糖皮質(zhì)激素受體基因多態(tài)性與自身免疫性疾病相關(guān)性研究進(jìn)展

王德全 王玉國 劉保國 柴小磊 李志英 苗國英

自身免疫性疾病(autoimmune diseases，AID)是指以自身免疫應(yīng)答反應(yīng)導(dǎo)致組織器官損傷和相應(yīng)功能障礙為主要發(fā)病機制的一類疾病，它的確切病因還不十分清楚。主要包括類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、皮肌炎、硬皮病、多發(fā)性硬化癥、天皰瘡、大皰性類天皰瘡等一系列免疫性疾病。AID 發(fā)病機制較為復(fù)雜，有研究表明細(xì)胞凋亡異常與其密切相關(guān)，有效促進(jìn)T 細(xì)胞凋亡是維持機體的免疫穩(wěn)態(tài)，糾正自身免疫反應(yīng)的一個重要因素。臨床上糖皮質(zhì)激素(GC)是治療自身免疫性疾病的重要藥物，但有些自身免疫性疾病在治療過程中會出現(xiàn)激素抵抗。關(guān)于GC 低抗機制已研究多年，仍然尚未解決?；贕C 的生物學(xué)效應(yīng)需要通過GR 介導(dǎo)，因此GR 的變異有可能是GC 抵抗的原因。GR 的研究新進(jìn)展，使從GR 角度解釋糖皮質(zhì)激素抵抗的機制成為可能。本文對糖皮質(zhì)激素受體基因多樣性與AID 的相關(guān)性研究進(jìn)展作一簡述。

1 糖皮質(zhì)激素受體基因的分子結(jié)構(gòu)及發(fā)病機制

GR 是核受體超家族中的一員，1999 年核受體委員會［1］正式命名糖皮質(zhì)激素受體及其基因為NR3C1(nuclear receptor subfamily 3，group C，member1)。GR在各種動物體內(nèi)分布，熱休克蛋白90、熱休克蛋白70和親免素三種物質(zhì)在細(xì)胞液中可形成一種可溶性結(jié)合蛋白，相對分子質(zhì)量約3 ×105，沉降系數(shù)約為3 ～8 s，基因位于染色體5q31 ～q32 內(nèi)，且包含10 個外顯子［2］。GR 基因蛋白mRNA 經(jīng)過轉(zhuǎn)錄，剪接，可以形成GRα、GRβ、GRδ、GRγ 四種mRNA 亞型。其中GRα 受體最活躍，GRβ 作為GRα 的內(nèi)源性拮抗劑，不與配體結(jié)合，直接與糖皮質(zhì)激素反應(yīng)原件相結(jié)合，阻礙了GRα發(fā)揮生物學(xué)作用［3］。其他亞型促使h-GR/NR3C1 基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后修正［4］。糖皮質(zhì)激素受體是由包含777 個氨基酸的蛋白質(zhì)的單個多肽鏈構(gòu)成。其類固醇結(jié)合亞單位分為三個功能區(qū)，在受體分子的終端，存在一個區(qū)域即功能區(qū)A，該區(qū)域主要負(fù)責(zé)與GC的連接。功能區(qū)B 負(fù)責(zé)DNA 的連接，位于氨基酸421～486。有一種復(fù)合物能促進(jìn)DNA 的連接并決定其三級結(jié)構(gòu)，由半胱氨酸殘基和鋅一起構(gòu)成。功能區(qū)C，位于氨基酸1 ～421，是免疫原性和其他生物特性的載體，占受體容積的一半［5］。兩個指紋狀結(jié)構(gòu)是與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。配基激活的轉(zhuǎn)錄因子將特異靶基因水平上的轉(zhuǎn)錄信號轉(zhuǎn)導(dǎo)給轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，是GC 依賴細(xì)胞內(nèi)的GR 而發(fā)揮的。

糖皮質(zhì)激素的作用機制:GC 以被動擴散方式通過細(xì)胞膜進(jìn)入胞質(zhì)，并在GR 激素結(jié)合區(qū)與GR 結(jié)合成糖皮質(zhì)激素-糖皮質(zhì)激素受體(GC-GR)復(fù)合物，并通過磷酸化作用發(fā)生構(gòu)象變化，與熱休克蛋白90 發(fā)生解離，暴露出DNA 結(jié)合區(qū)，進(jìn)而形成一個同分二聚體復(fù)合物，并以主動轉(zhuǎn)運方式進(jìn)入細(xì)胞核與染色體中相應(yīng)的GC 反應(yīng)成分(GRE)結(jié)合，從而啟動和調(diào)控某些細(xì)胞因子、多肽酶等基因轉(zhuǎn)錄合成各種特殊蛋白質(zhì)，進(jìn)而產(chǎn)生免疫抑制，抗炎等激素效應(yīng)。而后通過脫磷酸化使GC-GR 復(fù)合物發(fā)生解離，熱休克蛋白90 重新覆蓋整個DNA 結(jié)合區(qū)，并且釋放到細(xì)胞質(zhì)中，形成GR 的循環(huán)［6］。

2 糖皮質(zhì)激素受體基因及其多態(tài)性

GR 是甾體激素受體中第1 個被定序的受體。目前研究發(fā)現(xiàn)，GR 突變絕大多數(shù)來源于疾病的發(fā)展過程中，而不是先天性因素，各種疾病的病因及其病理損傷過程不盡相同，在某些疾病中某些因素可能導(dǎo)致GR 突變，而在其他疾病中卻可能不會，這也就是為什么GR 突變或多態(tài)性，在狼瘡腎炎中發(fā)現(xiàn)了較高的頻率，而在原發(fā)性腎病綜合征(PNS)患兒體內(nèi)卻未發(fā)現(xiàn)。1985 年，Stanley 等成功克隆GR 以來，已報道的GR 基因大致分為以下幾種:(1)使GR 表達(dá)水平下降的GR基因:這類GR 分子雖然結(jié)構(gòu)正常，但是數(shù)量減少。Karl 等研究了GC 抵抗家族，結(jié)果顯示在GR 基因外顯子6 與內(nèi)含子交界區(qū)雜合缺失4 個核苷酸，導(dǎo)致其中1 個mRNA 不穩(wěn)定，使GR 位點減少50%。還有在cDNA 的2439 位點有1 個腺苷酸插人造成移碼突變，使GR 位點明顯減少。(2)hGR 基因結(jié)構(gòu)改變:突變不但使受體的結(jié)構(gòu)不完整，還使受體表達(dá)數(shù)目減少，主要發(fā)生在編碼區(qū)。(3)GR 功能異常:該區(qū)的突變使GC 與GR 的親和力受到影響，對GC 的敏感性也增加，會出現(xiàn)向心性肥胖［7］。

基因多態(tài)性是DNA 片段變異類型中的一種，其發(fā)生頻率為l%以上。GR 基因多態(tài)性很可能通過改變GR-GC 復(fù)合體的結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致靶基因轉(zhuǎn)錄活化和轉(zhuǎn)錄抑制過程的發(fā)生［8］。有學(xué)者研究報道，NR3C1 基因突變?nèi)?023-2024 +Zde1GAGT、2317G ＞A(V7291)及2373T(GI747M)等，認(rèn)為GR 結(jié)構(gòu)、功能異?？蓪?dǎo)致GC 產(chǎn)生抵抗［9，10］。2009 年Niu 等［11］將CR 基因的多態(tài)性位點擴大到108 個，其中只有一部分基因多態(tài)性位點與機體對糖皮質(zhì)激素的反應(yīng)性有關(guān)。Ttbl Ⅲ、ER22/23EK、N363S、BclⅠ和GR-9β 是目前為止研究最多的幾個多態(tài)性位點，同時研究證實了這些多態(tài)性位點與糖皮質(zhì)激素的反應(yīng)性有著密切聯(lián)系，但是這些基因變異對糖皮質(zhì)激素反應(yīng)性的作用機制仍需要進(jìn)一步的研究來證實。

3 糖皮質(zhì)激素受體基因多態(tài)性與AID 關(guān)系

國內(nèi)有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)39 例狼瘡腎炎患者中有8例存在GR 基因多態(tài)性異常，其DNA 序列分析發(fā)現(xiàn)在第2439 基因位點處插入1 個腺嘌呤核苷酸導(dǎo)致GR蛋白額外合成20 個氨基酸，提示GR 異?？赡芘c狼瘡腎炎的發(fā)病有關(guān)，認(rèn)為GC 抵抗與此突變有相關(guān)性。近期發(fā)現(xiàn)腎病綜合征患兒發(fā)生GC 耐藥與這兩種HCR基因單倍型［1374A ＞G+IVSG-68-IVSG-63delAA AAAA + IVSG-9C ＞G + 2382C ＞T］和1896C ＞T +2166C ＞T+2430T ＞C］有相關(guān)性［12］;同時Derijk 等［13］研究表明RA 的GC 耐藥與hGRβ 基因的外顯子9β 明顯相關(guān)，hGRβ mRNA 的穩(wěn)定性的增加嚴(yán)重阻礙了對GRα 的轉(zhuǎn)錄激活功能。因此GRβ 可能是一種內(nèi)源性抑制劑，能降低了GC 的敏感性?？傊?，GC 耐藥機制可能與GRβ 表達(dá)增加有關(guān)。Lee 等［14］研究發(fā)現(xiàn)66 例SLE 患者中有8.3%的SLE 患者GR 基因外顯子9 單基因發(fā)生突變，而在52 名健康對照組未發(fā)現(xiàn)突變，在其他自身免疫性疾病檢測到突變率為3.7%。SLE 的發(fā)病與基因多態(tài)性有關(guān)，是通過DNA 序列分析表明在GR766 密碼子上有一處T 被C 替換得出的。

檢測類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)患者GR 基因發(fā)現(xiàn)外顯子913ATI’rA 存在多態(tài)性，進(jìn)而得知GR-8βmRNA 穩(wěn)定性的增強影響到對激素的敏感性［15］。van Oosten等［16］發(fā)現(xiàn)ER22/23EK 基因突變可增加RA 發(fā)生的易感性，而N363S 和BclI 基因多態(tài)性減少RA 的易感性。Neeck 等［17］研究表明類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的GRa、GRβ的表達(dá)水平比要高于正常人，而通過GC 治療后GR 位點有所減少，認(rèn)為GR 的增高反應(yīng)導(dǎo)致類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)病，GC 能夠降低增高了的GR，是主要治療藥物，說明RA 的疾病發(fā)展過程中GRɑ 與GRβ 都參與了。同時在RA 患者中GRβ 表達(dá)水平明顯高于GRa 的表達(dá)水平，提示GRβ 與RA 的發(fā)病有更高的相關(guān)性;RA患者GRβ 表達(dá)水平在活動期明顯高于在緩解期的表達(dá)水平，而且還與炎癥反應(yīng)程度呈正相關(guān)。另外從GR 與RA 患者激素敏感性上來看，激素抵抗型RA 患者GRβ 的表達(dá)水平明顯高于對激素敏感型的RA 患者的表達(dá)水平已被證實。王莉莉等［18］通過分析ER22/23EK 基因多態(tài)性在健康組、對照組和多發(fā)性硬化(MS)中的分布差異，這種多態(tài)性變化改變了受體的表達(dá)和功能，從而影響了疾病的易感性及臨床表現(xiàn)的多樣性，并且對GC 治療效果也有一定程度的影響。

4 發(fā)展與展望

不久的將來GR 的分子結(jié)構(gòu)、亞型及其相關(guān)功能得到深入和完善，這都是進(jìn)一步實施人類基因組計劃及分子生物學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新的結(jié)果。同時，一種更靈敏、經(jīng)濟、快速的基因變異檢測技術(shù)的建立，可能會發(fā)現(xiàn)影響機體產(chǎn)生糖皮質(zhì)激素敏感性的諸多因素。變異基因編碼結(jié)構(gòu)異常GR 蛋白影響到GC 作用效應(yīng)，是通過GR 基因的編碼序列，已發(fā)現(xiàn)多個有意義的基因變異位點。研究GR 基因突變對于闡明GC 個體反應(yīng)性的遺傳學(xué)差異有重要意義，但是要想保證獲得真正可靠的結(jié)果必須要求有足夠的樣本量，大樣本、多中心的研究。GC 是各種疾病的首選治療藥物，但不乏會產(chǎn)生高血壓、糖尿病、骨質(zhì)疏松等不良反應(yīng)。不同患者對GC 治療的敏感性不同，盲目增加劑量不僅不能帶來預(yù)期的療效，反而引起不良反應(yīng)，嚴(yán)重者會導(dǎo)致死亡。因此當(dāng)需要長期大劑量使用GC 時，我們必須考慮如何以最小劑量取得最理想療效并最大限度減少不良反應(yīng)的發(fā)生，故仍需進(jìn)一步探索。不久的將來，一定能最終闡明影響糖皮質(zhì)激素個體反應(yīng)的遺傳學(xué)差異，為研發(fā)新藥、制訂個體化基因治療方案奠定堅實的基礎(chǔ)。

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