USP8及核受體與庫欣病

梁寒婷 盧琳 朱惠娟

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，北京協(xié)和醫(yī)院內(nèi)分泌科，衛(wèi)健委內(nèi)分泌重點(diǎn)實驗室，協(xié)和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心100730；中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院罕見病研究中心，北京100730

庫欣病是由于垂體促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)腺瘤合成并分泌過多的ACTH，導(dǎo)致腎上腺過度分泌糖皮質(zhì)激素(GC)所造成的一種內(nèi)分泌疾病。庫欣病約占庫欣綜合征患者病因的70%。其中，ACTH微腺瘤約占庫欣病的80%，約10%為ACTH大腺瘤，少數(shù)患者為ACTH細(xì)胞增生。庫欣病的預(yù)估發(fā)病率為0.7/100萬～2.4/100萬，患病率約為1/25 000[1]，以女性多見，約占75%～80%[2-3]。生化治愈(指經(jīng)治療后，患者的皮質(zhì)醇水平處于正常范圍或低于正常)的庫欣病患者死亡風(fēng)險是正常人群的2.5倍，未治愈的庫欣病患者死亡風(fēng)險是正常人群的4.6倍[3]。未治療的庫欣病患者預(yù)后較差，其5年生存率僅為50%[3]。糖皮質(zhì)激素受體(GR)廣泛存在于全身各個器官和組織中，因此，當(dāng)體內(nèi)GC水平升高時，會累及全身各器官和系統(tǒng)，如腹型肥胖、滿月臉、水牛背、多血質(zhì)外貌、高血壓、骨質(zhì)疏松、代謝紊亂、凝血功能異常、感染風(fēng)險高等，還會引起一系列并發(fā)癥，其中心血管系統(tǒng)的并發(fā)癥是導(dǎo)致庫欣病患者死亡最重要的因素[1]。

庫欣病的首選治療仍是手術(shù)治療，主要采用經(jīng)蝶腺瘤切除術(shù)(TSA)。TSA術(shù)后緩解率為42.0%～96.6%，其中，微腺瘤的緩解率為72.8%～82.2%，大腺瘤的緩解率為42.9%～60.1%，TSA術(shù)后復(fù)發(fā)率為0～47.4%[4-5]。與其他類型垂體腺瘤相比，垂體ACTH腺瘤具有更高的復(fù)發(fā)率。庫欣病的術(shù)后復(fù)發(fā)，可以選擇再次進(jìn)行TSA，但二次手術(shù)的治愈率僅為50%[6]。雖然還可以選擇藥物、放射治療、雙側(cè)腎上腺切除術(shù)等治療方式，但庫欣病的緩解情況仍是臨床醫(yī)生所面臨的巨大挑戰(zhàn)。與其他類型的垂體腺瘤相比，垂體ACTH腺瘤緩解率低，復(fù)發(fā)率高，且用于治療庫欣病的藥物十分有限。因此，為尋找針對庫欣病更加有效的藥物治療靶點(diǎn)，開展進(jìn)一步分子機(jī)制的研究十分有必要。目前已有不少關(guān)于庫欣病的分子機(jī)制研究，包括泛素特異肽酶8(USP8)、各類受體、配體、轉(zhuǎn)錄因子、基因突變、蛋白修飾等。本文就USP8及主要的核受體在庫欣病發(fā)病機(jī)制中的作用進(jìn)行綜述，為尋找潛在的治療靶點(diǎn)提供思路。

1 USP8與庫欣病

USP8是目前庫欣病的研究熱點(diǎn)，由定位于15q21.2上的USP8基因編碼。USP8結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從N-末端到C-末端依次是微管相互作用和運(yùn)輸結(jié)構(gòu)域、硫氰酸結(jié)構(gòu)域、SH3結(jié)合基序、14-3-3結(jié)合基序、SH3結(jié)合基序、去泛素酶結(jié)構(gòu)域[7]。USP8可以使表皮生長因子受體(EGFR)去泛素化，從而保護(hù)EGFR免受溶酶體降解[8]。研究表明，庫欣病的發(fā)病與USP8基因突變有關(guān)，約62%ACTH腺瘤中有USP8基因突變[9-10]。USP8基因突變主要發(fā)生在14-3-3結(jié)合基序，USP8突變體無法與14-3-3結(jié)合蛋白進(jìn)行結(jié)合，從而導(dǎo)致去泛素酶結(jié)構(gòu)域活性增加，使USP8的去泛素化能力增強(qiáng)，EGFR更不易被溶酶體降解，EGFR-細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2信號通路持續(xù)激活，繼而促進(jìn)阿片-促黑素細(xì)胞皮質(zhì)素原(POMC，即ACTH前體)轉(zhuǎn)錄，最終導(dǎo)致庫欣病患者ACTH水平升高[9-11]。

臨床研究表明，體細(xì)胞USP8基因突變是兒童庫欣病的常見原因，約占31%，攜帶USP8基因突變的庫欣病患兒復(fù)發(fā)率為46.2%，沒有USP8基因突變的庫欣病患兒復(fù)發(fā)率為10.3%，可見攜帶USP8基因突變的庫欣病患者復(fù)發(fā)的可能性更高[12]。

2 與庫欣病相關(guān)的核受體

2.1 GR GR是由定位于5q31.1的NR3C1基因編碼的一種核受體，分為hGRα和hGRβ兩種亞型[13]。GR上含有N-末端結(jié)構(gòu)域、DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域、配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域、C-末端結(jié)構(gòu)域[13- 14]。生理狀態(tài)下，腎上腺分泌過多GC時，下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)會啟動負(fù)反饋調(diào)節(jié)。GC進(jìn)入垂體前葉細(xì)胞，與胞質(zhì)中GR的配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域結(jié)合后進(jìn)入細(xì)胞核，同時，在熱休克蛋白90(HSP90)的輔助下，GR進(jìn)行正確的折疊[15]，而后受體-配體復(fù)合物結(jié)合相應(yīng)的DNA上，進(jìn)行正向或負(fù)向調(diào)節(jié)。生理情況下，GR-GC復(fù)合物結(jié)合到POMC基因上進(jìn)行負(fù)向調(diào)節(jié)，可抑制POMC表達(dá)，從而減少ACTH生成，達(dá)到負(fù)反饋調(diào)節(jié)的作用[16]。

然而，在部分庫欣病患者的腺瘤組織中，可檢測到NR3C1基因突變，不同的突變位點(diǎn)及形式可導(dǎo)致GR中DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域或配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)改變，其中大多數(shù)是配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)改變，使得GR無法與DNA或者配體GC結(jié)合，從而無法發(fā)揮抑制POMC表達(dá)的作用[17-18]。此外，Riebold等[15]研究表明，ACTH腺瘤高表達(dá)HSP90，HSP90與GR結(jié)合過多，無法釋放出足夠的GR-配體復(fù)合物來抑制POMC的表達(dá)，導(dǎo)致ACTH水平持續(xù)升高，使用HSP90抑制劑可有效降低ACTH水平。

米非司酮是一種GR拮抗劑，但它用于治療庫欣病的臨床研究較少。美國的一項多中心研究納入了43例庫欣病患者(共50例庫欣綜合征患者)，經(jīng)過為期24周的米非司酮治療，87%的患者在臨床癥狀上有了明顯改善，尤其可改善糖代謝，88%發(fā)生輕微不良反應(yīng)，如頭痛、惡心、嘔吐、低鉀等[19]。對于米非司酮用于治療庫欣病的安全性和療效性，仍需大量臨床研究進(jìn)行評估。

2.2 睪丸孤核受體4(TR4) TR4是由定位于3p25.1上的NR2C2基因編碼的一種核受體。TR4廣泛表達(dá)于全身各器官組織，是多種啟動子的轉(zhuǎn)錄激活因子，可通過與類視黃醇X受體(RXR)形成二聚體，從而激活共轉(zhuǎn)錄功能[20]。Du等[21]研究表明，TR4在ACTH腺瘤中過表達(dá)，可增強(qiáng)POMC的轉(zhuǎn)錄、ACTH的分泌、細(xì)胞增殖和腫瘤細(xì)胞侵襲，其機(jī)制主要是通過增強(qiáng)絲裂原活化蛋白激酶通路介導(dǎo)的TR4磷酸化來啟動POMC轉(zhuǎn)錄。其中，TR4的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域?qū)τ赥R4與GR的相互作用至關(guān)重要，二者相互結(jié)合，使得GR無法與POMC的啟動子結(jié)合，消除GR對POMC表達(dá)的抑制作用[22]。此外，TR4本身是POMC轉(zhuǎn)錄激活的共刺激因子，可促進(jìn)POMC的表達(dá)，從而導(dǎo)致ACTH過度生成[22-23]。目前TR4與庫欣病的基礎(chǔ)研究有限，尚無相關(guān)的臨床研究。

2.3 孤核受體Nur77 孤核受體Nur77是由定位于12q13.13上的NR4A1基因編碼的一種核受體，同時也被稱為神經(jīng)生長因子誘導(dǎo)因子-B，屬于類固醇受體超家族[24]。該受體在腎上腺、膽囊及泌尿生殖系統(tǒng)中高表達(dá)。NR4A亞家族中還包含Nurr1、Nor1，二者分別由NR4A2、NR4A3基因編碼。Nur77可與Nurr1、Nor1形成同二聚體或異二聚體參與基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，同時可在代謝、免疫、細(xì)胞應(yīng)激、記憶、胰島素敏感性和心臟穩(wěn)態(tài)等方面進(jìn)行調(diào)控[25]。在HPA軸中，Nur77既可通過與促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素相互作用，與Nur反應(yīng)元件結(jié)合，促進(jìn)POMC表達(dá)[26]；也可通過與GC相互作用，進(jìn)而與POMC啟動子中的GC負(fù)反應(yīng)元件結(jié)合，抑制POMC表達(dá)[27-28]。Tabuchi等[29]定量檢測了庫欣病患者和亞臨床庫欣病患者垂體瘤組織中POMC及相關(guān)因子的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)二者POMC在mRNA表達(dá)水平上無顯著差異(理論上庫欣病患者POMC的表達(dá)量應(yīng)比亞臨床庫欣病患者高)，而庫欣病患者的Nur77水平顯著高于亞臨床庫欣病患者，表明Nur77可抑制庫欣病患者POMC的表達(dá)?？梢娫趲煨啦〉募に卣{(diào)節(jié)機(jī)制中，Nur77通過與GC相互作用，抑制POMC表達(dá)的負(fù)反饋途徑更為重要。

2.4 視黃酸受體(RAR)與RXR RAR是一類核受體，有RAR-α、RAR-β、RAR-γ 3種亞型，分別由定位于17q21.2上的NR1B1基因、3p24.2上的NR1B2基因、12q13.13上的NR1B3基因編碼。RXR也是一類核受體，有RXR-α、RXR-β、RXR-γ 3種亞型，分別由定位于9q34.2上的NR2B1基因、6p21.32上的NR2B2基因、1q23.3上的NR2B3基因編碼。RAR與RXR結(jié)構(gòu)相似，二者在全身各組織及器官中均有一定量的表達(dá)[30-31]。RAR與RXR異源二聚化后，與特定的DNA序列-視黃酸反應(yīng)元件結(jié)合，協(xié)同增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄活性，也可抑制腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲[32-33]。Uruno等[34]對小鼠ACTH腫瘤細(xì)胞(AtT20)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)RAR-α激動劑(Am80)可使POMC的其中一種轉(zhuǎn)錄因子Tpit過表達(dá)，從而增加POMC的表達(dá)，而RAR抑制劑(LE540)的作用恰好相反。視黃酸可通過抑制分泌ACTH腫瘤細(xì)胞中激活蛋白-1、Nur77、Nurr1的轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制POMC轉(zhuǎn)錄和ACTH生成[33]。Saito-Hakoda等[35]研究表明，RXR激動劑通過抑制轉(zhuǎn)錄因子Nur77與Nurr1表達(dá)，以及減少Nur77/Nurr1異二聚體與POMC啟動子的結(jié)合，從而抑制AtT20增殖，促使其凋亡，并抑制POMC表達(dá)和ACTH分泌。貝沙羅丁是RXR激動劑，已用于治療皮膚T淋巴細(xì)胞瘤、肺癌、白血病等惡性疾病的Ⅰ期/Ⅱ期/Ⅲ期臨床試驗，但尚無與庫欣病相關(guān)的臨床研究。

2.5 肝X受體(LXR) LXR有LXR-α和LXR-β兩種亞型。LXR-α由定位于11p11.2上的NR1H3基因編碼，LXR-β由定位于19q13.33上的NR1H2基因編碼。LXR-α與LXR-β的結(jié)構(gòu)類似，主要作用是調(diào)節(jié)脂代謝和炎性反應(yīng)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄過程，參與HPA軸的調(diào)節(jié)，可能是神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)與代謝調(diào)節(jié)的橋梁之一[36-37]。研究表明，LXR-α與RXR-α形成異二聚體，直接結(jié)合至POMC啟動子上以促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄，LXR-α可正向調(diào)節(jié)POMC的轉(zhuǎn)錄活性，相反，LXR-β過表達(dá)會降低POMC啟動子的活性。因此，LXR-α/β比值可能是ACTH腺瘤中POMC基因表達(dá)的關(guān)鍵因素[38-39]。Cho等[40]在研究二甲雙胍治療糖尿病的分子機(jī)制時發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍可誘導(dǎo)AMP活化蛋白激酶/LXR-α磷酸化，抑制大鼠垂體細(xì)胞POMC轉(zhuǎn)錄，使ACTH、皮質(zhì)醇水平均降低，從而導(dǎo)致糖異生受干擾。目前，LXR與庫欣病的基礎(chǔ)研究有限，尚無相關(guān)的臨床研究。

2.6 過氧化物酶體增殖物活化受體(PPAR) PPAR有PPAR-α、PPAR-β/δ、PPAR-γ 3種亞型，分別由定位于22q13.31上的NR1C1基因、6p21.31上的NR1C2基因及3p25.2上的NR1C3基因編碼，三者均屬于類固醇受體超家族，具有核受體固有的結(jié)構(gòu)。目前，關(guān)于PPAR的研究涉及各大系統(tǒng)疾病，如高血壓、冠心病、糖尿病、肥胖、腫瘤等，其中關(guān)于PPAR-γ的研究最多。PPAR-γ可與RXR形成異二聚體，調(diào)控各種基因轉(zhuǎn)錄，從而對脂代謝、脂肪形成、細(xì)胞分裂及凋亡等多種生物學(xué)過程進(jìn)行調(diào)節(jié)[41]。Bogazzi等[42]研究表明，PPAR-γ高度表達(dá)于每一個正常垂體分泌細(xì)胞譜系。PPAR-γ激動劑如羅格列酮可通過磷脂酰肌醇3激酶通路誘導(dǎo)ACTH腺瘤細(xì)胞凋亡、抑制POMC表達(dá)及ACTH分泌[43-44]。目前，關(guān)于羅格列酮用于治療庫欣病尚有爭議。多項臨床研究表明，短期內(nèi)羅格列酮可能對部分庫欣病患者有效，但長期觀察顯示，該藥并不能改善庫欣病患者的癥狀，也不能抑制ACTH分泌[45-48]。

綜上所述，關(guān)于庫欣病的相關(guān)分子機(jī)制研究涵蓋了POMC與ACTH的產(chǎn)生及分泌過程，如果該過程產(chǎn)生異常，可致垂體ACTH細(xì)胞過度增殖，ACTH過度生成與分泌，從而導(dǎo)致下游發(fā)生一系列反應(yīng)。目前對庫欣病的研究熱點(diǎn)為USP8及相關(guān)核受體。USP8基因突變在庫欣病的發(fā)病中起重要作用。與庫欣病相關(guān)的核受體如GR、Nur77、PPAR、RAR與RXR與庫欣病的研究較多，而TR4、LXR在庫欣病的發(fā)病機(jī)制及治療中的作用有待深入研究。總之，對USP8及核受體的進(jìn)一步研究有助于庫欣病的早期診斷和靶向治療。