GPR30在婦科疾病中的研究進(jìn)展

袁瑞利，平 毅，黃玲玲，侯勇麗

(1.山西醫(yī)科大學(xué)，太原 030000； 2.山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院婦產(chǎn)科，太原 030000)

雌激素是一種內(nèi)分泌激素，在女性生殖系統(tǒng)發(fā)育和第二性征中起重要作用，其可與多種雌激素受體(estrogen receptor,ER)結(jié)合后通過細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路傳遞信號，介導(dǎo)多種生理學(xué)效應(yīng)，維持并調(diào)節(jié)機(jī)體的生長、發(fā)育和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)等。然而，雌激素不僅具有由ERα和ERβ介導(dǎo)的基因組效應(yīng)，而且具有快速或非經(jīng)典基因組效應(yīng)，介導(dǎo)此效應(yīng)的受體G蛋白偶聯(lián)受體(G protein-coupled receptor，GPR)30被廣大學(xué)者深入研究。GPR30是一種替代的細(xì)胞內(nèi)ER，獨立于傳統(tǒng)的雌激素核受體ERα和ERβ，是一種新型雌激素細(xì)胞質(zhì)膜受體[1]，于2005年被鑒定出來并且能夠介導(dǎo)雌激素作用，與ER(ERα和ERβ)的亞基不同，GPR30在細(xì)胞核中起雌激素激活的轉(zhuǎn)錄因子的作用而不影響基因轉(zhuǎn)錄。GPR是一種七次跨膜GPR家族中的一員，其基因位于第7號常染色體短臂p22.3上，由4個轉(zhuǎn)錄剪接變體編碼[2]，可與雌激素特異性結(jié)合，啟動多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，在多系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。近年來大量研究表明，GPR30在子宮、卵巢、甲狀腺、乳腺等正常器官組織中調(diào)節(jié)細(xì)胞的多種生理功能，它的異常表達(dá)在婦科疾病及其他多系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程也起一定作用[3-7]?，F(xiàn)對GRP30的生物學(xué)功能及其在生殖系統(tǒng)疾病中各種疾病中的作用進(jìn)行闡述。

1 GPR30分子結(jié)構(gòu)及介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

1.1GPR30分子結(jié)構(gòu) 迄今為止GPR家族作為發(fā)現(xiàn)的最大的受體超家族，有1 000多個成員，含有7個跨膜區(qū)，其與配體結(jié)合后，可通過激活所偶聯(lián)的G蛋白及下游的調(diào)節(jié)蛋白和效應(yīng)器，啟動不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，并產(chǎn)生各種不同的生物學(xué)效應(yīng)。GPR30就是其中的一員，基因定位于染色體7p22區(qū)域，分子量約40 000，由375個氨基酸組成。嗜水性分析顯示，GPR30含有7次跨膜疏水區(qū)，該區(qū)域包含6個相互交替的細(xì)胞內(nèi)外袢，該袢由20～26個氨基酸連接而成[8-9]。傳統(tǒng)上由雌激素引發(fā)的轉(zhuǎn)錄行為歸因于ERa和ERb，然而并非所有的生理反應(yīng)都可用由雌激素介導(dǎo)的經(jīng)典效應(yīng)來解釋，隨著研究的深入，GPR30已被確認(rèn)為ER家族的新成員，對雌激素具有高度的親和力，可直接調(diào)控細(xì)胞功能，對雌激素產(chǎn)生生理應(yīng)答效應(yīng)，此過程僅需幾秒鐘至幾分鐘即可完成，且該過程不依賴于ERα和ERβ，被稱為雌激素的快速非基因作用[10-11]。

1.2GPR30介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 GRP30通過多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來傳遞細(xì)胞外信號，從而激活下游一系列的信號分子，在相應(yīng)的靶組織器官中參與細(xì)胞增殖與分化、細(xì)胞形態(tài)維持、細(xì)胞遷移、細(xì)胞凋亡和惡變等多種生物學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致一些激素依賴性的疾病發(fā)生。

1.2.1表皮生長因子受體(epithelial growth factor receptor，EGFR)-促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPK)途徑 雌激素與GPR30特異性結(jié)合后可活化與其相偶聯(lián)的G蛋白，G蛋白將GDP交換為GTP，導(dǎo)致GTP結(jié)合的Gβγ二聚體和Gs蛋白(Gα)亞單位解離，此時兩者參與不同的信號通路途徑，產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)，一方面，Gβγ二聚體使其下游的Src家族酪氨酸激酶激活，進(jìn)而磷酸化Src銜接蛋白第317位酪氨酸殘基，磷酸化后的Src可使基質(zhì)金屬蛋白酶激活，這些基質(zhì)金屬蛋白酶切割親肝素結(jié)合表皮生長因子，促使肝素結(jié)合性表皮生長因子從細(xì)胞表面釋放，而肝素結(jié)合性表皮生長因子可作為配體反式活化EGFR，形成異源二聚體，使其自身活化并與ATP結(jié)合，發(fā)生磷酸化進(jìn)而激活MAPK，進(jìn)一步快速活化細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)，同時發(fā)生磷酸化，并上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子c-fos的表達(dá)，該通路的持續(xù)激活可導(dǎo)致細(xì)胞周期進(jìn)展和細(xì)胞增殖等細(xì)胞失調(diào)行為，甚至發(fā)生癌變[12-16]。另一方面，活化的EGFR也可激活磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)，進(jìn)而使具有抗凋亡和促進(jìn)細(xì)胞增殖作用的蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)激活，調(diào)節(jié)內(nèi)皮型一氧化氮合酶活性，產(chǎn)生一氧化氮，進(jìn)而參與細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，促進(jìn)細(xì)胞生長和增殖。Vivacqua等[17]發(fā)現(xiàn)活化的EGFR同時還能動員胞內(nèi)鈣離子，也具有促細(xì)胞增殖的作用。

1.2.2環(huán)腺苷酸/蛋白激酶A途徑 雌激素與GPR30結(jié)合后Gs亞基(Gα)從G蛋白中解離出來，Gαs亞基蛋白激活細(xì)胞膜上的腺苷酸環(huán)化酶，進(jìn)一步通過催化ATP產(chǎn)生環(huán)腺苷酸，使細(xì)胞中環(huán)腺苷酸水平升高，繼而激活蛋白激酶A，使Raf-1失活，導(dǎo)致ERK1/2活性降低，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞生長，這種效應(yīng)與EGFR-MAPK/ERK1/2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路所起的增強(qiáng)作用相反，兩條截然不同的信號途徑之間存在拮抗和平衡，這種精準(zhǔn)的調(diào)控在維持細(xì)胞正常生理活動中具有重要作用。

2 GPR30與婦科疾病

雌激素在女性生殖系統(tǒng)中不可或缺，而GPR30作為一種雌激素膜受體，受到了越來越多關(guān)注，研究表明其參與的調(diào)節(jié)雌激素快速非基因組效應(yīng)在盆底器官脫垂、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、子宮肌瘤、子宮內(nèi)膜異位癥、子宮肌瘤和宮頸癌等疾病的發(fā)生發(fā)展中均發(fā)揮了一定的作用。在雌激素依賴的相關(guān)疾病中，GPR30的異常表達(dá)與疾病的不良結(jié)局以及復(fù)發(fā)具有密切關(guān)系。

2.1GPR30與盆底器官脫垂 盆底器官脫垂發(fā)生的主要原因是盆底支持組織薄弱，而雌激素水平下降成為這一現(xiàn)象的首要原因，但研究顯示盆底器官脫垂的發(fā)生不僅因為雌激素水平下降，更重要的原因可能是相關(guān)組織中ER的缺乏，影響盆底膠原代謝，降低了韌帶組織的支持作用力，增加盆腔臟器脫垂風(fēng)險。朱蘭等[18]對絕經(jīng)后壓力性尿失禁患者盆底支持結(jié)構(gòu)ER進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)后壓力性尿失禁患者的盆底支持結(jié)構(gòu)的退行性病變與ER水平低下有關(guān)?？禈返萚19]通過檢測盆底器官脫垂患者子宮圓韌帶及主韌帶組織中GPR30的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，在盆底器官脫垂患者中，GPR30普遍存在低表達(dá)，說明盆底器官脫垂的發(fā)生與GPR30的低表達(dá)密切相關(guān)，但具體機(jī)制尚不清楚。

2.2GPR30與子宮內(nèi)膜癌 子宮內(nèi)膜癌是女性生殖道三大惡性腫瘤腫瘤之一，傳統(tǒng)上分為Ⅰ型(雌激素依賴型)和Ⅱ型(雌激素非依賴型)子宮內(nèi)膜癌，Ⅰ型子宮內(nèi)膜癌被認(rèn)為是由過量的雌激素引起的，而Ⅱ型子宮內(nèi)膜癌主要由基因突變導(dǎo)致。與Ⅰ型子宮內(nèi)膜癌相比，Ⅱ型子宮內(nèi)膜癌的臨床結(jié)果和預(yù)后較差，但有研究發(fā)現(xiàn)，GPR30的陽性與絕經(jīng)狀態(tài)、癌癥的亞型無關(guān)，并且表明Ⅱ型子宮內(nèi)膜癌部分依賴雌激素，Ⅰ型和Ⅱ型子宮內(nèi)膜癌可能有相似的發(fā)病機(jī)制[5]。然而GPR30作為一種特殊的ER，其過表達(dá)被認(rèn)為與子宮內(nèi)膜癌的臨床結(jié)果呈負(fù)相關(guān)，包括生存率和預(yù)后[20]。Tsai等[21]發(fā)現(xiàn)GPR30在內(nèi)膜癌組織中的表達(dá)高于正常內(nèi)膜，而且其進(jìn)一步表明雌二醇和他莫昔芬可通過GPR30和ERα誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞株(KLE、RL95-2)分泌基質(zhì)金屬蛋白酶9和基質(zhì)金屬蛋白酶2，致局部黏附激酶磷酸化，然后通過EGFR-ERK途徑促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的增殖和浸潤。Petrie等[22]也發(fā)現(xiàn)雌二醇可通過與GPR30結(jié)合作用于子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞株(Hec50)(ERα陰性)，通過激活PI3K-Akt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而使腫瘤細(xì)胞增殖。綜上所述，可使用激素或激素阻斷藥物來治療具有激素受體的子宮內(nèi)膜癌，而該種治療方法不僅適用于Ⅰ型子宮內(nèi)膜癌患者，也適用于Ⅱ型子宮內(nèi)膜癌。

2.3GPR30與卵巢癌 卵巢癌是最致命的婦科惡性腫瘤，臨床及基礎(chǔ)研究顯示，GPR30在1/3的卵巢癌患者中過表達(dá)，且其異常表達(dá)能夠預(yù)測卵巢癌的類型，但并不預(yù)測生存率。ERα(-)/GPR30人卵巢癌細(xì)胞系OVCAR5具有很強(qiáng)的表達(dá)GPR30的能力，表明GPR30參與ERα陰性的卵巢癌細(xì)胞的增殖[6]。劉慧迪等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在卵巢腫瘤發(fā)生惡變時，惡變組織中GPR30表達(dá)增加，通過激活EGFR-MAPK信號通路，提高基質(zhì)金屬蛋白酶9表達(dá)水平，進(jìn)而發(fā)揮雌激素的負(fù)性生物學(xué)效應(yīng)，導(dǎo)致卵巢癌局部浸潤與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[24]。而且馬焱等[25]研究發(fā)現(xiàn)GPR30異常表達(dá)與卵巢癌病理類型有關(guān)，在上皮性卵巢癌中，漿液性中GRP30表達(dá)率明顯高于黏液性，且與卵巢腫瘤的期別有關(guān)。同時，在最新的一項研究中表明核GPR30預(yù)測卵巢癌患者總體生存率和5年無進(jìn)展生存率較低，而細(xì)胞質(zhì)GPR30表達(dá)與結(jié)果無關(guān)，而且核GPR30的表達(dá)是影響卵巢癌患者總體生存的獨立預(yù)后因素，而對患者5年無進(jìn)展生存期無預(yù)測性，即使在調(diào)整其他預(yù)后因素如國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟分期、組織學(xué)分級和患者年齡后也是如此[26]。

2.4GPR30與子宮肌瘤 子宮肌瘤是一種雌激素依賴性疾病，雌激素是子宮平滑肌瘤發(fā)展的主要啟動子。田瑞娟等[27]的研究證實，與匹配的正常平滑肌組織相比，子宮平滑肌瘤組織中GPR30表達(dá)增加，雌激素與過表達(dá)的GPR30結(jié)合可導(dǎo)致子宮局部高雌激素狀態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)子宮肌瘤的發(fā)生[28]。在Jiang等[7]的研究中發(fā)現(xiàn)，通過雌二醇預(yù)處理后，ICI182、780作為GPR30激動劑起作用，可上調(diào)GPR30水平，進(jìn)一步增加了雌二醇，增強(qiáng)了子宮平滑肌瘤的增殖效應(yīng)，而GPR30小干擾RNA(siGPR30)敲減GPR30-1基因部分抑制了雌二醇誘導(dǎo)的子宮平滑肌瘤細(xì)胞的增殖，雌二醇對GPR30表達(dá)的上調(diào)可能是p44/42磷酸化的上游信號，磷酸化的p44/42通過激活ERK/MAPK或PI3K/Akt信號途徑介導(dǎo)雌二醇增強(qiáng)子宮平滑肌瘤增殖效應(yīng)，誘導(dǎo)細(xì)胞增殖效應(yīng)，促進(jìn)肌瘤的生長。Kasap等[29]也通過比較在患有子宮平滑肌瘤和健康圍絕經(jīng)期女性以及基于平滑肌瘤數(shù)量和大小的平滑肌瘤亞組中的GPR30基因的3個單核苷酸多態(tài)性(rs3808350，rs3808351和rs11544331)的基因型、單倍型和等位基因頻率，以確定GPR30的單核苷酸多態(tài)性是否與平滑肌瘤的發(fā)生風(fēng)險和特征相關(guān)，并評估這些單核苷酸多態(tài)性的早期診斷潛力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在平滑肌瘤患者中常見GPR30的rs3808351的G等位基因，且rs3808350和rs3808351多態(tài)性與GGC單倍型的GG基因型增加了患平滑肌瘤的風(fēng)險，也證實了GPR30對子宮平滑肌瘤的影響。然而子宮平滑肌瘤細(xì)胞上過表達(dá)的GPR30可持續(xù)激活EGFR-MAPK通路，從而使細(xì)胞行為失調(diào)，導(dǎo)致子宮平滑肌細(xì)胞過度增殖[30]。

2.5GPR30與子宮內(nèi)膜異位癥 子宮內(nèi)膜異位癥與惡性腫瘤具有相似的特征，如血管生成和浸潤[31]。缺氧誘導(dǎo)因子表達(dá)上調(diào)促進(jìn)子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)展[32-33]，而在癌癥研究中，則發(fā)現(xiàn)GPR30在激活由缺氧誘導(dǎo)因子介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用[34-35]，GPR30可能也通過作用于缺氧誘導(dǎo)因子-1α參與了子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病機(jī)制。研究表明，雌二醇和ER激動劑G-1不依賴于轉(zhuǎn)錄的方式可使缺氧誘導(dǎo)因子蛋白表達(dá)增加，并增強(qiáng)細(xì)胞的遷移和血管生成，而雌激素受體拮抗劑G15可以阻止這種效應(yīng)，GPR30能夠穩(wěn)定正常子宮內(nèi)膜中的缺氧誘導(dǎo)因子，并在子宮內(nèi)膜異位血管生成和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮關(guān)鍵作用[36]。

2.6GPR30與宮頸癌 宮頸癌作為婦科最常見的生殖道惡性腫瘤，其發(fā)病呈年輕化趨勢，且發(fā)病率逐年上升，嚴(yán)重威脅女性健康，雖然早期宮頸癌可以通過根治性手術(shù)治療，但有高危因素患者的預(yù)后仍不佳，因此，宮頸致癌機(jī)制的研究對于開發(fā)新的潛在藥物和治療方法非常重要。人乳頭瘤病毒持續(xù)感染是發(fā)病的必要條件，但這并不是一個充分條件，也就是說，宮頸上皮細(xì)胞內(nèi)單純的人乳頭瘤病毒相關(guān)基因表達(dá)可能不足以致癌，在人乳頭瘤病毒相關(guān)宮頸癌的進(jìn)展過程中，ERα的激活似乎是必不可少的[37]，其介導(dǎo)的靶基因轉(zhuǎn)錄與人乳頭瘤病毒誘導(dǎo)的宮頸癌致癌作用密切相關(guān)。Zhang等[38]報道了宮頸癌癌細(xì)胞中存在GPR30，與ERα和ERα-36不同，GPR30在在宮頸癌細(xì)胞株中表現(xiàn)出抗腫瘤特征，這種效應(yīng)可能是由于GPR30引發(fā)的MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的持續(xù)激活。Sun等[39]也發(fā)現(xiàn)ERα-36可促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞的侵襲、遷移和增殖，而ERβ和GPR30的激活與細(xì)胞生長停滯和細(xì)胞凋亡有關(guān)[40]。Zhang等[38]則發(fā)現(xiàn)GPR30在各種宮頸癌細(xì)胞中過表達(dá)，如HeLa，SiHa C-33A和CaSki細(xì)胞，其機(jī)制主要是GPR30的特異性激動劑G-1通過EGFR信號持續(xù)激活ERK1/2，導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯在G2/M期和細(xì)胞周期蛋白B的下調(diào)，從而抑制細(xì)胞增殖，而且ERK1/2和EGFR的兩種抑制劑均顯著降低了G-1誘導(dǎo)的抑制細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期蛋白B表達(dá)的下調(diào)。我國研究者同樣也發(fā)現(xiàn)，宮頸癌患者病理組織GPR30呈高表達(dá)，且其表達(dá)水平隨腫瘤分化程度的增高、臨床分期的升高而發(fā)生相應(yīng)的變化[41-42]?？傊?，相關(guān)性分析表明GPR30與宮頸癌的腫瘤抑制生物標(biāo)志物相關(guān)，再次支持GPR30在宮頸癌疾病控制中的作用，隨著對宮頸癌發(fā)病機(jī)制的不斷深入研究，G-1可作為研究抑制宮頸癌細(xì)胞生長的潛在的新藥理學(xué)切入點。

3 小 結(jié)

隨著研究的不斷深入，目前對于兩種經(jīng)典雌激素受體的認(rèn)識正在逐步更新，而新的膜性受體在不同部位的新作用機(jī)制也在陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。GPR30在子宮、宮頸、乳腺、卵巢等中均可見表達(dá)，但對具體作用機(jī)制仍缺乏全面的了解。GPR30參與細(xì)胞正常生理、病理正逐步被人熟知，而其介導(dǎo)的雌激素快速效應(yīng)的生物學(xué)功能，尤其是GPR30介導(dǎo)細(xì)胞過度增殖或增殖不良，與惡性腫瘤發(fā)生的關(guān)系等已成為研究的熱點。新的雌激素膜特異性受體GPR30介導(dǎo)雌激素效應(yīng)機(jī)制的進(jìn)一步研究，可能為雌激素依賴性疾病的潛在治療靶點。