孕激素及PGRMC在正常卵巢和卵巢癌細(xì)胞中的研究進(jìn)展

傅 優(yōu)，鄭 洪，黃佳佳

卵巢癌是女性惡性腫瘤死亡的主要原因，發(fā)現(xiàn)時(shí)已多為晚期(Ⅲ+Ⅳ期)，患者5年生存率僅為30%。治療方案多行外科手術(shù)和化療，但仍有60%～70%的患者于18個(gè)月內(nèi)復(fù)發(fā)[1]。由于早期缺乏有效的篩查手段、化學(xué)抗性及顯著的異質(zhì)性等因素，卵巢癌仍是女性最致命的惡性腫瘤[2]。孕激素在卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展中起關(guān)鍵作用。流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)女性口服避孕藥和妊娠可降低卵巢癌的發(fā)病率[3]，缺乏孕激素的女性增加了卵巢癌的患病幾率，而妊娠期孕激素的高水平與卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)。另外，有研究表明高劑量的孕激素具有誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的能力[3]，提示孕激素對(duì)卵巢癌的發(fā)生具有保護(hù)作用。然而，有研究發(fā)現(xiàn)孕激素在體內(nèi)外均能抑制順鉑誘導(dǎo)的卵巢癌細(xì)胞凋亡[4]，但其作用似乎不是由核受體(nuclear progesterone receptors, PGR)介導(dǎo)，而是其他的介質(zhì)如孕激素受體膜元件(progesterone receptor membrane component, PGRMC)介導(dǎo)的[5]。PGRMC包括PGRMC1和PGRMC2兩個(gè)亞型，兩者不僅表達(dá)于正常的卵巢表面上皮和顆粒細(xì)胞中，且在卵巢癌中也有表達(dá)。此外，PGRMC介導(dǎo)的孕激素信號(hào)通路在正常卵巢卵泡的形成和發(fā)育、卵巢癌細(xì)胞活力的調(diào)節(jié)中具有重要意義[3]。本文現(xiàn)就孕激素、PGRMC在正常卵巢卵泡和卵巢癌細(xì)胞中的作用進(jìn)行綜述。

1 PGRMC的結(jié)構(gòu)與功能

1.1 PGRMC1 又名σ-2受體，是一種在真核生物中高度保守的多功能蛋白質(zhì)，定位于各亞細(xì)胞區(qū)室，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等，相對(duì)分子質(zhì)量為2.7×104，具有單個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域[5]。PGRMC1的結(jié)合配體包括p450蛋白、EGFR、參與膽固醇合成的SCAP(SREBP裂解激活蛋白)以及Insig(胰島素誘導(dǎo)基因)等。在膽固醇合成中PGRMC1可與SCAP和Insig結(jié)合發(fā)揮作用。Hughes等報(bào)道PGRMC1是膽固醇合成所必需的。RNA干擾介導(dǎo)的HEK293細(xì)胞中PGRMC1敲低導(dǎo)致羊毛甾醇的累積，免疫共沉淀結(jié)果顯示PGRMC1與CYP51A1形成穩(wěn)定的復(fù)合物，提示PGRMC1是Erg11/Cyp51催化羊毛甾醇去甲基化所必需的[6]。膽固醇經(jīng)代謝又能轉(zhuǎn)化為孕激素，因此PGRMC1會(huì)間接影響孕激素的合成。另外，PGRMC1可通過細(xì)胞色素b5結(jié)合結(jié)構(gòu)域和纖溶酶原激活物抑制劑RNA結(jié)合蛋白-1(PAIR-BP1)之間的相互作用，調(diào)節(jié)卵巢顆粒細(xì)胞、黃體細(xì)胞的增殖和凋亡。卵巢癌中PGRMC1高表達(dá)，并作為癌細(xì)胞的增殖標(biāo)記[7]?？傊?，PGRMC1可與多種信號(hào)分子相關(guān)聯(lián)，從而發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)，可作為卵巢癌進(jìn)展過程中的生物學(xué)標(biāo)志物。

1.2 PGRMC2 又名DG6，蛋白質(zhì)長度為247個(gè)氨基酸[8]。其位于第4號(hào)染色體上，在N端和C端包含跨膜區(qū)和細(xì)胞色素b5(cyt-b5)殘基[9]。PGRMC2主要定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)，并被認(rèn)為可調(diào)節(jié)參與類固醇生成或藥物解毒的微粒體細(xì)胞色素p450酶的活性[10]。PGRMC2在多種細(xì)胞和組織中表達(dá)，如新生大鼠的正常卵巢和卵巢癌中。目前，PGRMC2在腫瘤中的功能尚不清楚。Albrecht等[11]研究表明其與PGRMC1的作用相反，PGRMC2對(duì)細(xì)胞存活沒有影響，但它可抑制卵巢癌細(xì)胞SKOV-3的遷移。McCallum等[12]首次報(bào)道PGRMC2基因多態(tài)性位點(diǎn)rs3733260與CYP3A4的mRNA、蛋白質(zhì)表達(dá)以及酶活性降低有關(guān)。在人胚胎腎細(xì)胞中證實(shí)PGRMC2與CYP1A2、CYP3A4穩(wěn)定的物理相互作用，揭示了其作用與PGRMC1相似[11]。PGRMC1和PGRMC2可能在CYP的活性調(diào)節(jié)中共享一些功能，但可能存在差異，尤其是對(duì)腫瘤遷移的差異效應(yīng)。CYP450環(huán)加氧酶在腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中起重要作用。因此，有人推測(cè)PGRMC2對(duì)遷移的影響可能是通過激活或抑制特定CYP介導(dǎo)的?？傊?，PGRMC2作為一種抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的蛋白，在腫瘤學(xué)和婦科學(xué)領(lǐng)域值得進(jìn)一步關(guān)注。

2 孕激素的作用

2.1 孕激素在正常卵巢卵泡中的作用 孕激素是由卵巢中的卵泡和黃體合成分泌[13]，在雌性脊椎動(dòng)物中，孕激素信號(hào)傳導(dǎo)在妊娠的建立和維護(hù)、卵泡形成和發(fā)育以及排卵中至關(guān)重要。Komatsu等[14]報(bào)道孕激素對(duì)小鼠卵巢卵泡生長中的作用，通過不同濃度的孕激素(10 ng/mL、100 ng/mL、1 μg/mL)處理小鼠卵巢組織觀察孕激素對(duì)卵泡生長的影響。研究發(fā)現(xiàn)孕激素以濃度依賴性方式控制每個(gè)階段的卵泡生長。孕激素濃度為100 ng/mL時(shí)促進(jìn)排卵和原始-初級(jí)卵泡的生長。在高濃度(1 μg/mL)時(shí)，孕激素抑制排卵和次級(jí)卵泡的生長，以準(zhǔn)備受精和懷孕。另外，孕激素也直接作用于卵巢顆粒細(xì)胞以抑制細(xì)胞的有絲分裂和凋亡[15]。這與Komatsu等報(bào)道的高濃度孕激素抑制次級(jí)卵泡生長的結(jié)果一致，而與孕激素濃度為100 ng/mL時(shí)促進(jìn)原始-初級(jí)卵泡生長的結(jié)果矛盾，可能與以下兩個(gè)因素相關(guān)。首先，孕激素的作用在原始-初級(jí)卵泡和次級(jí)卵泡的顆粒細(xì)胞之間有變化。其次，卵巢中卵泡之間的相互作用可能會(huì)改變?cè)屑に氐淖饔?，次?jí)卵泡或竇卵泡可能影響孕激素對(duì)原始-初級(jí)卵泡的作用?？傊?，孕激素對(duì)排卵和卵泡生長的影響取決于孕激素的濃度和卵泡期。

2.2 孕激素在卵巢癌中的作用 大量的流行病學(xué)數(shù)據(jù)表明孕激素對(duì)卵巢癌的發(fā)生具有保護(hù)作用。口服避孕藥與35%的卵巢癌風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)。此外，卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)與口服避孕藥的持續(xù)時(shí)間有關(guān)：服用1年者，其風(fēng)險(xiǎn)降低10%～12%。目前，孕激素對(duì)卵巢癌保護(hù)作用的分子機(jī)制尚不清楚。幾項(xiàng)獨(dú)立的體外研究表明，低濃度的孕激素以劑量依賴的方式促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖，而高濃度的孕激素抑制細(xì)胞增殖。孕激素對(duì)卵巢癌細(xì)胞的雙向作用可能與孕激素濃度以及PR-A/PR-B(progesterone receptor isoforms A/progesterone receptor isoforms B)比值有關(guān)[16]。另有研究表明孕激素的保護(hù)作用可能是由PR-B誘導(dǎo)的卵巢癌細(xì)胞衰老所致。在孕激素的作用下，PR-B與FOXO1協(xié)同激活細(xì)胞衰老介質(zhì)p21的表達(dá)，促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的衰老，而FOXO1的早期缺失或失活可能會(huì)抑制該作用[17]。有學(xué)者提出高濃度孕激素通過減少排卵對(duì)卵巢癌起保護(hù)作用。排卵誘導(dǎo)卵巢上皮的氧化損傷致使卵巢癌發(fā)生。孕激素抑制排卵降低卵巢上皮損傷的可能性，其通過誘導(dǎo)脂質(zhì)的轉(zhuǎn)錄用于生物合成和轉(zhuǎn)運(yùn)，細(xì)胞內(nèi)膽固醇和脂肪酸水平升高，這些脂質(zhì)物質(zhì)擾亂了膜的流動(dòng)性，以維持卵巢表面上皮的完整性。

盡管卵巢癌在手術(shù)和治療方案取得了巨大進(jìn)展，但由于化療耐藥性和藥物毒性等因素，患者通常只能達(dá)到臨床緩解而不能完全治愈。孕激素治療以時(shí)間依賴的方式抑制卵巢癌細(xì)胞系的活性氧，活性氧觸發(fā)p53活化上調(diào)和抗凋亡基因表達(dá)的下調(diào)。單獨(dú)使用孕激素治療卵巢癌已經(jīng)在Ⅱ期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行，效果良好。其中，PR陽性的卵巢癌患者對(duì)激素治療高度敏感，更適合開展內(nèi)分泌治療。另外，母乳喂養(yǎng)、口服避孕藥與BRCA1/2突變攜帶者患卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)。與低孕激素制劑相比，高孕激素制劑提供更好地保護(hù)[18]。總之，孕激素輔助治療有望于增強(qiáng)卵巢癌的治療效果。

3 PGRMC介導(dǎo)的孕激素信號(hào)通路

3.1 PGRMC在正常卵巢卵泡中的作用 在卵巢顆粒細(xì)胞中，PGRMC1介導(dǎo)孕激素的抗有絲分裂和抗凋亡作用，表明PGRMC1可能在維持卵巢顆粒細(xì)胞的狀態(tài)中起關(guān)鍵作用。Yuan等[19]的研究結(jié)果顯示，孕激素通過抑制與類固醇合成和有絲分裂有關(guān)的信號(hào)分子p-ERK1/2和p-p38來抑制顆粒細(xì)胞的凋亡和有絲分裂，并抑制類固醇激素合成急性調(diào)節(jié)蛋白(StAR)和膽固醇側(cè)鏈裂解酶(p450scc)減少甾類激素孕烯醇酮的產(chǎn)生，最終抑制卵泡的發(fā)育。孕激素還抑制參與顆粒細(xì)胞分化的信號(hào)分子Caspase-3；而沉默PGRMC1消除孕激素的抑制作用。Guo等[20]報(bào)道PGRMC1通過降低卵母細(xì)胞內(nèi)cAMP水平，介導(dǎo)孕激素對(duì)卵母細(xì)胞減數(shù)分裂進(jìn)展和原始卵泡形成的抑制作用，而PGRMC1功能喪失消除孕激素的抑制作用。另外，Will等[21]研究發(fā)現(xiàn)PGRMC1抑制Harakiri(Hrk)可能是由于孕激素/PGRMC1信號(hào)通路維持人顆粒/黃體細(xì)胞活力機(jī)制的一部分。在健康人群的顆粒/黃體細(xì)胞中，有較高分子量形式的PGRMC1。PGRMC1二聚體/寡聚體可能通過一些未知機(jī)制抑制Hrk轉(zhuǎn)錄，最終將Hrk維持在較低的水平。Hrk屬于一種跨膜蛋白，通常位于線粒體的外膜，其作為BH3域蛋白(BH-3 only protein)可與BCL-2家族成員(MCL-1、BCL-2樣蛋白)穩(wěn)定結(jié)合，這可能會(huì)破壞BCL-2樣蛋白/MCL-1與凋亡促進(jìn)蛋白BAX或BAK之間的相互作用[22]，進(jìn)而導(dǎo)致BAX和BAK被激活并形成寡聚通道，細(xì)胞色素c(cyt-c)可通過該通道從線粒體轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)。總之，PGRMC1可能在維持卵巢顆粒細(xì)胞狀態(tài)、平衡卵泡數(shù)量和女性生育方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

另外，PGRMC2在顆粒細(xì)胞中的高表達(dá)可能涉及調(diào)節(jié)顆粒細(xì)胞的有絲分裂。Peluso等[23-24]使用顆粒細(xì)胞系和自發(fā)永生化的顆粒細(xì)胞(spontaneously immortalized granulosa cell, SIGC)進(jìn)行初步研究，PGRMC2的表達(dá)在細(xì)胞周期G1階段降低。此外，PGRMC2的過表達(dá)抑制細(xì)胞周期進(jìn)程，原因可能是通過結(jié)合細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶11p58(cyclin-dependent kinase 11p58，CDK11p58)。相反，使用siRNA敲低PGRMC2促進(jìn)細(xì)胞周期的發(fā)生，增加G1期和M期細(xì)胞的百分比，但不增加細(xì)胞數(shù)量，這可能是細(xì)胞凋亡增加導(dǎo)致的。盡管PGRMC2的敲低未影響細(xì)胞與孕激素的結(jié)合，但確實(shí)減弱孕激素的抗有絲分裂和抗細(xì)胞凋亡作用。相反，耗盡PGRMC1基本上消除了SIGC與孕激素的結(jié)合，證實(shí)了孕激素與SIGC結(jié)合過程中，PGRMC1是必不可少的[25]。然而，PGRMC1可能通過與PAQR7(膜孕激素受體α)相互作用發(fā)揮效應(yīng)[26]。

3.2 PGRMC在卵巢癌中的作用 PGRMC1的表達(dá)在卵巢癌中升高，Shih等[27]研究發(fā)現(xiàn)PGRMC1促進(jìn)體內(nèi)腫瘤的生長，錨定非依賴性生長以及遷移。PGRMC1在卵巢癌中過表達(dá)，有助于化療耐藥，并能抑制細(xì)胞凋亡。然而，Zhu等[28]表示在有金絲桃苷的情況下，PGRMC1的過表達(dá)會(huì)導(dǎo)致卵巢癌細(xì)胞死亡。一系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用金絲桃苷處理的卵巢癌細(xì)胞SKOV-3中的PGRMC1過表達(dá)提高LC3B-II的水平，并增加BAX逆轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)的表達(dá)譜，PGRMC1與LC3B共定位，參與金絲桃苷的自噬和凋亡。同時(shí)，PGRMC1敲低顯著消除金絲桃苷誘導(dǎo)的自噬細(xì)胞死亡并降低LC3B-II的表達(dá)。以上研究結(jié)果表明PGRMC1在金絲桃苷處理的卵巢癌細(xì)胞中具有腫瘤抑制作用。Zhu等[4]研究發(fā)現(xiàn)孕激素減弱順鉑(CDDP)的毒性并保護(hù)卵巢癌細(xì)胞HO-8910免受CDDP誘導(dǎo)的體外凋亡。最重要的是，在CDDP處理的HO-8910細(xì)胞中，孕激素通過降低PGR和PGRMC1的水平完全逆轉(zhuǎn)受體表達(dá)譜，同時(shí)增加PGRMC2的水平。這些結(jié)果表明HO-8910細(xì)胞在孕激素干預(yù)作用下可免受CDDP誘導(dǎo)的體外凋亡，而PGRMC2在此過程中必不可少。這與Albrecht等[11]實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，過表達(dá)或敲低PGRMC1對(duì)CDDP誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡沒有影響，而PGRMC2的過表達(dá)可誘導(dǎo)孕激素減弱CDDP促卵巢癌細(xì)胞凋亡的作用。然而，目前的數(shù)據(jù)與Peluso等[29]報(bào)道PGRMC1在孕激素減弱CDDP的細(xì)胞毒性過程中起重要作用的觀點(diǎn)相矛盾。

現(xiàn)階段，PGRMC2在癌癥中的作用報(bào)道較少。有文獻(xiàn)表明，PGRMC2在腫瘤中起抑制作用，如在子宮頸腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中PGRMC2的高丟失率，表明PGRMC2可能在子宮頸腺癌的轉(zhuǎn)移中起腫瘤抑制作用。此外，Albrecht等[11]表明卵巢癌細(xì)胞SKOV-3中PGRMC2水平升高導(dǎo)致腫瘤遷移率降低，而PGRMC2水平的降低導(dǎo)致更高的遷移率。相反，改變的PGRMC1水平不影響遷移速度，PGRMC1的過表達(dá)與腫瘤較大和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)[30]。PGRMC2抑制轉(zhuǎn)移作用可能由孕激素介導(dǎo)[10]。由于癌細(xì)胞遷移是細(xì)胞轉(zhuǎn)移特性的重要因素，因此PGRMC2作為潛在的轉(zhuǎn)移抑制因子應(yīng)在癌癥研究領(lǐng)域得到進(jìn)一步關(guān)注。

4 小結(jié)與展望

PGRMC1與PGRMC2高度同源，其通過介導(dǎo)孕激素的多種信號(hào)傳導(dǎo)調(diào)節(jié)卵巢卵泡的形成和發(fā)育，并維持女性正常的生殖功能。PGRMC1在多種癌癥中被誘導(dǎo)，與癌癥中的細(xì)胞生長有關(guān)。有學(xué)者認(rèn)為PGRMC1是卵巢癌基因治療的重要分子。如果siRNA可以被特異性地靶向卵巢腫瘤，則PGRMC1 siRNA治療腫瘤的有效性將明顯提高。通過孕激素標(biāo)記的納米粒子特異性結(jié)合PGRMC1 siRNA，從而靶向卵巢腫瘤，PGRMC1蛋白被耗盡，孕激素可能具有促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞凋亡的作用。PGRMC2也可能在癌癥中發(fā)揮作用。與PGRMC1相反，該蛋白質(zhì)的表達(dá)增加會(huì)抑制卵巢癌細(xì)胞的遷移率，在癌癥中可能起腫瘤抑制因子的作用。最后，孕激素受體PGR、PGRMC以及PAQR的表達(dá)隨卵巢癌的發(fā)展而變化。在卵巢癌發(fā)展的不同階段中各受體通過激活不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，介導(dǎo)孕激素不同的生物學(xué)效應(yīng)。因此，在卵巢癌細(xì)胞中，孕激素與其受體及受體之間的相互作用值得進(jìn)一步研究。