NR5A2在胰腺腺泡細(xì)胞中作用的研究進(jìn)展

DOI: 10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2015.05.018

基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(81470889) ;首都醫(yī)科大學(xué)本科生科研創(chuàng)新項(xiàng)目(xsky2014117)

作者單位: 100029北京，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院消化內(nèi)科(賈夢(mèng)真、張杰)

通信作者:張杰，Email: zhangjie4155@sina.com

孤兒核受體NR5A2是核受體NR5A亞家族成員，又叫做肝受體同系物-1(liver receptor homolog-1，LRH-1)，是典型的轉(zhuǎn)錄因子。NR5A2能促進(jìn)胰腺腺泡細(xì)胞的形成并維持其正常功能，在急性胰腺炎(AP)中可參與胰腺腺泡細(xì)胞損傷后修復(fù)，還可誘導(dǎo)胰腺癌前病變的發(fā)生，并促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲 ［1-4］。本文就NR5A2在胰腺腺泡細(xì)胞及胰腺相關(guān)疾病中作用的研究進(jìn)展做如下綜述。

一、核受體NR5A2的結(jié)構(gòu)和功能

1.NR5A2的結(jié)構(gòu): NR5A2由中國(guó)科學(xué)院上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所首次發(fā)現(xiàn)，于1999年被正式命名 ［5］，屬于孤兒核受體，是在肝臟中富集的轉(zhuǎn)錄因子 ［6］。NR5A2的基因序列定位于1號(hào)染色體q32.11，包含8個(gè)外顯子片段，長(zhǎng)度≥150 kb ［7］，其編碼蛋白具有典型核受體保守結(jié)構(gòu)，由A/B、C、D、E 4個(gè)區(qū)域組成 ［8］。

2.NR5A2的功能及作用機(jī)制:在胚胎發(fā)育中NR5A2通過(guò)正調(diào)節(jié)干細(xì)胞全能性基因OCT4的表達(dá)促進(jìn)胚胎外胚層發(fā)育 ［9］。在成人臟器組織中，NR5A2可以維持膽固醇和膽汁酸平衡，促進(jìn)多種蛋白表達(dá)，介導(dǎo)胰酶的生成，促進(jìn)卵巢和乳腺細(xì)胞中的類固醇表達(dá) ［10-12］。也有研究表明，其表達(dá)可促進(jìn)腫瘤形成及炎癥修復(fù) ［13-15］。NR5A2還參與調(diào)控多個(gè)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，包括Hedgehog信號(hào)通路、Wnt/β-catenin信號(hào)通路、TGF-β信號(hào)通路等 ［16-18］。研究證實(shí)，NR5A2能夠通過(guò)直接激活細(xì)胞周期蛋白E1基因的啟動(dòng)子，或者與多功能蛋白β-catenin結(jié)合促進(jìn)細(xì)胞周期蛋白基因D1和c-Myc轉(zhuǎn)錄，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖分化 ［19］。

二、NR5A2對(duì)胰腺腺泡細(xì)胞的作用

1.NR5A2促進(jìn)胰腺腺泡細(xì)胞發(fā)育和分化: NR5A2在胰腺組織發(fā)生的早期廣泛表達(dá)，在胰腺組織發(fā)生后期支持多能祖干細(xì)胞(multipotent progenitor cell，MPC)分化形成腺泡前體 ［20］。Hale等 ［1］在研究中發(fā)現(xiàn)，NR5A2缺失時(shí)小鼠胰腺腺泡細(xì)胞分化不徹底，提示在胚胎發(fā)育過(guò)程中，NR5A2可促進(jìn)MPC形成，并促進(jìn)MPC分化形成腺泡細(xì)胞。von Figura等 ［3］證實(shí)，在3周齡小鼠中誘導(dǎo)敲除NR5A2基因后，胰腺組織比NR5A2 +/+和NR5A2 +/－對(duì)照組小鼠明顯偏小，同時(shí)小鼠腺泡細(xì)胞特異性基因Hnf1a、Ptf1a、Mist1、CPA1表達(dá)急劇減少伴隨導(dǎo)管樣細(xì)胞標(biāo)記物CK19表達(dá)量上調(diào)，而Hnf1a、Ptf1a、Mist1、CPA1是維持胰腺腺泡細(xì)胞分化狀態(tài)的基因 ［21］，并與NR5A2存在相互調(diào)控關(guān)系，提示NR5A2是出生后腺泡細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)核心，可防止腺泡細(xì)胞發(fā)生導(dǎo)管樣去分化 ［3］。

2.NR5A2維持胰腺腺泡細(xì)胞正常生理功能:胰腺腺泡細(xì)胞主要承載著胰腺外分泌功能，分泌多種消化酶形成胰液，胰液通過(guò)外分泌腺導(dǎo)管形成的網(wǎng)狀支架結(jié)構(gòu)流入腸腔 ［22］。NR5A2可作為胰腺特異性轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物PTF1-L的靶基因或與其結(jié)合，起維持胰腺腺泡細(xì)胞外分泌功能和促進(jìn)胰腺腺泡細(xì)胞特異性基因表達(dá)的作用 ［23-24］。NR5A2還可與羧基酯脂肪酶基因啟動(dòng)子結(jié)合，促進(jìn)胰腺腺泡細(xì)胞羧基酯脂肪酶的分泌 ［25］。

三、胰腺疾病中NR5A2對(duì)胰腺腺泡細(xì)胞的影響

1.AP時(shí)NR5A2對(duì)腺泡細(xì)胞的作用: AP是常見(jiàn)的消化系統(tǒng)疾病，總病死率達(dá)5% ［26-27］。AP發(fā)生時(shí)，組織病理學(xué)可見(jiàn)胰腺組織發(fā)生間質(zhì)水腫、炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，甚至大量腺泡細(xì)胞壞死 ［28-29］。Flandez等 ［2］發(fā)現(xiàn)在蛙皮素誘導(dǎo)的NR5A2 +/+和NR5A2 +/－小鼠AP發(fā)生后1 h均可觀察到炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，24 h 時(shí)NR5A2 +/－小鼠浸潤(rùn)程度明顯高于NR5A2 +/+小鼠，并且差異持續(xù)到AP造模第8天，說(shuō)明NR5A2 +/－小鼠的胰腺腺泡細(xì)胞在急性炎癥條件下?lián)p傷更嚴(yán)重。

蛙皮素誘導(dǎo)NR5A2 +/+和NR5A2 +/－小鼠發(fā)生AP后，NR5A2 +/－小鼠腺泡細(xì)胞再分化受限 ［2］，NR5A2 +/+小鼠造模第2天NR5A2表達(dá)量降低同時(shí)喪失細(xì)胞核定位，而到造模第7天時(shí)表達(dá)量恢復(fù)到對(duì)照水平并恢復(fù)核定位，提示NR5A2能維持腺泡細(xì)胞的分化狀態(tài)，并且在胰腺炎癥損傷后有促進(jìn)細(xì)胞再分化的功能 ［3］。通過(guò)組織胰酶mRNA和腺泡導(dǎo)管上皮組織轉(zhuǎn)化(acinoductal metaplasia，ADM)評(píng)分對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在NR5A2 +/－小鼠AP中胰腺腺泡細(xì)胞損傷的修復(fù)出現(xiàn)延遲，盡管NR5A2等位基因缺失不會(huì)影響胰腺功能。該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了NR5A2在蛙皮素誘導(dǎo)胰腺炎癥后的腺泡細(xì)胞修復(fù)中是不可或缺的 ［2］，因此NR5A2在AP中對(duì)胰腺腺泡細(xì)胞的損傷修復(fù)、炎癥后再生和分化起重要作用。

2.NR5A2在胰腺癌癌前病變中的作用:胰腺上皮內(nèi)瘤變(pancreatic intraepithelial neoplasia，PanIN)是胰腺導(dǎo)管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)的癌前狀態(tài)，起源于胰腺腺泡細(xì)胞 ［30］，而腺泡細(xì)胞炎癥反應(yīng)可促進(jìn)K-ras基因突變，形成PanIN ［31］。有研究將NR5A2 －/－、K-ras G12D小鼠和NR5A2 +/－、K-ras G12D小鼠對(duì)比，發(fā)現(xiàn)正常胰腺腺泡細(xì)胞顯著被ADM、PanIN替代，而ADM是PanIN的形成必經(jīng)過(guò)程 ［32］，提示NR5A2的缺失可協(xié)助突變的K-ras誘導(dǎo)癌前病變產(chǎn)生。在蛙皮素誘導(dǎo)的NR5A2 +/+、K-ras G12V小鼠和NR5A2 +/－、K-ras G12V小鼠AP中，1個(gè)月后NR5A2 +/－、K-ras G12V小鼠PanIN發(fā)生區(qū)域明顯大于對(duì)照組小鼠，說(shuō)明NR5A2的缺失可以協(xié)同炎癥反應(yīng)和K-ras基因突變誘導(dǎo)癌前病變發(fā)生 ［2］。

3.NR5A2在胰腺癌中的作用及機(jī)制:胰腺癌惡性程度高，轉(zhuǎn)移發(fā)生早，預(yù)后差，5年生存率僅為6% ［33-34］。最新一項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，NR5A2是胰腺癌的易感基因之一 ［35］。免疫組織化學(xué)染色結(jié)果提示NR5A2在胰腺癌組織中較正常組織表達(dá)增加，胰腺癌細(xì)胞系過(guò)表達(dá)NR5A2可促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移、侵襲 ［7，36］。在體內(nèi)試驗(yàn)中，Lin等 ［4］敲除小鼠NR5A2基因后，原癌基因c-Myc、MMP2、MMP9等NR5A2的下游靶基因表達(dá)明顯下調(diào)，胰腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移減弱，進(jìn)一步說(shuō)明NR5A2可促進(jìn)胰腺癌遷移和轉(zhuǎn)移。但是也有相反的研究結(jié)果，Zhang等 ［37］對(duì)151例中國(guó)PDAC患者的癌組織標(biāo)本分析發(fā)現(xiàn)，部分患者miR-186高表達(dá)，同時(shí)miR-186的靶分子NR5A2表達(dá)下調(diào)，對(duì)PDAC患者的生存分析后發(fā)現(xiàn)癌組織中miR-186高表達(dá)、NR5A2低表達(dá)患者的預(yù)后相對(duì)較差?？傊?，NR5A2是涉及胰腺癌惡性表型形成及腫瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移的重要分子，其作用機(jī)制也是多方面的，尚需進(jìn)一步深入研究。

四、總結(jié)和展望

NR5A2是維持胰腺腺泡細(xì)胞發(fā)育和分化的關(guān)鍵，在AP中可降低胰腺腺泡細(xì)胞損傷程度，并促進(jìn)AP后腺泡細(xì)胞損傷修復(fù)，同時(shí)，NR5A2下調(diào)可誘導(dǎo)胰腺腺泡細(xì)胞發(fā)生導(dǎo)管樣去分化，成為胰腺癌癌前病變的重要條件。而在胰腺癌細(xì)胞系和小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究中，NR5A2可促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移，但在胰腺癌患者中NR5A2作用尚有爭(zhēng)議。NR5A2作為一種孤兒核受體，目前已經(jīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)、功能等方面有一定了解，但其在胰腺腺泡細(xì)胞中與其他通路之間相互作用的確切機(jī)制尚不能明確，在后續(xù)研究中有待于進(jìn)一步探索。對(duì)胰腺疾病發(fā)展過(guò)程中NR5A2相關(guān)作用通路對(duì)應(yīng)的靶基因進(jìn)行分析，可以為預(yù)防和治療提供有效的分子學(xué)靶點(diǎn)，從而更好地控制胰腺疾病的發(fā)病率和病死率。