維甲酸相關孤核受體α及其激動劑SR1078的研究進展

張翼臻綜述，周秀田，蘇 琦審校

（南華大學腫瘤研究所，湖南衡陽421001）

維甲酸相關孤核受體α及其激動劑SR1078的研究進展

張翼臻綜述，周秀田，蘇 琦審校

（南華大學腫瘤研究所，湖南衡陽421001）

受體，維甲酸； 受體，胞質和核； 維甲酸相關孤核受體α； SR1078； 激動劑； 綜述

在過去的一段時間，一些關于維甲酸相關孤核受體α（retinoid acid receptor related orphan receptor α，RORα）研究迅速增加。RORα在一些病理生理功能中的潛在作用機制，特別是ROR缺陷小鼠和基因表達分析的特性RORα的關鍵功能，為其各種生理過程的調節提供了解釋。RORα進一步參與各種代謝途徑的調節，使體內能量平衡。此外，RORα調節生物鐘幾個組件的表達，可能參與生物鐘的整合和節奏下游（代謝）基因的表達模式。一些學者對ROR目標基因的研究提供了RORα控制這些過程機制的見解。另外，一些報道已經提示了RORα在一些疾病（包括骨質疏松癥），尤其是一些自身免疫性疾病如哮喘、癌癥、肥胖中的潛在作用證據，提供了RORα可能作為化學療法的潛在目標干預。本文就RORα的特點、與腫瘤的關系及其激動劑SR1078的發現與研究綜述如下。

1 RORα的特點

RORα基因定位在第15號染色體q22.2上，跨度相對較大，長730 kb，而且是有15個外顯子組成的基因組區域[1]。RORα表現出典型的核受體結構域，由4個主要功能域組成：1個n端（a/B）域，后跟1個高度保守的DNA結合域（DBD），鉸鏈結構域和 c端配體結合域（LBD）。a/B域是可變氨基酸末端，決定不同的ROR亞型；DBD是RORα調節基因轉錄的重要區域，特異靶基因RORE與其結合，由鋅指模序1，2及羧基端短鏈（CTE）3個功能域結構變化；鉸鏈結構域是位于DBD與LBD之間的短序列，主要作用是維持RORα結構的穩定性；最后LBD的功能是結合配體、核內定位、受體二聚化及結合輔助因子等，是一個多功能的區域，LBD一旦與特異配體結合，受體即進入激活狀態，以確保生理反應的特異性和選擇性[2]。因為啟動子基因的選擇性和基因剪切的作用，每種維ROR基因都有多種亞型[3]。4種人類RORα編碼RORα1～4基因產物，而在鼠體內，目前報道只表達RORα1和RORα4，不同亞型RORα受體只在氨基酸末端不同[4]。不同亞型的RORα受體表達于不同的組織，并調節不同的目的基因和生理學過程。例如，人RORα3僅發現于睪丸組織[3，5]；鼠小腦組織既明顯表達RORα1也明顯表達RORα4，而鼠的其他組織一般只明顯表達RORα4[5-6]。

ROR調控一系列生理過程，而且RORα在肝臟組織，骨骼肌，皮膚表面，脂肪組織，腎臟、胸腺組織和大腦組織中均有表達，特別是在小腦和丘腦。研究發現，RORα基因在小腦浦肯野細胞中高度表達，且RORα與體內其他生物活性因子協同作用，共同調節細胞的生長、分化與凋亡，對多種組織器官的發育特別是神經組織發育起關鍵作用[7]。RORα基因缺陷小鼠其目標RORα基因的中斷，在本質上是與純合子SG小鼠表現完全相同的，這種自然突變株帶有6.4 kb的基因內插入，導致編碼起始LBD的1/5外顯子基因缺失和一個密碼子移碼引起密碼子過早終止[8]。RORα基因缺陷小鼠表現出一些異常表現，包括共濟失調和嚴重的小腦萎縮，浦肯野細胞明顯減少和小腦顆粒細胞的損失。研究發現，在骨發育過程中，RORα在骨髓干細胞中表達增加，激活骨唾液蛋白酶的活性及增強成骨素基因啟動子轉錄，誘導成骨細胞分化，促進骨組織成熟[9]。而且在RORα功能缺陷的純合子SG小鼠中，如脾臟、胸腺發現免疫組織比正常小很多，成熟的T細胞和B淋巴細胞明顯減少，細胞因子釋放異常，表現為巨噬細胞釋放炎性細胞因子IL-1、IL-6和TNF-α增多。但同時，IL-1、IL-6與脂多糖可誘導RORα上調，發揮抗炎作用，因此，RORα可抑制炎性反應，減輕炎性反應帶來的損傷[10]。

RORα還誘導阻力血管平滑肌細胞分化，參與血管緊張度的調節。RORα通過調控三酰甘油代謝過程中靶基因的轉錄，對維持脂質代謝平衡、預防心血管疾病尤其是動脈粥樣硬化的發生有重要作用[11]。最近的研究表明，RORα基因在小鼠視網膜發展中也扮演了重要角色，在成年小鼠視網膜神經節細胞層、內部核層、外層的錐感光細胞中RORα基因強烈表達，表明其共定位于S和M視蛋白[12]。研究已經建立了核受體功能和表達之間的聯系，晝夜監督調節各種生理過程。許多核受體，包括RORα，至少在一些組織中，顯示生理周期模式的表達節奏，這表明它們的表達式由生物鐘控制。RORα基因在肝、腎、視網膜和肺中顯示遲鈍的晝夜節律振蕩表達。晝夜節律是日常行為和生理變化周期受內源性生物鐘調控，生物鐘幾乎影響所有的生理功能和行為。因此，晝夜節律異常涉及越來越多的疾病，包括睡眠和情緒障礙、糖尿病、肥胖癥和癌癥[13]。

2 RORα與腫瘤

微陣列分析腫瘤細胞系和原發性癌標本發現，RORα mRNA在許多類型的癌癥，包括乳腺癌、肺癌、和結腸癌中水平下調[14]。因為RORα基因定位在一個常見的、脆弱的位點，在癌癥中經常被刪除或失去活性，暗示這些癌癥細胞是由基因組不穩定性引起的。上述分析說明，RORα的表達減少或活性喪失與腫瘤的形成呈正相關，表明RORα低表達可能是腫瘤的潛在發生機制。RORα一直被視為一個本構激活核受體，但由許多通路參與翻譯后的監管活動。例如，RORα可通過細胞外激酶磷酸化和神經元蛋白激酶（PKC）和海拉細胞信號監督，PKC-依賴磷酸化抑制RORα的轉錄活動。新近的一項研究揭示了修飾后的RORα在結腸癌發展中的角色，研究發現Wnt5a/PKCa誘發RORα磷酸化絲氨酸殘基。磷酸化的RORα變弱Wnt信號通路抑制Wnt/β-catenin目標基因的轉錄。而且研究結果表明，刪除RORα的DNA結合域大幅減少RORα的抑制活動，因此，可以推論RORα可通過抑制β-catenin信號轉導途徑來影響腫瘤的發生、發展[15-16]。研究進一步證實，RORα可調節某些腫瘤相關基因如nm23、N-myc等的表達[11]。RORα在乳腺癌組織與細胞中表達下調，RORα與信號素（semaphorin 3F，SEMA3F）的mRNA水平減少和不良預后有關。恢復RORα表達可降低乳腺癌細胞的侵襲能力和抑制裸鼠移植瘤生長，伴隨SEMA3F表達增加。而滅活非惡性乳腺上皮細胞RORα可抑制SEMA3F轉錄與損傷腺泡的形態形成，并且RORα可直接調控SEMA3F轉錄[17]。表明RORα可能是潛在的腫瘤抑制因子和治療靶點。

3 SR1078的發現與研究

RORα激動劑SR1078是一個細胞滲透性的二芳基酰胺化合物，其分子式是C17H10F9NO2，源自T0901317（肝臟X受體激動劑）[18]。在以RORα抑制劑T0901317作為最初的支架研究中，一系列化合物評估其對RORα、RORγ、法尼酯衍生物 X受體（FXR）、肝臟 X受體 α（LXRα）和LXRβ的活性作用[19]，結果顯示，酰胺類復合物SR1078表現出唯一的藥理學作用，提示了SR1078潛在的可作為化學探測器并用于評估ROR的功能。這一化合物首先被確立為是RORα的激動劑是由于其顯著提高了RORα和RORγ的轉錄活性，但是對FXR、LXRα和LXRβ的活性無作用，這些數據闡明找到了一種特異性的RORα和RORγ激動劑，而對LXR/FXR卻無影響[20]。

為進一步驗證SR1078的活性。用完整長度的RORα或RORγ基因轉入細胞，從目的基因表達情況判斷是否轉入細胞。葡萄糖-6-磷酸酶（G-6-P）和纖維原細胞生長因子21（FGF21）被證實是ROR的目的基因，而且這2種基因是RORα特異反應元件[21]。在共轉染實驗中用SR1078處理細胞，使目的基因轉錄水平顯著上升。但當G-6-P和FGF21的啟動子RORE發生突變，ROR介導的效果會失效。SR1078代表了一種合成復合物配體，其具有ROR興奮劑的功能。在共轉染試驗中，SR1078激活了RORα的目的基因啟動子在RORE的依賴模式，刺激了ROR目的基因的表達，值得注意的是，這復合物刺激受體反應的水平超過了正常情況下觀察到的受體反應活性，這說明SR1078是RORα的激動劑[21]。

為在生理水平上確認SR1078確實是RORa的激動劑，相關研究測試了SR1078的活性，觀察了其目的基因的表達。在內源性表達RORα和RORγ的細胞系中用SR1078處理24 h后評估G-6-P和FGF21基因的表達，SR1078處理FGF21mRNA呈3倍顯著增加，G-6-PmRNA也呈2倍顯著增加，這數據支持共轉染實驗的結果，證明了SR1078具有ROR激動劑的功能[21]。對小鼠SR1078藥物代謝動力學性質測試，發現體內顯著暴露的現象，以10 mg/kg的劑量腹腔注射1 h后，血漿濃度達3.6 μmol/L。即使8 h后，血漿濃度仍保持在800nmol/L以上的水平[21]。以上的實驗數據足夠充分地證明了SR1078的藥物代謝動力學性質。因此，允許SR1078被用于體內和正如研究者期待的那樣成為RORα的激動劑。把這種藥物作用于小鼠使肝臟的RORα目的基因表達增加，這個概念的驗證研究表明，額外的實驗對檢查這種化合物在體內的藥理是必要的[21]。

大約50%的人類癌癥p53基因突變，但在剩下一半的癌癥中，激活p53功能被認為是一個有價值的戰略發展抗癌療法。腫瘤抑制蛋白P53在細胞關鍵過程中扮演著重要的角色，包括DNA修復、細胞周期和凋亡。試驗表明，P53蛋白通過調控腫瘤細胞的某些操縱基因而阻止腫瘤細胞的生長和增殖，最后引起腫瘤細胞的凋亡[22]。當P53蛋白存在時，主要是抑制TATA結合蛋白結合至腫瘤細胞中癌基因的啟動子區域，使癌基因的表達受到抑制，最終控制腫瘤細胞的持續生長。研究顯示，小分子復合物RORα激動劑SR1078能激活p53基因，增加P53蛋白的穩定表達并增強p53基因的功能，同時也發現SR1078同樣也使p53基因的目的基因p21、PUMA等表達顯著增強，沉默p53基因抑制了SR1078增強p53基因的目的基因表達的能力[22]。因此SR1078被視為一個新穎抗癌療法的發展目標。

4 展 望

RORα是一種多功能的核受體，調節著體內各種生理功能，調節人體各系統的發育，影響各細胞的生長、分化及凋亡等。因為核受體超家族顯示了保守的區域結構和高度保守的DNA結合域和配體結合域，這個家族受體包括類固醇激素受體、甲狀腺激素受體、膽汁酸受體和低密度脂蛋白受體[20]，雖然在這48個核內受體中很多被發現作為激活轉錄因子的配體，但很多其他的受體卻發現沒有配體。雖然RORs的一些重要的自然配體還不清楚，但是一些合成的復合物配體調節其受體的有用性是顯而易見的，而且研究發現在多種腫瘤中RORα是呈低表達的，因此推測其對多腫瘤的發生、發展具有調節作用。因此，將來隨著對RORα靶基因研究的深入和對RORα激動劑SR1078的進一步驗證，SR1078將可能因此成為抑制多種生理功能紊亂的有效藥物，而且將成為一種新穎的腫瘤治療藥物。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.19.019

A

1009-5519（2015）19-2942-04

2015-05-13）

張翼臻（1986-），女，江西贛州人，碩士研究生，主要從事胃癌的發生與防治的分子機制研究；E-mail：583634376@qq.com。