维生素D 及其受体与卵巢癌相关分子机制的研究进展

韩瑛，桑翠琴，王淑珍

首都医科大学附属北京朝阳医院妇产科，北京 100020

卵巢癌是全球范围内常见的女性生殖系统恶性肿瘤，且近年来发病率呈升高趋势，病死率位居妇科恶性肿瘤首位。卵巢癌预后较差的原因与其难以早期发现有关，且其发病机制至今仍不明确，目前认为与基因突变及免疫功能异常有关。多项研究表明，循环维生素D 水平与多种恶性肿瘤的发生风险相关。流行病学研究数据显示，低水平的循环维生素D 与卵巢癌发生风险增高相关。本文对维生素D 及其受体与卵巢癌相关的分子机制进行综述。

1 维生素D 与卵巢癌的关系

人体的维生素D 主要来源于光照和食物，可在肝脏进行代谢为骨化二醇[25-（OH）D]，然后代谢为骨化三醇[1, 25（OH）D]，从而作为主要的代谢活性物质形式进入循环，同时也是转录因子维生素D 受体（vitamin D receptor，VDR）的高亲和力配体。1,25（OH）D与VDR 结合后可激活VDR，与维甲酸X 受体（retinoid X receptor，RXR）进行异二聚体反应，与维生素D 反应元件（vitamin D response element，VDRE）结合，下调或上调相关基因的表达，影响细胞生长、分化、上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、免疫反应、炎性反应及细胞凋亡过程。

多项研究表明，维生素D 可抑制肿瘤细胞增殖。1, 25（OH）D通过阻止细胞周期的不同阶段来调节肿瘤细胞生长，通过降低细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin dependent kinase，CDK）抑制剂P21、P27 的活性使细胞停滞于细胞周期中的G/S期，也可通过调节GADD45 诱导细胞周期停滞于G/M 期。此外，1, 25（OH）D还可上调上皮细胞标记的E-钙黏蛋白（E-cadherin）的表达，降低EMT 转录因子的表达，从而抑制卵巢癌SKOV-3 细胞的迁移和侵袭。卵巢癌细胞中，1,25（OH）D已被证实与细胞端粒酶下调促细胞凋亡机制有关。维生素D 也被证实可在卵巢癌的抗炎过程中发挥作用。此外，维生素D 对肿瘤细胞中的脂肪酸及葡萄糖代谢也有影响。VDR 存在于正常卵巢上皮细胞和卵巢癌细胞中。与正常卵巢组织相比，卵巢癌组织中VDR 表达上调。有研究在

VDR

缺失小鼠中检测到促性腺激素水平升高，芳香化酶基因表达降低及芳香化酶活性降低。

VDR

基因多态性与相关卵巢癌风险也已经被广泛研究，目前研究最多的基因位点包括

FokI

、

BsmI

、

Cdx

-

2

和

TaqI

等。

近年来，多项研究关注维生素D 在不同肿瘤发生发展过程中的角色和作用，高表达的循环维生素D 与多种肿瘤的发生风险降低有关，其中也包括卵巢癌。2010 年，一项系统回顾分析显示，约一半以上的病例对照研究发现，卵巢癌发病率和病死率随地理纬度的增加、太阳辐射水平升高及维生素D 的补充而降低。但部分队列研究发现，维生素D 的摄入增加或循环表达水平增加并不能降低卵巢癌的总体患病风险。一项对4个队列研究的荟萃分析结果显示，循环维生素D 水平与卵巢癌发病风险呈负相关，但差异没有统计学意义，部分病例对照及队列研究也得到了类似的研究结果。一项随机研究发现，单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）的基因特性导致欧洲女性的循环维生素D 水平降低，因此，欧洲女性更容易患卵巢癌。

2 维生素D 在卵巢癌中的作用

2.1 参与细胞周期调控及程序性死亡

1, 25（OH）D通过调节细胞周期的不同阶段影响肿瘤细胞的生长。CDK 是细胞周期的重要参与因子，细胞周期G期至S 期的进展受CDK2/Rb/E2F 信号通路的调控。CDK 的转录被表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）激活后，可引起E2F 的活化、p27 的降解，使细胞周期从G期进展至S 期。1,25（OH）D在人类卵巢癌细胞中调控p27、细胞周期蛋白（cyclin）A、cyclin E 和S 期激酶相 关 蛋 白2（S-phase kinase associated protein 2，Skp2）的表达。1, 25（OH）D的主要作用靶点为CDK 抑制因子p27，其聚集可使细胞周期停滞于G期。细胞周期S 期的DNA 合成受

cyclin A

和

E2F

基因的调控。1, 25（OH）D可下调

cyclin A

的表达，降低CDK2 的活性和p27 的磷酸化水平，降低了p27 与Skp2 泛素连接酶的亲和力，导致p27 在细胞内积累，从而阻滞细胞周期。维生素D 可影响细胞周期信号通路的蛋白，此外，卵巢癌细胞表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）也是其靶基因，可引起一系列反应使细胞周期停滞于G/S 期。有研究发现，在

EGFR

基因组内含子1 中存在一种新型的

VDRE

，1, 25（OH）D通过与

VDRE

结合，抑制

EGFR

mRNA 和EGFR 蛋白的表达。1, 25（OH）D可通过下调

EGFR

的表达降低卵巢癌细胞对EGF的应答，从而抑制细胞增殖。有学者在卵巢癌细胞系中发现的另一个参与1, 25（OH）D抑制肿瘤活性的重要基因是

GADD45

。

GADD45

可调控

p53

基因，在DNA 修复和细胞周期中均可发挥重要作用。1, 25（OH）D与其受体结合时，VDRRXR 复合物可上调

GADD45

基因的表达，阻滞细胞周期向M 期进展。也有研究报道，维生素D 可影响卵巢癌细胞的凋亡，端粒酶是稳定端粒长度使细胞不发生凋亡所必需的酶，1, 25（OH）D可下调端粒酶的表达，从而诱导卵巢癌细胞的凋亡。肿瘤细胞中端粒酶浓度较高的主要原因是其可催化亚基人类端粒酶逆转录酶（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）的过表达，与非肿瘤细胞相比增加了近100 倍。1, 25（OH）D通过下调

hTERT

mRNA 的表达来降低hTERT 蛋白的表达水平，从而降低端粒酶浓度，促进肿瘤细胞凋亡。维生素D 的另一个调控端粒酶功能的靶点是miRNA-498，其被1, 25（OH）D激活后，可下调

hTERT

mRNA 的表达水平，从而诱导细胞凋亡。另有研究显示，1, 25（OH）D通过抑制肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand，TRAΙL）和TRAΙL 受体4，通过下调Fas配体的表达来调控体外凋亡通路。此外，有研究探讨1,25（OH）D与卡铂间的协同效应，结果显示，1,25（OH）D可增强卡铂诱导的细胞凋亡作用。

2.2 EMT 与肿瘤进展

EMT 是上皮细胞分化为运动的间充质细胞并增强细胞侵袭性的过程。上皮细胞通过EMT 获得间充质形态，失去细胞间接触，从而更具侵袭性和迁移能力，这个过程在卵巢癌侵袭过程中发挥关键作用。有研究通过观察TGF-β1 刺激SKOV-3 细胞发现，1,25（OH）D降低了间质标志物波形蛋白的表达，上调了上皮标志物E-cadherin 的表达，抑制了SKOV-3 细胞的迁移能力，还抑制了转化生长因子抑制剂诱导的EMT。此外，体内和体外研究均表明，1, 25（OH）D和VDR 有助于抑制卵巢癌细胞转移至大网膜。对小鼠卵巢表面上皮细胞的研究发现，1, 25（OH）D可通过下调β-catenin 的表达，上调E-cadherin 的表达，抑制肿瘤细胞的侵袭和迁移。

也有报道显示，VDR 在卵巢癌的肿瘤细胞侵袭、转移和腹腔积液形成过程中均可发挥重要作用。动物实验显示，将提前暴露于维生素D 的卵巢癌细胞种植于免疫缺陷小鼠，降低了肿瘤细胞转移至肝、肺和骨髓的可能性。DDX4 是维生素D的另一个活性靶点，活性维生素D 可抑制DDX 的表达，从而抑制卵巢癌细胞的侵袭能力。

2.3 肿瘤新生血管生成

目前，探讨维生素D 对卵巢癌新生血管生成影响的研究仍较为缺乏。但在其他肿瘤细胞中，1, 25（OH）D已被证实通过调节缺氧诱导因子-1（hypoxia-inducible factor-1，HΙF-1）的表达发挥抗血管生成作用。HΙF-1 是肿瘤新生血管生成的主要因子，也是血管生成的关键转录因子。已有研究表明，1,25（OH）D可降低HΙF-1 亚基的表达，并能抑制血管内皮生长因子和肿瘤细胞在缺氧条件下的增殖。研究表明，1, 25（OH）D对肿瘤内皮细胞的抗肿瘤新生血管生成的作用也是通过VDR 介导的。

2.4 免疫调节和肿瘤炎性反应

维生素D 是先天免疫系统的重要调节因子，可通过诱导多种免疫因子的表达发挥抗菌肽作用，影响单核细胞的趋化性、自噬过程和巨噬细胞吞噬溶酶体融合，增加上皮细胞的物理屏障功能，影响肠道微生物群的组成。此外，维生素D 还可调节适应性免疫系统，主要通过下调辅助性T 细胞（T helper，Th）1 细胞的表达，抑制促炎细胞因子产生，上调Th2 细胞、调节性T 细胞（regulatory T cell，Treg）的表达，下调Th17 细胞的表达，并调节抗原呈递使树突状细胞进入“致变色”状态。因此，低维生素D 水平和高易感性也会增加一些自身免疫性疾病的发生风险。肿瘤细胞和免疫系统之间的关系是十分复杂的，包括免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤效应，肿瘤细胞对免疫产生耐受进而出现预转移行为等。一些肿瘤组织被适应性和先天免疫细胞浸润，这些免疫细胞可以通过提供多种生长因子，包括促进血管生成的因子、促进EMT 过程的因子和帮助肿瘤逃逸凋亡的因子，在肿瘤进展中发挥重要作用。

炎性反应在卵巢癌和其他恶性肿瘤的发展过程中非常重要。环氧化酶（cyclooxygenase，COX）1 和COX2 是介导前列腺素合成的两种同工酶，可调节炎性反应。COX1 与COX2 的表达受前列腺素、生长因子和细胞因子的调节。COX2 促进卵巢癌的发展与减少细胞凋亡、促进细胞增殖和促进肿瘤新生血管生成有关。有报道显示，与良性卵巢组织相比，COX2 在卵巢癌细胞中的表达上调，这与卵巢癌患者的生存期缩短有关。一项对卵巢癌和子宫内膜癌细胞的研究结果表明，子宫内膜癌中，1, 25（OH）D具有明显的抗肿瘤作用，孕激素可下调促炎细胞因子CXC 趋化因子配体（C-X-C chemokine ligand，CXCL）1和CXCL2的表达，从而下调转移过程中相关蛋白的表达。CXCL1和CXCL2 在卵巢癌中高表达，也与肿瘤细胞的转移有关。

另一方面，抗肿瘤T 淋巴细胞反应与更有效的免疫检查点封锁相关，然而多数免疫废弃肿瘤几乎对免疫疗法没有反应。研究表明，肿瘤内在的WNT/β-catenin信号通路在黑色素瘤中可介导免疫排斥反应，这在其他肿瘤中也得到了证实。研究显示，维生素D/VDR信号通路可以抑制WNT/β-catenin通路，值得进一步关注其参与影响免疫治疗耐药的相关机制。

2.5 维生素D 相关酶表达与肿瘤代谢

参与维生素D 代谢的酶包括1-羟化酶、24-羟化酶、25-羟化酶等。研究显示，24-羟化酶在卵巢癌细胞中表达上调。在原发和转移性卵巢癌中，1-α羟化酶编码基因细胞色素P450 27B1（cytochrome P450 27B1，CYP27B1）是编码1-羟化酶的基因，可明显抑制肿瘤细胞的增殖，也被证明与患者的总生存率下降有关。卵巢癌细胞系的1,25（OH）D暴露对25-羟化酶、1-羟化酶的表达没有影响，但可上调24-羟化酶mRNA 的表达。在对卵巢癌细胞系的研究中，高表达的1,25（OH）D可抑制卵巢癌细胞的生长，而低表达的1,25（OH）D可促进其增长。据此可推测，由于活性的关系，需要较高浓度的24-羟化酶才能使1,25（OH）D失活。低表达的1, 25（OH）D促进肿瘤细胞生长的作用可能是由于受24-羟化酶产生的代谢物的影响，但目前对其作用机制的了解仍然很少。

2.6 VDR 及其多态性

卵巢肿瘤和正常卵巢上皮细胞均可表达VDR，与正常卵巢组织相比，卵巢癌组织中VDR 的表达明显上调。如前所述，VDR 参与雌激素的生物合成，调控芳香化酶基因的表达。对卵巢癌细胞系的研究表明，1, 25（OH）D上调VDR 的表达对卵巢癌细胞的生长具有明显的抑制作用。此外，VDR 与雄激素受体的合作，二者均可调节卵巢癌细胞的生长，也已经得到了证明。具体来说，1, 25（OH）D通过上调VDR 的表达上调雄激素受体和双氢睾酮水平，抑制肿瘤细胞的生长。

VDR

基因多态性在不同人群中的研究一直存在争议，研究最多的SNP 是FokΙ 位点。

FokI

位于外显子2 上，与F 等位基因产生的蛋白质相比，F 等位基因的存在导致了3 个氨基酸的延长。而研究显示，较长的蛋白质对1, 25（OH）D反应较弱，转录活性较低。F 等位基因纯合携带者患卵巢癌的风险比普通基因患者高两倍。一项荟萃分析结果显示，F 等位基因最常见的是亚洲人，其次是欧洲人和非洲人。此外，也有研究发现，FF 等位基因卵巢癌患者比Ff 和ff等位基因携带患者的总生存率更高。几项荟萃分析结果也提示，

FokI

基因多态性与卵巢癌风险增加有关。

2.7 肿瘤干细胞

有研究对维生素D 对卵巢癌干细胞的作用也有一些初步的探讨，研究表明，干细胞在卵巢癌转移形成、肿瘤复发和肿瘤耐药性的发展方面均有重要作用。维生素D 已被证明会降低肿瘤干细胞的自我更新能力。体外实验中，活性维生素D增加了VDR 和细胞质小体-连环蛋白的表达，降低了肿瘤干细胞相关基因

CD44

的表达。此外，有报道证实，VDR 在WNT 通路中介导的抑制途径可以减少肿瘤干细胞的数量。

3 小结与展望

本文对维生素D 在细胞水平上影响卵巢癌的分子机制进行了综述，流行病学证据表明，高循环维生素D 水平与较低的卵巢癌发生风险和病死率有关。系统综述还没有发现任何与之相关的维生素D 或类似物对卵巢癌患者的影响及此类补充或治疗，在此基础上，进一步的体外和体内研究均十分有必要。在未来，应开展随机对照试验进一步探讨维生素D 补充剂在临床预防或治疗卵巢癌的作用。