GPER1在肿瘤中的研究进展

麦明朗，张红河，来茂德

G蛋白偶联雌激素受体1(G protein coupled estrogen receptor 1, GPER1)又称GPR30，是一种定位于细胞膜或细胞质中的新型雌激素受体，其可能有核聚集。GPER1归属于G蛋白偶联受体家族，对雌激素及其类似物或一些外源激动剂如G-1或拮抗剂G15的刺激能激发广泛的生物活性。GPER1基因位于染色体7p22.3上，编码一种375个氨基酸的蛋白质，相对分子质量为4.1×104，主要分布在心血管和神经系统。近年有研究发现，GPER1在肿瘤进展中的作用不容忽视，该文将其在肿瘤中的研究进展进行综述，以期有指导意义。

1 肿瘤进展中GPER1的定位转变

GPER1作为G蛋白藕联受体家族的成员之一，传统观点认为其应归属膜蛋白，但近年研究发现其有胞质和核定位的可能，它的定位转变或者表达强弱与肿瘤患者预后亦有一定的联系。

Tutzauer等[1]报道GPER1膜阳性可能提示乳腺癌患者的预后不良。Zhu等[2]检测110例卵巢癌患者中GPER1的定位后发现，GPER1核定位提示患者预后不良，胞质中的GPER1与预后差有关。此外，Liu等[3]发现非小细胞肺癌组织中GPER1主要定位于胞质或胞核。Friese等[4]通过对156例(59.6%早期)子宫颈癌患者样本进行免疫组化染色发现，GPER1在子宫颈癌组织中定位于胞质或胞膜，大多数为质膜双强阳性。值得注意的是，GPER1胞质阳性患者的总生存率高于阴性患者，差异有统计学意义，提示GPER1胞质定位改变可能影响子宫颈癌的早期进展。Hernandez-Silva等[5]报道GPER1在子宫颈上皮内病变时期的胞质和胞核阳性降低，在正常组织和癌组织中呈双强阳性，提示GPER1胞质定位可能是阻碍癌症发展的因素，而核定位的转变可能与子宫颈癌的恶性进展也有密切联系。

2 不同肿瘤的进展中GPER1的表达

近年研究发现，GPER1在多种肿瘤如子宫颈癌、卵巢癌、子宫内膜癌、肺癌、甲状腺癌等皆有不同程度表达，其表达异常增高往往提示患者预后不良。Ino等[6]检测33例子宫颈癌和44例癌旁组织中GPER1的表达，发现与癌旁组织相比，其在子宫颈癌组织细胞膜和胞质中表达明显增高，且与患者预后呈负相关。此外，GPER1在卵巢癌[7]、子宫内膜癌、肺癌、甲状腺癌中均得到一致的结论。

然而，亦有研究发现，GPER1低表达亦有可能预示肝癌、结直肠癌、骨肉瘤等的不良进展。Wei等[8]通过对62对配对的肿瘤样本进行免疫组化染色发现，与癌旁组织相比，肝癌中GPER1表达明显下调。在C57BL/6小鼠腹腔注射5 mg/kg二乙基亚硝胺(diethylnitrosamine, DEN)构建肝炎诱导肿瘤模型，结果发现与野生鼠相比，GPER1敲除组小鼠形成更明显的肝脏肿瘤，提示GPER1可能对肝癌的发生有抑制作用。同时，GPER1在结直肠癌及骨肉瘤中的相关研究也有类似的结果。

值得注意的是，GPER1在胃癌中的表达模式在研究中存在矛盾的结果。Xu等[9]分析Oncolnc数据库发现，GPER1高表达往往提示胃癌患者预后不良。Tian等[10]根据TCGA和GEO等数据库分析GPER1与胃癌的关系时发现，GPER1在癌组织中的表达低于正常组织，提示低表达患者预后差，对收集的胃癌标本行免疫组化检测亦印证了该结论。同时作者还检测胃癌细胞MGC-803、SGC-7901、HGC-27和正常胃上皮细胞系GES-1中GPER1的表达差异，其结果与上述报道一致。Lee等[11]对55例不同分期的胃癌组织进行免疫荧光染色结果显示：与早期胃癌相比，GPER1在晚期胃癌组织中的表达显著降低。对于上述矛盾现象，可能与数据库差异、胃癌早晚期等均有关，但亦需要更严谨的实验设计进一步探索，以期得到更明确的结论。

3 肿瘤进展中GPER1介导的信号途径

3.1 GPER1/ERK信号途径

3.1.1GPER1/Gαi1/ERK/FAK Chan等[12]发现G-1(0.1～10 μmol/L)能明显抑制ER+前列腺癌细胞PC-3的增殖，将其阻滞在细胞周期G2期且呈剂量依赖性，敲降GPER1表达，G-1对PC-3的抑制作用明显被阻断，同时G-1亦能较好地抑制PC-3来源的皮下瘤生长。G-1对PC-3的抑制作用依赖于GPER1的活化，进一步实验也发现GPER1的活化可以使下游p-ERK入核增加，导致c-jun及c-fos上调，促进p21表达增加，最终导致细胞周期阻滞，但并不影响PI3K通路相关蛋白的表达。Lau等[13]进一步阐明，G-1活化GPER1后可通过介导G蛋白抑制性亚基Gαi1蛋白的活化，引起ERK信号的入核增加及细胞周期阻滞。

人类对双酚A(bisphenol A, BPA)的接触主要是通过食物和水，因为BPA可以从聚碳酸酯塑料容器、饮料罐和环氧树脂中渗出。Castillo-Sanchez等[14]发现BPA可以通过活化GPER1/EGFR/ERK/FAK信号介导乳腺癌细胞MDA-MB-231的增殖和迁移。另外，Tsai等[15]在子宫内膜癌细胞RL95-2中检测他莫昔芬通过GPER1下游ERK信号调控FAK磷酸化增加，进而促进细胞迁移。Rigiracciolo等[16]采用100 nmol/L雌激素E2和G-1作用于乳腺癌细胞MDA-MB-231，发现其可活化GPER1，致使FAK的Y397位点磷酸化增加及STAT3的核聚集，上调CTGF、EGR1等表达，加速MDA-MB-231的侵袭迁移。

3.1.2GPER1/EGFR/ERK 文献报道[17]BPA(0.1～100 nmol/L)可通过作用于GPER1/EGFR/ERK信号上调MMP-2、MMP-9表达，增强肺癌细胞A549的侵袭迁移能力。Zhang等[18]使用(10-6～10-3μmol/L) OHT(他莫昔芬活性代谢物)作用于子宫内膜癌RL95-2和HEC-1A细胞48 h，结果发现OHT能诱导G1-S期的跃迁，从而显著促进两株细胞的生长，其中GPER1/EGFR/ERK/Cyclin D1信号通路的活化发挥主要作用。另外，Chandra等[19]发现抗雌激素衍生物2-[piperidinoethoxyphenyl]-3-[4-hydroxyphenyl]-2H-benzo(b)pyran(简称K-1)能明显抑制人子宫内膜癌细胞Ishikawa的增殖，且呈剂量依赖性，其中GPER1/EGFR信号通路参与K-1对增殖抑制作用的发生，导致p-ERK、p-c-jun、c-fos、Cyclin D1、c-myc的表达下调。

3.1.3GPER1/ERK/NF-κB 文献报道[20]环境污染物镉类似于雌激素E2，可诱导GPER/ERK/NF-κB信号活化，促使甲状腺癌细胞WRO和FRO的生长和侵袭迁移。Liu等[21]报道经G-1(0.1～10 μmol/L)处理肠癌细胞HCT116和SW480的增殖明显受到抑制，且呈剂量和时间依赖性，主要涉及ROS/ERK1/2和NF-κB信号通路的抑制。动物实验显示，G-1能显著抑制肠癌细胞HCT116来源的皮下瘤生长。

3.2 GPER1/PI3K/AKT信号途径

3.2.1GPER1/PI3K/PTEN/AKT 文献报道[22]自分泌运动因子(autocrine motility factor, AMF)可与膜上GPER1相互作用，形成胞质复合物，介导下游PI3K/PTEN/AKT通路活化，促使子宫内膜癌细胞Ishikawa和SPEC-2细胞的增殖，敲降GPER1表达可显著抑制尾静脉注射AMF后裸鼠子宫内膜肿瘤的发生。Zhang等[23]发现雌激素E2能通过GPER1/PI3K/PTEN/AKT通路调控Ishikawa细胞生长。

3.2.2GPER1/PI3K/Sin1/AKT 文献报道[24]成年斑马鱼经雌激素E2(10 μmol/L)处理，其肝脏体积明显增大；进一步实验发现，E2活化GPER1主要通过PI3K/AKT /mTORC1信号通路实现，从而促进斑马鱼肝脏的生长。因此，有研究者检测68例肝硬化患者样本发现，与正常肝脏相比，肝硬化患者组织中GPER1的表达明显上调，提示在肝硬化发展为肝癌的过程中，GPER1/PI3K/AKT/mTORC1通路可能发挥促进肿瘤进展的作用。Feng等[25]发现GPER1/PI3K/Sin1/AKT/mTORC2通路可能参与GPER1介导肝癌进展的整个过程。

3.3 GPER1与内质网应激Tian等[10]利用G-1(2.5 μmol/L)激活GPER1后，可显著诱导GPER1表达水平较高的胃癌细胞AGS、SNU216等的凋亡，且呈剂量依赖性。敲降GPER1表达后，G-1对AGS细胞的抑制作用显著下降，过表达GPER1能增加G-1对表达水平相对较低的胃癌细胞NCI-N87的增殖抑制作用，上述过程主要涉及内质网应激相关蛋白如GRP78、p-PERK、ATF4和CHOP等的变化。Vo等[26]发现G-1(0.5～5 μmol/L)还可通过GPER1诱发内质网应激增加胞质Ca2+浓度，致使GRP78表达和eIF2-α磷酸化增加及下游的未折叠蛋白反应(unfolded protein response, UPR)信号的增强，导致翻译衰减，最终诱导MCF-7细胞死亡，该过程不涉及CHOP蛋白的参与。此外，Chen等[27]通过逐渐增加到10 μmol/L舒尼替尼作用于肾癌786-O细胞，筛选并鉴定出对舒尼替尼耐药的786-O耐药株，用1 μmol/L或5 μmol/L的G-1干预后，与亲本细胞相比，抑制其生长及侵袭迁移的效果更加明显，其原因主要是活化GPER1介导的激活转录因子ATF2，其Thr69/71位点的磷酸化减弱导致的细胞周期阻滞。

3.4 GPER1与肿瘤微环境有研究发现，GPER1还与细胞质重塑、肿瘤相关成纤维细胞(cancer-associated fibroblasts, CAF)及免疫抑制有关。Cortes等[28]报道他莫昔芬可通过GPER抑制下游RhoA/YAP或RhoA/p-MLC-2活化，阻碍肿瘤微环境中胰腺星状细胞的肌成纤维细胞分化及巨噬细胞M2型极化，而抑制细胞外基质重塑和胰腺癌细胞迁移。进一步研究[29]发现他莫昔芬还可通过抑制GPER/HIF-1A/LOX-L2信号轴，抑制胰腺星状细胞分泌胶原和细胞外基质重塑，并诱导癌细胞的凋亡。

此外，Liu等[30]还发现他莫昔芬可通过细胞外基质中CAF细胞表面的GPER1增加HMGB1外分泌，通过诱导自噬进而介导乳腺癌细胞MCF-7的生长。Santolla等[31]发现G-1(100 nmol/L)可通过活化GPER1增加CAF细胞生长因子FGF2的旁分泌作用于乳腺癌细胞MDA-MB-231表面的FGFR1，活化下游ERK和AKT信号促使其增殖，而通过结缔组织生长因子(connective tissue growth factor, CTGF)介导进一步的侵袭迁移。

此外，GPER1还可活化下游PLCβ-PKC和Rho/ROCK-LIMK-Cofilin[32]、GPER1/FBXL5-1/Snail[33]、L型钙通道亚基α1D(Cav1.3)[34]、氧化应激[35]、泛素化降解[36]等信号，实现对肿瘤进程的调控。

4 GPER1与肿瘤耐药

目前，临床上大多数情况下使用抗雌激素类药物他莫昔芬治疗ERα阳性的乳腺癌，初期治疗可一定程度延长患者的生存率，但长期使用后发现均有不同程度的耐药。

Ignatov等[37]研究发现与GPER阴性患者对比，GPER1阳性患者在他莫昔芬治疗4～6个月后乳腺肿瘤无缩小甚至轻微增大。此外，Molina等[38]通过MCF-7暴露于同等临床药物浓度下的他莫昔芬(1 mmol/L)7天，每隔2天换液，建立他莫昔芬长期暴露模型。将模型组和对照组同时使用他莫昔芬(1 mmol/L)处理24、48、72 h后发现，与对照组相比，模型组GPER1的表达均显著增加，该组细胞的增殖呈剂量依赖性(50～2 000 nmol/L)，而ERα水平不受影响。但该处理会导致下游钙离子信号的过度激活和缓激肽B1受体(B1 receptor, B1R)的表达增加，加入GPER1拮抗剂MG15能逆转该效应。这一研究结果能初步说明GPER1可能参与ERα阳性乳腺癌对他莫昔芬的耐药过程。Yu等[39]进一步阐明，GPER1/ABCG2信号轴可能介导MCF-7对他莫昔芬的耐药。Yang等[40]亦发现SK-BR-3可通过他莫昔芬活化的GPER1-PRKACA-CMA途径，在T582位点磷酸化MORC2蛋白，减少与HSPA8和LAMP2A的相互作用，而逃逸溶酶体降解进一步加强对他莫昔芬的耐药。

5 结语

研究显示，GPER1与传统观点的G蛋白藕联受体相比，其膜核定位能加速肿瘤的恶性进展，而胞质阳性可能是逆转其进展的积极因素。因此，研究GPER1膜表达到核定位的转变过程，一定程度上有助于更好地探索和了解此类G蛋白藕联受体的功能。与此同时，相比于癌旁组织或正常组织，GPER1在子宫颈癌、卵巢癌、子宫内膜癌、肺癌、甲状腺癌中呈广泛高表达，而在结直肠癌、肝癌、骨肉瘤中呈广泛低表达。研究表明，GPER1在肿瘤进展中主要通过调控ERK、PI3K/AKT、内质网应激及影响肿瘤微环境等方式发挥作用，并一定程度影响肿瘤对化疗药的敏感性，但关于GPER1较为深入的分子机制尚未阐述明确，需要更多严谨的实验进一步研究。如胶质瘤、鼻咽癌、食管癌等尚未见与GPER1有关的报道，其是否也发挥作用值得进一步探索，以期更好的了解G蛋白藕联受体在肿瘤发生、发展中的功能及其机制，对于药物开发、临床诊断及靶向治疗亦能有更好的指导意义。