[1]。雌酮、雌二醇以及雌三醇是天然雌激素的主要成分，三者都是脂溶性激素并且可以从胞膜到达胞质。调节性征发育及性器官成熟主要由分布在细胞核上的雌激素核受体(nuclear estrogen receptors，nERs)介导，表现的是生理调节作用，也叫做雌激素基因组效应[2]。近年来，多种雌激素膜受体(membrane estrogen receptors，mERs)陆续被发现，包括46 kD ERɑ剪切体、36 kD ERɑ剪切体以及G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor 30，GPR30)，3种mERs均可结合雌二醇和多种雌激素结构类似物[3]。mERs分布较更为广泛，除雌激素及因素效应的靶器官外，在骨骼肌、神经元、血管内皮和多种免疫细胞也表达。部分乳腺癌、卵巢癌和肺癌等肿瘤也表达mERs。本文简要回顾mER结构与分布和非基因组效应信号转导，重点阐述mERs与肿瘤相关的研究进展。

1 mERs的结构、分布和信号转导

1.1 mERs的结构与分布

近年来，多种mERs陆续被发现。Razandi等[4]在卵巢细胞中发现nERs还在细胞膜上表达，约占2%～3%。目前为止已被发现的mERs有经典核受体膜性成分、Gaq-ER、ER-X以及GPR30等[5]。GPR30是名实相符的膜受体，cDNA序列的长度为2604 bp，其中包含一个开放阅读框(其长度为1128 bp)，是由375个氨基酸经过7次跨膜转运的受体蛋白分子，理论分子量约为40 000[6]。GPR30在雌激素作用靶点中呈现出高表达。目前在生殖系统、内分泌系统、中枢神经系统、运动系统等均可检测到GPR30[7]。在恶性肿瘤、炎症反应、心血管疾病、女性生殖系统疾病等雌激素依赖性疾病的发生、发展过程中均有GPR30的参与，其在细胞亚定位仍没有统一的说法。GPR30位于细胞膜、内质网、线粒体及高尔基复合体等,通过电镜免疫标记观察发现GPR30分布于神经元的细胞膜和内质网[8]。

1.2 mERs与非基因组效应的信号转导

雌激素的非基因组作用是由膜型ERɑ或GPR30结合配体(雌激素或结构类似物等)介导。非基因组作用偶联的信号转导通路主要包括ERɑ/Mek/Erk、GPR30/PI3K/Akt/mTOR、ERɑ/PI3K/Akt/mTOR等。ERɑ和GPR30还偶联Src/MEK/Erk和Src/FAK，而ERβ偶联Src/JNK[6]。PI3K是一种胞浆中近胞膜区域的一种二聚体蛋白激酶，将底物PIP2磷酸化生成PIP3。后者作为第二信使招募Akt至胞膜内侧与PDK反应，作用于多种底物，如磷酸化GSK3使其失活，抑制cyclin D1降解，从而使细胞周期向S期进展，促进细胞增殖。PI3K信号通路还可以通过调节上皮细胞间质化作用而促进细胞迁移、磷酸化凋亡相关蛋白BAD，为细胞存活提供帮助等[9]。被异常激活的PI3K/Akt信号通路能够诱导肿瘤微环境中新血管的生成，导致肿瘤细胞的增殖与分化，加剧肿瘤的转移、侵袭，对肿瘤的发生，发展的作用机制、生物学效应以及转归具有深远的研究意义[10]。张勤等[11]证实异常活化的GPR30-PI3K/Akt信号通路加剧了乳腺癌细胞迁移的作用，且与乳腺癌的发展具有一定的交叉关系，有参与乳腺癌细胞恶性侵袭、转移的作用。檀军丽等[12]分析且证实GPR30-PI3K/Akt信号通路与三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-468转移存在着某种交互关系，其具体相关机制有待于进一步研究。成冬等[13]发现当与GPR30发生结合，PI3K/Akt-mTOR信号通路可抑制线粒体自噬，进而保护小鼠软骨原代细胞系ATDC5免于线粒体自噬作用，为治疗骨性关节炎提供新的途径。此外，在子宫内膜癌的进展中，GPR30表达量的降低可以使PI3K/Akt信号通路受到抑制，致使子宫内膜癌细胞的增殖与分化受到抑制，这将为子宫内膜癌治疗靶点提出了新的参考依据[14]。

2 mERs与恶性肿瘤

2.1 mERs与乳腺癌

乳腺癌作为高致死率恶性肿瘤严重威胁女性健康，按照ER是否表达，分为激素依赖型(ER+)和激素非依赖型(ER-)。ER、孕激素受体(PR)和人类表皮生长因子(HER-2)都参与乳腺上皮的增殖和分化。2013年的圣加伦国际乳腺癌上将乳腺癌的Luminal分子定义为4型：三阴性型(ER-PR-HER-2-)，HER阳性型(ER-PR-HER-2+)，Luminal A型(ER+PR+HER-2-)，Luminal B型(ER+PR+HER-2+)。Luminal分子分型是乳腺癌采取激素治疗、化疗和HER-2靶向治疗的重要依据。HER阳性型和三阴性型乳腺癌多采用化疗或针对HER-2的靶向治疗。表达ER的Luminal A型和B型可按照内分泌以及药物进行治疗。三苯氧胺(Tamoxifen,TAM)作为临床上ER阳性的乳腺癌患者主要使用的第一代非甾体类选择性ER拮抗剂药物，是临床上最早、最多使用的ER调节剂。TAM及其代谢产物4-羟基他莫昔芬，均对ER具有程度不一的拮抗作用。但随着治疗时间的延长，会使部分乳腺癌细胞产生TAM获得性耐药(即继发耐药)，导致治疗失败。TAM不仅能与GPR30结合，而且还属于GPR30特异性激动剂。因此，寻找TAM耐药靶点是对抗乳腺肿瘤，改善患者预后的关键点。李啸天等[15]研究沉默GPR30对乳腺癌MCF-7细胞TAM的逆转作用。通过外源性干扰MCF-7细胞中GPR30表达，发现细胞内Ca2+浓度明显升高，细胞对TAM敏感性增加，提示沉默GPR30的表达可以逆转TAM的耐药性。相关的作用机制与抑制肿瘤细胞保护性自噬有关，为TAM的临床应用提供了科学的理论依据。秦旖璐等[16]讨论了GPR30基因表达对人乳腺癌相关成纤维细胞(CAF)有氧糖酵解的影响。在有氧的条件下，肿瘤细胞ATP生成的主要途径为糖酵解，伴随着大量的乳酸、丙酮酸等的产生。但氧化磷酸化通常不会增加Warburg效应[17-18]。研究采用GPR30特异性激动剂G1和CAF共同培养，发现GPR30表达上调，CAF细胞中p-PKA和p-CREB的表达量也呈上升趋势，加速了有氧糖酵解在CAF细胞中的发生。研究GPR30调控CAF能量代谢机制以及相关乳腺肿瘤治疗靶点，将为日后科学研究奠定了重要的生物学基础。GPR30在乳腺癌细胞侵袭中扮演着重要作用。CAF在肿瘤微环境中可通过GPR30发挥重要作用，介导乳腺癌的炎症反应，甚至诱导乳腺癌加剧。余腾骅等[19]通过研究乳腺癌肿瘤相关AF中细胞质GPR30活化对成纤维细胞生长因子2(fibroblast growth factors 2，FGF2)的表达调控机制及其对肿瘤细胞侵袭能力的影响，发现可激活CAF细胞质中GPR30/PKA与GPR30/AKT信号通路，在肿瘤恶性进展中起着重要作用。同时可诱导CAF的细胞质中GPR30依赖的下游PKA信号旁分泌FGF2，进而促进乳腺癌细胞侵袭。但张光君等[20]通过研究不同分型乳腺癌中GPR30 mRNA的表达，发现GPR30 mRNA低表达患者预后更差，提示GPR30有望成为判断乳腺癌患者预后的独立预测因子。

亚洲人口广泛摄取豆科植物为食。豆科植物以及多种中药材均富含雌激素结构类似物，即植物雌激素。染料木素是来自大豆的植物雌激素，可与ERα、ERβ和GPR30结合。研究表明，染料木素浓度和乳腺癌细胞的受体类型是影响效应的主要因素。环境、饮食、药物均含有激素类似物，可能引起雌激素的非基因组效应。研究肿瘤发病机制、预防措施和治疗方案时，不可忽视激素及激素类似物对ER+/GPR30+和ER-/GPR30+乳腺癌的影响[21]。综上所述，GPR30在乳腺癌的发生、发展、耐药过程、治疗靶点等方面均有广泛参与，同时也是影响乳腺癌预后判断的重要指标。

2.2 mERs与子宫内膜癌

子宫内膜癌(endometrial carcinoma，EC)是妇科三大恶性肿瘤之一。1983年，Bockman提出EC临床分型：Ⅰ型(雌激素依赖型)和Ⅱ型(非雌激素依赖型)。Ⅰ型EC患者伴有不孕、高血脂、绝经晚、肥胖、卵巢或子宫内膜增生等雌激素过多表现，常与内分泌紊乱有关；Ⅱ型患者与高雌激素表达无关，同时无内分泌紊乱的表现。总之，Ⅰ型EC发病早，进展较慢，预后较好，5年生存率较高；Ⅱ型EC在推荐手术后进行化疗[22-23]。研究表明在EC的发生、发展过程中GPR30扮演着重要角色。活化GPR30可激活胞内Src激酶，诱导基质金属蛋白酶的产生，配体与受体发生偶联，进而下游分子通过级联磷酸化促进EC细胞增殖[24]。蔡玲玉等[25]发现在EC的发生、发展过程中，诱导和维持肿瘤微环境的关键分子白细胞介素-6(IL-6)/转录激活因子3(STAT3)两者起着重要的媒介作用。GPR30可以激活IL-6/STAT3炎症通路加剧EC的进程，并且GPR30特异性激动剂G1也能促进EC细胞对IL-6/STAT3的表达。GPR30的另一条信号通路p-ERK1/2也介导了EC的发生[26]。叶佳等[27]研究并证实GPR30 mRNA及蛋白在高、中、低分化的EC细胞系中表达量呈逐渐上升的趋势，提示GPR30 mRNA的表达水平与EC分化恶性程度具有一定的关联。同时肖波等[28]分析了GPR30的表达水平与EC患者预后的关联性。EC的病理分期、肌层浸润深度的相关性与GPR30阳性表达有关，对EC预后产生重要影响。总之，GPR30在EC细胞和组织中广泛存在，并可以凭借多条信号通路涉及肿瘤的发生与发展，同时GPR30的存在也将是EC治疗的潜在新靶点。

2.3 mERs与卵巢癌

女性生殖系统第二大常见恶性肿瘤——卵巢癌是性激素依赖性肿瘤，伴有高致死率，且术后患者会出现肿瘤复发的现象，严重威胁女性健康[29]。在卵巢癌发生发展过程中，GPR30起着媒介作用。GPR30作为桥梁在卵巢癌的侵袭与转移过程中存在着连接作用，且内分泌治疗是卵巢癌的一个治疗方向[30]。卵巢细胞的增殖与分化需要雌激素的应答。在雌激素抑制剂治疗卵巢癌时，传统ERɑ和ERβ受到抑制，但仍存在雌激素效应现象。GPR30与雌激素之间存在特定的亲和力。GPR30通过雌激素的激活，直接参与细胞的调控，进而发挥应答，同时GPR30作为关键因子参与了卵巢癌细胞的侵袭与转移。在卵巢癌诊断和恶性程度的判断之中，GPR30可作为一种新型的可靠的指标。刘慧迪等[31]证实GPR30参与上皮性卵巢癌的发生与发展，同时在卵巢癌的迁移过程中具有交联作用。并且实验联合检测了基质金属蛋白酶9在上皮性卵巢癌中的表达，发现二者具有正相关性。祝彩霞等[32]指出在不同组织类型的卵巢癌中GPR30的表达不尽相同，在低分化的卵巢癌组织中的GPR30表达率高于高分化组，进展型卵巢癌中GPR30表达率高于非进展型卵巢癌，提示GPR30可能是卵巢癌预后的生物学标志物。在卵巢癌的进展过程中GPR30表达具有核聚集现象，提示具有核聚集现象的GPR30可作为新型的治疗靶点。综上所述，GPR30在卵巢癌中有所表达，且可能成为卵巢癌治疗的新靶点。

3 结 语

近年的研究揭示了两种经典雌激素核受体ERɑ和ERβ在细胞膜也有分布，并参与非基因组效应的信号转导。而新发现的GPR30作为7次跨膜转运的受体蛋白，被列为G蛋白耦联受体超家族。膜受体GPR30在子宫、乳腺、卵巢等中均见表达，GPR30与肿瘤微环境之间具有一定的关联性。在多种恶性肿瘤的发生与发展中，GPR30扮演着重要的角色，但对其所介导的信号网络需要进一步了解。阐明GPR30在恶性肿瘤进程中生物学效应和机制，将为雌激素相关性恶性肿瘤治疗研究提供新的思路。