維生素D 及其受體與卵巢癌相關分子機制的研究進展

韓瑛，桑翠琴，王淑珍

首都醫(yī)科大學附屬北京朝陽醫(yī)院婦產(chǎn)科，北京 100020

卵巢癌是全球范圍內(nèi)常見的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，且近年來發(fā)病率呈升高趨勢，病死率位居婦科惡性腫瘤首位。卵巢癌預后較差的原因與其難以早期發(fā)現(xiàn)有關，且其發(fā)病機制至今仍不明確，目前認為與基因突變及免疫功能異常有關。多項研究表明，循環(huán)維生素D 水平與多種惡性腫瘤的發(fā)生風險相關。流行病學研究數(shù)據(jù)顯示，低水平的循環(huán)維生素D 與卵巢癌發(fā)生風險增高相關。本文對維生素D 及其受體與卵巢癌相關的分子機制進行綜述。

1 維生素D 與卵巢癌的關系

人體的維生素D 主要來源于光照和食物，可在肝臟進行代謝為骨化二醇[25-（OH）D]，然后代謝為骨化三醇[1, 25（OH）D]，從而作為主要的代謝活性物質(zhì)形式進入循環(huán)，同時也是轉(zhuǎn)錄因子維生素D 受體（vitamin D receptor，VDR）的高親和力配體。1,25（OH）D與VDR 結(jié)合后可激活VDR，與維甲酸X 受體（retinoid X receptor，RXR）進行異二聚體反應，與維生素D 反應元件（vitamin D response element，VDRE）結(jié)合，下調(diào)或上調(diào)相關基因的表達，影響細胞生長、分化、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、免疫反應、炎性反應及細胞凋亡過程。

多項研究表明，維生素D 可抑制腫瘤細胞增殖。1, 25（OH）D通過阻止細胞周期的不同階段來調(diào)節(jié)腫瘤細胞生長，通過降低細胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin dependent kinase，CDK）抑制劑P21、P27 的活性使細胞停滯于細胞周期中的G/S期，也可通過調(diào)節(jié)GADD45 誘導細胞周期停滯于G/M 期。此外，1, 25（OH）D還可上調(diào)上皮細胞標記的E-鈣黏蛋白（E-cadherin）的表達，降低EMT 轉(zhuǎn)錄因子的表達，從而抑制卵巢癌SKOV-3 細胞的遷移和侵襲。卵巢癌細胞中，1,25（OH）D已被證實與細胞端粒酶下調(diào)促細胞凋亡機制有關。維生素D 也被證實可在卵巢癌的抗炎過程中發(fā)揮作用。此外，維生素D 對腫瘤細胞中的脂肪酸及葡萄糖代謝也有影響。VDR 存在于正常卵巢上皮細胞和卵巢癌細胞中。與正常卵巢組織相比，卵巢癌組織中VDR 表達上調(diào)。有研究在

VDR

缺失小鼠中檢測到促性腺激素水平升高，芳香化酶基因表達降低及芳香化酶活性降低。

VDR

基因多態(tài)性與相關卵巢癌風險也已經(jīng)被廣泛研究，目前研究最多的基因位點包括

FokI

、

BsmI

、

Cdx

-

2

和

TaqI

等。

近年來，多項研究關注維生素D 在不同腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的角色和作用，高表達的循環(huán)維生素D 與多種腫瘤的發(fā)生風險降低有關，其中也包括卵巢癌。2010 年，一項系統(tǒng)回顧分析顯示，約一半以上的病例對照研究發(fā)現(xiàn)，卵巢癌發(fā)病率和病死率隨地理緯度的增加、太陽輻射水平升高及維生素D 的補充而降低。但部分隊列研究發(fā)現(xiàn)，維生素D 的攝入增加或循環(huán)表達水平增加并不能降低卵巢癌的總體患病風險。一項對4個隊列研究的薈萃分析結(jié)果顯示，循環(huán)維生素D 水平與卵巢癌發(fā)病風險呈負相關，但差異沒有統(tǒng)計學意義，部分病例對照及隊列研究也得到了類似的研究結(jié)果。一項隨機研究發(fā)現(xiàn)，單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）的基因特性導致歐洲女性的循環(huán)維生素D 水平降低，因此，歐洲女性更容易患卵巢癌。

2 維生素D 在卵巢癌中的作用

2.1 參與細胞周期調(diào)控及程序性死亡

1, 25（OH）D通過調(diào)節(jié)細胞周期的不同階段影響腫瘤細胞的生長。CDK 是細胞周期的重要參與因子，細胞周期G期至S 期的進展受CDK2/Rb/E2F 信號通路的調(diào)控。CDK 的轉(zhuǎn)錄被表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）激活后，可引起E2F 的活化、p27 的降解，使細胞周期從G期進展至S 期。1,25（OH）D在人類卵巢癌細胞中調(diào)控p27、細胞周期蛋白（cyclin）A、cyclin E 和S 期激酶相 關 蛋 白2（S-phase kinase associated protein 2，Skp2）的表達。1, 25（OH）D的主要作用靶點為CDK 抑制因子p27，其聚集可使細胞周期停滯于G期。細胞周期S 期的DNA 合成受

cyclin A

和

E2F

基因的調(diào)控。1, 25（OH）D可下調(diào)

cyclin A

的表達，降低CDK2 的活性和p27 的磷酸化水平，降低了p27 與Skp2 泛素連接酶的親和力，導致p27 在細胞內(nèi)積累，從而阻滯細胞周期。維生素D 可影響細胞周期信號通路的蛋白，此外，卵巢癌細胞表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）也是其靶基因，可引起一系列反應使細胞周期停滯于G/S 期。有研究發(fā)現(xiàn)，在

EGFR

基因組內(nèi)含子1 中存在一種新型的

VDRE

，1, 25（OH）D通過與

VDRE

結(jié)合，抑制

EGFR

mRNA 和EGFR 蛋白的表達。1, 25（OH）D可通過下調(diào)

EGFR

的表達降低卵巢癌細胞對EGF的應答，從而抑制細胞增殖。有學者在卵巢癌細胞系中發(fā)現(xiàn)的另一個參與1, 25（OH）D抑制腫瘤活性的重要基因是

GADD45

。

GADD45

可調(diào)控

p53

基因，在DNA 修復和細胞周期中均可發(fā)揮重要作用。1, 25（OH）D與其受體結(jié)合時，VDRRXR 復合物可上調(diào)

GADD45

基因的表達，阻滯細胞周期向M 期進展。也有研究報道，維生素D 可影響卵巢癌細胞的凋亡，端粒酶是穩(wěn)定端粒長度使細胞不發(fā)生凋亡所必需的酶，1, 25（OH）D可下調(diào)端粒酶的表達，從而誘導卵巢癌細胞的凋亡。腫瘤細胞中端粒酶濃度較高的主要原因是其可催化亞基人類端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）的過表達，與非腫瘤細胞相比增加了近100 倍。1, 25（OH）D通過下調(diào)

hTERT

mRNA 的表達來降低hTERT 蛋白的表達水平，從而降低端粒酶濃度，促進腫瘤細胞凋亡。維生素D 的另一個調(diào)控端粒酶功能的靶點是miRNA-498，其被1, 25（OH）D激活后，可下調(diào)

hTERT

mRNA 的表達水平，從而誘導細胞凋亡。另有研究顯示，1, 25（OH）D通過抑制腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand，TRAΙL）和TRAΙL 受體4，通過下調(diào)Fas配體的表達來調(diào)控體外凋亡通路。此外，有研究探討1,25（OH）D與卡鉑間的協(xié)同效應，結(jié)果顯示，1,25（OH）D可增強卡鉑誘導的細胞凋亡作用。

2.2 EMT 與腫瘤進展

EMT 是上皮細胞分化為運動的間充質(zhì)細胞并增強細胞侵襲性的過程。上皮細胞通過EMT 獲得間充質(zhì)形態(tài)，失去細胞間接觸，從而更具侵襲性和遷移能力，這個過程在卵巢癌侵襲過程中發(fā)揮關鍵作用。有研究通過觀察TGF-β1 刺激SKOV-3 細胞發(fā)現(xiàn)，1,25（OH）D降低了間質(zhì)標志物波形蛋白的表達，上調(diào)了上皮標志物E-cadherin 的表達，抑制了SKOV-3 細胞的遷移能力，還抑制了轉(zhuǎn)化生長因子抑制劑誘導的EMT。此外，體內(nèi)和體外研究均表明，1, 25（OH）D和VDR 有助于抑制卵巢癌細胞轉(zhuǎn)移至大網(wǎng)膜。對小鼠卵巢表面上皮細胞的研究發(fā)現(xiàn)，1, 25（OH）D可通過下調(diào)β-catenin 的表達，上調(diào)E-cadherin 的表達，抑制腫瘤細胞的侵襲和遷移。

也有報道顯示，VDR 在卵巢癌的腫瘤細胞侵襲、轉(zhuǎn)移和腹腔積液形成過程中均可發(fā)揮重要作用。動物實驗顯示，將提前暴露于維生素D 的卵巢癌細胞種植于免疫缺陷小鼠，降低了腫瘤細胞轉(zhuǎn)移至肝、肺和骨髓的可能性。DDX4 是維生素D的另一個活性靶點，活性維生素D 可抑制DDX 的表達，從而抑制卵巢癌細胞的侵襲能力。

2.3 腫瘤新生血管生成

目前，探討維生素D 對卵巢癌新生血管生成影響的研究仍較為缺乏。但在其他腫瘤細胞中，1, 25（OH）D已被證實通過調(diào)節(jié)缺氧誘導因子-1（hypoxia-inducible factor-1，HΙF-1）的表達發(fā)揮抗血管生成作用。HΙF-1 是腫瘤新生血管生成的主要因子，也是血管生成的關鍵轉(zhuǎn)錄因子。已有研究表明，1,25（OH）D可降低HΙF-1 亞基的表達，并能抑制血管內(nèi)皮生長因子和腫瘤細胞在缺氧條件下的增殖。研究表明，1, 25（OH）D對腫瘤內(nèi)皮細胞的抗腫瘤新生血管生成的作用也是通過VDR 介導的。

2.4 免疫調(diào)節(jié)和腫瘤炎性反應

維生素D 是先天免疫系統(tǒng)的重要調(diào)節(jié)因子，可通過誘導多種免疫因子的表達發(fā)揮抗菌肽作用，影響單核細胞的趨化性、自噬過程和巨噬細胞吞噬溶酶體融合，增加上皮細胞的物理屏障功能，影響腸道微生物群的組成。此外，維生素D 還可調(diào)節(jié)適應性免疫系統(tǒng)，主要通過下調(diào)輔助性T 細胞（T helper，Th）1 細胞的表達，抑制促炎細胞因子產(chǎn)生，上調(diào)Th2 細胞、調(diào)節(jié)性T 細胞（regulatory T cell，Treg）的表達，下調(diào)Th17 細胞的表達，并調(diào)節(jié)抗原呈遞使樹突狀細胞進入“致變色”狀態(tài)。因此，低維生素D 水平和高易感性也會增加一些自身免疫性疾病的發(fā)生風險。腫瘤細胞和免疫系統(tǒng)之間的關系是十分復雜的，包括免疫細胞對腫瘤細胞的殺傷效應，腫瘤細胞對免疫產(chǎn)生耐受進而出現(xiàn)預轉(zhuǎn)移行為等。一些腫瘤組織被適應性和先天免疫細胞浸潤，這些免疫細胞可以通過提供多種生長因子，包括促進血管生成的因子、促進EMT 過程的因子和幫助腫瘤逃逸凋亡的因子，在腫瘤進展中發(fā)揮重要作用。

炎性反應在卵巢癌和其他惡性腫瘤的發(fā)展過程中非常重要。環(huán)氧化酶（cyclooxygenase，COX）1 和COX2 是介導前列腺素合成的兩種同工酶，可調(diào)節(jié)炎性反應。COX1 與COX2 的表達受前列腺素、生長因子和細胞因子的調(diào)節(jié)。COX2 促進卵巢癌的發(fā)展與減少細胞凋亡、促進細胞增殖和促進腫瘤新生血管生成有關。有報道顯示，與良性卵巢組織相比，COX2 在卵巢癌細胞中的表達上調(diào)，這與卵巢癌患者的生存期縮短有關。一項對卵巢癌和子宮內(nèi)膜癌細胞的研究結(jié)果表明，子宮內(nèi)膜癌中，1, 25（OH）D具有明顯的抗腫瘤作用，孕激素可下調(diào)促炎細胞因子CXC 趨化因子配體（C-X-C chemokine ligand，CXCL）1和CXCL2的表達，從而下調(diào)轉(zhuǎn)移過程中相關蛋白的表達。CXCL1和CXCL2 在卵巢癌中高表達，也與腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移有關。

另一方面，抗腫瘤T 淋巴細胞反應與更有效的免疫檢查點封鎖相關，然而多數(shù)免疫廢棄腫瘤幾乎對免疫療法沒有反應。研究表明，腫瘤內(nèi)在的WNT/β-catenin信號通路在黑色素瘤中可介導免疫排斥反應，這在其他腫瘤中也得到了證實。研究顯示，維生素D/VDR信號通路可以抑制WNT/β-catenin通路，值得進一步關注其參與影響免疫治療耐藥的相關機制。

2.5 維生素D 相關酶表達與腫瘤代謝

參與維生素D 代謝的酶包括1-羥化酶、24-羥化酶、25-羥化酶等。研究顯示，24-羥化酶在卵巢癌細胞中表達上調(diào)。在原發(fā)和轉(zhuǎn)移性卵巢癌中，1-α羥化酶編碼基因細胞色素P450 27B1（cytochrome P450 27B1，CYP27B1）是編碼1-羥化酶的基因，可明顯抑制腫瘤細胞的增殖，也被證明與患者的總生存率下降有關。卵巢癌細胞系的1,25（OH）D暴露對25-羥化酶、1-羥化酶的表達沒有影響，但可上調(diào)24-羥化酶mRNA 的表達。在對卵巢癌細胞系的研究中，高表達的1,25（OH）D可抑制卵巢癌細胞的生長，而低表達的1,25（OH）D可促進其增長。據(jù)此可推測，由于活性的關系，需要較高濃度的24-羥化酶才能使1,25（OH）D失活。低表達的1, 25（OH）D促進腫瘤細胞生長的作用可能是由于受24-羥化酶產(chǎn)生的代謝物的影響，但目前對其作用機制的了解仍然很少。

2.6 VDR 及其多態(tài)性

卵巢腫瘤和正常卵巢上皮細胞均可表達VDR，與正常卵巢組織相比，卵巢癌組織中VDR 的表達明顯上調(diào)。如前所述，VDR 參與雌激素的生物合成，調(diào)控芳香化酶基因的表達。對卵巢癌細胞系的研究表明，1, 25（OH）D上調(diào)VDR 的表達對卵巢癌細胞的生長具有明顯的抑制作用。此外，VDR 與雄激素受體的合作，二者均可調(diào)節(jié)卵巢癌細胞的生長，也已經(jīng)得到了證明。具體來說，1, 25（OH）D通過上調(diào)VDR 的表達上調(diào)雄激素受體和雙氫睪酮水平，抑制腫瘤細胞的生長。

VDR

基因多態(tài)性在不同人群中的研究一直存在爭議，研究最多的SNP 是FokΙ 位點。

FokI

位于外顯子2 上，與F 等位基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)相比，F(xiàn) 等位基因的存在導致了3 個氨基酸的延長。而研究顯示，較長的蛋白質(zhì)對1, 25（OH）D反應較弱，轉(zhuǎn)錄活性較低。F 等位基因純合攜帶者患卵巢癌的風險比普通基因患者高兩倍。一項薈萃分析結(jié)果顯示，F(xiàn) 等位基因最常見的是亞洲人，其次是歐洲人和非洲人。此外，也有研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)F 等位基因卵巢癌患者比Ff 和ff等位基因攜帶患者的總生存率更高。幾項薈萃分析結(jié)果也提示，

FokI

基因多態(tài)性與卵巢癌風險增加有關。

2.7 腫瘤干細胞

有研究對維生素D 對卵巢癌干細胞的作用也有一些初步的探討，研究表明，干細胞在卵巢癌轉(zhuǎn)移形成、腫瘤復發(fā)和腫瘤耐藥性的發(fā)展方面均有重要作用。維生素D 已被證明會降低腫瘤干細胞的自我更新能力。體外實驗中，活性維生素D增加了VDR 和細胞質(zhì)小體-連環(huán)蛋白的表達，降低了腫瘤干細胞相關基因

CD44

的表達。此外，有報道證實，VDR 在WNT 通路中介導的抑制途徑可以減少腫瘤干細胞的數(shù)量。

3 小結(jié)與展望

本文對維生素D 在細胞水平上影響卵巢癌的分子機制進行了綜述，流行病學證據(jù)表明，高循環(huán)維生素D 水平與較低的卵巢癌發(fā)生風險和病死率有關。系統(tǒng)綜述還沒有發(fā)現(xiàn)任何與之相關的維生素D 或類似物對卵巢癌患者的影響及此類補充或治療，在此基礎上，進一步的體外和體內(nèi)研究均十分有必要。在未來，應開展隨機對照試驗進一步探討維生素D 補充劑在臨床預防或治療卵巢癌的作用。