孕激素對子宮內膜上皮細胞增殖調控機制研究進展

方 明，古天明

(成都大學醫護學院，四川成都 610106)

0 引言

據統計，女性一生中子宮內膜大約要經歷400次周期性的增殖、分化、脫落和出血，而這個周期性過程得以正常進行完全依賴于卵巢分泌的雌、孕激素的調節.排卵前，血清中上升的雌激素促進子宮內膜上皮細胞增殖;排卵后，血清中上升的孕激素抑制雌激素引起的子宮內膜上皮細胞增殖，促使其分化為具有分泌功能的上皮，迎接胚胎著床［1，2］.如果雌、孕激素對子宮內膜上皮細胞協同調控的平衡被打破，將導致子宮內膜異常增生，甚至癌變［3］.本文就孕激素對正常子宮內膜上皮細胞增殖調控的分子學機制進行了相應的綜述.

1 孕激素對子宮內膜上皮細胞增殖調控機制

1.1 孕激素對子宮內膜上皮細胞ER的轉錄調節

研究表明，女性進入青春期后，在促卵泡素(FSH)和黃體生成素(LH)刺激下卵巢分泌雌激素，雌激素與靶細胞胞漿ER結合后，進入核內調節特定基因轉錄并發揮生物效應.雌激素與子宮內膜上皮細胞胞漿ER結合后，上調細胞周期正調控因子表達，下調細胞周期負調控因子表達，從而促進子宮內膜上皮細胞增殖［4，5］.

同時，孕激素可抑制ER表達從而抑制子宮內膜上皮細胞增殖.Hsueh等［6］在體外培養的子宮內膜上皮細胞中發現，先用雌激素誘導出ER后，再用孕激素處理，ER表達下降.Okulicz［7］等利用恒河猴人工月經周期模型研究發現，從增殖期向分泌期轉變過程中，雌激素水平下降并不能使子宮內膜上皮細胞ER表達下降，而孕激素水平上升卻能使子宮內膜上皮細胞ER表達下降，并且子宮內膜上皮細胞增殖受到抑制.Takeda等［8］的研究發現，孕激素下調ER表達水平，可能是通過縮短ER半衰期，使ER穩定性下降的結果［8］.上述研究提示，正常情況由于卵巢分泌的孕激素周期性波動，在分泌期，增高的孕激素下調子宮內膜上皮細胞ER表達的活性增強，而抑制雌激素誘導的子宮內膜上皮細胞增殖，促使其分化.此外，科研人員在孕激素抑制雌激素誘導兔PR表達的研究中發現，孕激素受體結合區域與雌激素受體啟動子在同一位置，提示PR可能是抑制ER轉錄活性的轉錄因子［9］.PR有2種亞型，PRA和PRB，二者功能各不相同在，孕激素與它們結合后發揮不同生理效應［10］.目前 ，關于是PRA還是PRB抑制ER活性還存有爭議.MCF-7乳腺癌細胞株，當存在RU38486時，PRA充當ER活性轉錄抑制子［11］，當存在雌激素時卻是PRB能抑制ER的活性［12］.在I型子宮內膜癌中，ER常常都有表達，PR表達常常下降［13］，而且2種PR亞型下降比例不一致，常表現為某一種亞型表達占優勢，子宮內膜癌的分化程度、侵襲性、生存率以及孕激素治療效果主要與PRB表達相關［14，15］.據此推測，子宮內膜上皮細胞可能是PRB充當ER轉錄活性抑制因子，介導孕激素對ER轉錄活性產生抑制.

1.2 孕激素調節雌激素代謝

有研究發現，膽固醇在LH刺激下可將卵巢內膜細胞轉化成雄烯二酮釋放到顆粒細胞，再在芳香化酶催化下轉化成活性極強的雌二醇［16］.在子宮內膜中，17B-羥雌二醇脫氫酶(17B-HSD)催化雌二醇轉化成活性很弱的雌酮.

1.2.1 孕激素抑制細胞色素P450芳香化酶活性.

細胞色素P450芳香化酶是雄烯二酮轉化為雌二醇的限速酶.葉玉梅等［17］利用孕二烯酮處理小鼠離體培養顆粒細胞發現，孕二烯酮可降低顆粒細胞細胞色素P450芳香化酶活性，抑制顆粒細胞分泌雌激素.據此可推斷，排卵后，由于孕激素水平上升，降低顆粒細胞細胞色素P450芳香化酶活性，抑制顆粒細胞分泌雌激素，降低血清中雌激素水平，從而間接抑制子宮內膜上皮細胞增殖.

1.2.2 孕激素上調17β-HSDII的表達.

有研究發現，正常子宮內膜無芳香化酶，子宮內膜局部雌激素代謝的調節主要通過調節17β-HSD表達從而催化雌二醇與雌酮相互轉化而實現，而17β-HSDII可催化雌二醇轉化為雌酮，降低雌激素的活性［18－20］.在正常子宮內膜，17β-HSDII在增殖期表達和活性均較低，分泌期表達和活性均較高，其機制可能是孕激素與基質細胞PR結合后，通過旁分泌途徑刺激上皮細胞17β-HSDII的分泌增加和活性增強［21，22］.子宮內膜癌中17β-HSDII常常表達缺失，離體實驗顯示，雌激素處理子宮內膜癌細胞，引起細胞增殖率增加，再用孕激素處理，癌細胞17β-HSDII表達上升，細胞增殖受到抑制［22］.上述研究提示，在月經周期分泌期孕激素水平上升，上調節上皮細胞中17β-HSDII的表達和活性，催化子宮內膜中雌激素轉化成活性很弱的雌酮，從而削弱了雌激素刺激子宮內膜上皮細胞增殖作用.

1.3 孕激素調節子宮內膜上皮細胞的細胞周期調控因子表達

正常細胞的周期進程依賴細胞周期調控因子的調控.細胞周期調控因子包括細胞周期素(cyclins)，周期素依賴性激酶(cyclin dependent kinase，CDKs)和周期素依賴性激酶抑制劑(cyclin-kinase inhibitor，CKIs).研究發現，CDKs既有與cyclins結合的活性，也有與細胞周期素依賴性蛋白激酶抑制劑(CDKI)結合的活性，它與cyclins結合促進細胞周期的進程，與CKIs結合則抑制細胞周期進程［23］.

1.3.1 孕激素調節子宮內膜上皮細胞cyclins表達.

cyclins是控制細胞周期進程的一組特殊的蛋白質分子，是特定時相短暫出現的基因表達產物，在細胞通過細胞周期調控點(cell-cycle checkpoints)的調節上起關鍵性作用［23］.目前，科研人員已經發現的周期素共有16種，這些細胞周期素大多數對細胞周期起正調控作用，通過與相應的CDKs結合形成活性復合物，使特定的底物磷酸化來加快細胞周期進程，進而促進細胞的生長，并參與機體許多生理和病理過程，如細胞的增殖、分化、腫瘤的發生及信號轉導等［24］.

Cyclin D是細胞周期的啟動因子，研究發現，用轉化生長因子-β1(TGF-β1)抑制其表達后，細胞便不能由靜止態進入細胞周期，此表明cyclin D是G0/ G1時相轉換必需的調節蛋白［25］.已知cyclin D主要有D1、D2、D3 3個亞型，目前所知Cyclin D1與人類腫瘤的發生關系密切［25］.現有的研究表明，cyclin D1在正常子宮內膜增殖期上皮細胞弱表達，而分泌期及絕經后子宮內膜上皮細胞無表達［26］，雌激素通過激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3-K)→磷酸激酶(AKT)→糖原合成激酶-3β(GSK-3β)→Cyclin D1→pRb的路徑促進子宮內膜上皮細胞的增殖作用［27，28］，Tong等［29］研究發現，成年小鼠給予孕激素后，孕激素并不直接改變子宮內膜上皮細胞中Cyclin D1-CDK4/ CDK6的總體水平和活性，而是通過抑制cyclin D1從胞漿到核內的聚集，降低CDK4在細胞核的水平，繼而抑制pRb蛋白和pRb相關蛋白p107磷酸化，阻滯細胞周期通過G1期，從而抑制子宮內膜上皮細胞增殖.Chen等［28］的研究也顯示，在正常的人子宮內膜，孕激素通過阻滯胰島素樣生長因子(IGF-1)的合成或影響IGF-1同其受體的結合，或通過抑制雌激素誘導的PI3K激酶/AKT路徑，對抗雌激素對GSK-3β活性的抑制，導致cyclin D1從細胞核排出，發揮抑制子宮上皮細胞增殖的作用.Gielen等［30］研究發現，在子宮內膜癌中，孕激素可下調胰島素樣生長因子結合蛋白3、6(IGFBP3、6)的表達，抑制IGF信號途徑，降低MAPK3/1活性，導致核內cyclin D1表達下降.上述研究表明，在子宮內膜上皮細胞，孕激素一方面可以下調子宮內膜上皮細胞Cyclin D1的表達，另一方面通過抑制如MAPK、PI3-K和Wnt/β-Catenin等信號途徑，改變Cyclin D1在胞漿和核內分布，從而發揮抑制子宮內膜上皮細胞增殖的作用.

Cyclin E是G1期重要的細胞周期調控因子之一.cyclin E與CDK2結合形成絲氨酸/蘇氨酸激酶全酶，cyclin E-CDK2復合物在cyclin D1-CDK2復合物作用基礎上進一步磷酸化pRb并使之失活，釋放轉錄因子E2F，cyclin E也可作用于B-Myb、Rpat等轉錄因子，這些轉錄因子是提高S期所必需的基因及cyclin A的表達，從而啟動DNA的合成，促使細胞進入S期［31］.在子宮內膜上皮細胞，孕激素通過下調Cyclin E表達以及抑制cyclin E-CDK2活性而抑制子宮內膜上皮細胞增殖.有研究報道:在正常人子宮內膜增生期有cyclin E表達，而在分泌期則無cyclin E表達［32］;孕激素使子宮內膜癌細胞CDK2脫磷酸化，引起cyclin E-CDK2活性消失，同時也抑制cyclin A表達和cyclin A-CDK2激酶活性，進一步抑制pRb相關蛋白p107蛋白磷酸化，最終抑制子宮內膜癌的增殖［29］.

Cyclin G是最晚發現的細胞周期素家族成員，研究人員發現，其包括G1、G2、I 3個亞型.其中，cyclin G1在細胞增殖、細胞周期檢測點調控、DNA損傷后修復以及細胞調亡等生物學過程中發揮作用［33］.有研究表明:cyclin G1在子宮內膜上皮細胞的表達具有孕激素依賴的特點［34］;在小鼠正常增生期的子宮內膜上皮細胞呈低表達，而在分泌期的子宮內膜上皮細胞呈高表達［35］;用RNA干擾使cyclinG1基因轉錄沉默，孕激素對子宮內膜上皮細胞增生抑制作用減弱［36］.上述研究提示，cyclin G1可能介導孕激素對子宮內膜上皮細胞的負調控作用.

1.3.2 孕激素調節子宮內膜上皮細胞CKIs的表達.

CKIs是對細胞周期起負調控作用的一類蛋白，目前發現的CKIs分為2大家族:INK4(inhibitor of CDK4)，包括p15、p16、p18、p19等，可特異性抑制CDK4-cyclin D和 CDK6-Cyclin D復合物;KIP/CIP (Kinase inhibition protein)，包括p21和p27等，幾乎抑制所有 CDK-Cyclin復合物的活性［37］.Shiozawa等［38］用孕激素處理PR陽性的Ishikawa細胞株和PR陰性的KLE細胞株后，發現Ishikawa細胞株的P27表達明顯升高，cyclin E-CDK2、cyclin D1-CDK4復合物的活性明顯下降，細胞增殖明顯受到抑制，證實了子宮內膜上皮細胞中P21、P27表達受孕激素調節.

1.4 孕激素調節子宮內膜上皮細胞原癌基因表達

原癌基因(proto-oncogene)是存在于正常細胞的癌基因同源序列，被某種因素激活則成為具有轉化細胞活力的癌基因.原癌基因是啟動細胞周期進程所必需的［28］.原癌基因在正常組織中有微量表達，并對維持細胞的正常生理功能有重要的作用.

Kenneth等［39］給予鼠孕激素后發現，孕激素能快速抑制雌激素誘導的c-fos原癌基因在子宮上皮細胞上的轉錄，并且這個抑制作用呈現時間、劑量依賴性.Kirkland等［40］研究孕激素抑制雌激素誘導cfos原癌基因的轉錄機制發現，孕激素很可能是通過孕激素受體復合物結合c-fos基因的調控區阻止或改變雌激素受體復合物或其他轉錄因子與此調控區的結合而實現對c-fos原癌基因轉錄活性的抑制.上述研究表明，在子宮內膜中，孕激素拮抗雌激素誘導原癌基因促增殖作用，可能是孕激素通過孕激素受體復合物與原癌基因的調控區結合，抑制雌激素受體復合物與之結合而實現對原癌基因轉錄活性的抑制，從而下調子宮內膜上皮細胞中雌激素誘導的原癌基因的表達.

2 討論

孕激素對子宮內膜上皮細胞的增殖調控發揮著重要作用:一方面可通過降低子宮內膜上皮細胞ER的表達和增強雌激素代謝，間接抑制子宮內膜上皮細胞的增殖;另一方面孕激素通過與子宮內膜上皮細胞的孕激素受體結合調節細胞周期調控蛋白、原癌基因等參與細胞周期調控的蛋白的表達，直接抑制子宮內膜上皮細胞的增殖并促使其轉化為分化.研究結果表明，如果機體內外環境改變導致孕激素水平和孕激素受體表達下降，孕激素對子宮內膜上皮細胞增殖的抑制作用削弱，子宮內膜在雌激素持續刺激下出現異常增生，甚至癌變，這為子宮內膜癌的早期診斷和治療提供一種新思路.

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