維生素D／VDR信號途徑與乳腺癌

田 倩（綜述），石 蕓（審校）

（1.河北省辛集市第一醫(yī)院婦產(chǎn)科，河北 辛集052360；2.河北醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院生物化學與分子生物學研究室，河北 石家莊050017）

乳腺癌是女性常見的惡性腫瘤之一，據(jù)國際癌癥研究機構（International Agency for Research on Cancer，IARC）2010年公布的2008年全球癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，乳腺癌以10.9%的發(fā)病率僅次于肺癌而位居惡性腫瘤第二位，其致死率在女性腫瘤中，已超越宮頸癌成為頭號殺手［1］。我國最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)也顯示，我國乳腺癌的發(fā)病率已躍居女性惡性腫瘤的首位［2］。雖然近年來，隨著我國乳腺癌早期篩查和綜合治療力度的加強，乳腺癌的無病生存期及總生存期已得到顯著改善，但鑒于檢查手段的局限性，仍存在一定程度的假陰性率，使這些患者錯過最佳的治療時機。因此，一些新的生物標記物由于其更高的敏感度和可靠性而被廣泛采納并應用于臨床診斷和治療，維生素D及其受體（vitamin D receptor，VDR）信號通路就是近年發(fā)現(xiàn)的標記物之一。大量研究表明，乳腺癌的發(fā)生發(fā)展可能與維生素D／VDR信號通路的異常有關。因此，對維生素D／VDR信號通路在乳腺癌發(fā)病機制中的研究成了人們關注的新焦點，并取得了一定的研究成果。現(xiàn)就近年來維生素D與乳腺癌以及VDR信號途徑與乳腺癌關系的研究進展綜述如下。

1 維生素D與乳腺癌

人和動物血液或組織中的維生素D主要有2個來源：一是食物攝入，二是自身合成。自身合成的原料為皮膚中的7-脫氫膽固醇。首先，7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外光照射后，可轉變?yōu)榫S生素D3，維生素D3再在肝臟中發(fā)生羥化，生成25（OH）D3。25（OH）D3進入血液循環(huán)，在靶組織中1α羥化酶（1α hydroxylase，CYP27B1）的催化下轉變 為 1，25（OH）2D3［3］。研究發(fā)現(xiàn)，CYP27B1在人或小鼠的乳腺組織［4-5］和乳腺脂肪細胞［6］均有表達。25（OH）D3和1，25（OH）2D3都是維生素D的活性代謝物，二者發(fā)揮完生物學作用后，可在24-羥化酶（24-hydroxylase，CYP24A1）的催化下轉化為維生素D的失活形式而被降解。CYP24A1在乳腺組織也有表達［4］。維生素 D的2種活性形式：1，25（OH）2D3活性強，但半衰期短，難于檢測；25（OH）D3活性較弱，但半衰期長，穩(wěn)定性好，可直接反映機體維生素D的營養(yǎng)狀況。因此，臨床常通過檢測血中25（OH）D3的水平來代表維生素D的含量。

雖然對維生素D在乳腺癌發(fā)病風險中的作用評估存在相互矛盾的結果，如 Kühn等［7］檢測了1 391例乳腺癌患者和相應數(shù)目的對照人群血中25（OH）D3的水平后發(fā)現(xiàn)，25（OH）D3的水平與乳腺癌的發(fā)病率之間沒有相關性。但越來越多的大樣本統(tǒng)計分析表明，維生素D是乳腺癌的風險因子。Bauer等［8］和 Wang等［9］分別對2011年5月之前發(fā)表的前瞻性研究數(shù)據(jù)（共5 206例乳腺癌患者和6 450例對照）和2013年3月之前發(fā)表的嵌套對照研究和隊列研究數(shù)據(jù)（共9 110例乳腺癌患者和16 244例對照）進行 Meta分析后發(fā)現(xiàn)，血中25（OH）D3的水平與乳腺癌的發(fā)病率呈現(xiàn)明顯的負相關，表明了維生素D與乳腺癌之間的關系。乳腺癌組織或細胞中維生素D合成（CYP27B1）和分解（CYP24A1）關鍵酶表達的變化也支持這一點。用免疫組織化學方法檢測乳腺良性病變和不同惡性程度的乳腺癌樣本中CYP27B1和CYP24A1的蛋白表達水平后發(fā)現(xiàn)，不管是浸潤性還是非浸潤性乳腺癌，與乳腺良性病變組織相比，癌組織中CYP27B1的蛋白水平降低，而CYP24A1的蛋白水平明顯增加。Western Blot檢測人乳腺癌細胞MCF-7和人正常乳腺細胞MCF-10F中CYP24A1的蛋白表達后發(fā)現(xiàn)，與正常細胞相比，除了56kD的條帶，乳腺癌細胞中還出現(xiàn)44 000和42 000兩條條帶［10］。表明乳腺癌存在CYP24A1的剪接變異體，這些變異體可能在乳腺癌的發(fā)生中發(fā)揮作用。用實時定量PCR檢測乳腺癌組織中CYP27B1的mRNA水平后發(fā)現(xiàn)，與正常乳腺組織相比，乳腺癌組織中CYP27B1的mRNA表達水平明顯降低［11］。乳腺癌模型細胞——人乳腺上皮細胞經(jīng)整合SV40病毒T抗原具有永生化特點后，細胞中CYP27B1的mRNA和蛋白水平均明顯降低［12］。這些結果提示乳腺癌患者異常的維生素D水平可能與其合成與分解失衡有關。

既然低維生素D水平會增加乳腺癌的發(fā)病風險，那飲食補充維生素D是否對乳腺癌有預防或治療效果呢？Swami等［13］給予MCF-7移植瘤裸鼠模型維生素D喂養(yǎng)4周后，血中25（OH）D3和1，25（OH）2D3的水平顯著增加，腫瘤體積明顯減小。Milani等［14］進行人乳腺癌的組織培養(yǎng)后，給予維生素D處理24h，芯片檢測和實時定量PCR結果均顯示，給予維生素D處理后，CYP24A1的mRNA表達明顯增加。美國婦女健康倡議（Women＇s Health Initiative，WHI）研究觀察了近3萬例婦女飲食補充鈣和維生素D對健康的影響，在進行了5年的隨訪后發(fā)現(xiàn)，隨機補充鈣和維生素D會降低原位乳腺癌的發(fā)病率，但高劑量的維生素D反而會增加浸潤性乳腺癌的發(fā)生［15］。作者認為這可能與維生素D調(diào)控乳腺的生長發(fā)育有關。但目前為止，對于高劑量維生素D與浸潤性乳腺癌的關系還沒有足夠的證據(jù)來證實。盡管如此，這些結果仍然表明，飲食中適量補充維生素D能夠降低乳腺癌，尤其是原位癌的發(fā)病風險；同時，也進一步證明了維生素D確實在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。

2 VDR途徑與乳腺癌

1，25（OH）2D3通過與VDR結合發(fā)揮生物學作用。VDR是一種配體依賴的核轉錄因子，其C末端含有配體結合域。與配體1，25（OH）2D3結合后，VDR發(fā)生變形而活化，活化的VDR入核，與維甲酸受體（retinoid X receptor，RXR）結合形成二聚體，此二聚體再結合到靶基因上游調(diào)控區(qū)的維生素D反應元件（vitamin D response elements，VDRE）上，誘導相關基因的表達［16］。

VDR在乳腺的上皮細胞以及基質細胞（纖維細胞和脂肪細胞）均有表達，且乳腺癌狀態(tài)下，VDR在這些細胞中的表達均降低；同時，VDR的表達越高，乳腺癌患者的預后越好［17-18］。提示VDR可能在乳腺癌的發(fā)生中起保護作用。VDR的這種作用不僅體現(xiàn)在表達水平上，還體現(xiàn)在基因的多態(tài)性上。VDR有BsmⅠ、ApaⅠ、TaqⅠ和FokⅠ4個多態(tài)性位點。Lee等［19］對17 067例乳腺癌患者和20 843例對照的VDR的多態(tài)性進行Meta分析后發(fā)現(xiàn)，歐洲人群中VDR-FokⅠ基因型與乳腺癌的易感性有關。Zhang等［20］的研究小組也得到了相似的結果，在對2013年12月21日前發(fā)表的有關VDR多態(tài)性的文章進行篩選，最終將39篇文章納入統(tǒng)計范圍后進行Meta分析發(fā)現(xiàn)，VDR的FokⅠ位點的多態(tài)性與乳腺癌的發(fā)生密切相關。VDR的基因多態(tài)性對乳腺癌的預后也有影響。Mishra等［21］對232例乳腺癌患者和349例對照進行VDR基因型與預后的關系分析，結果顯示VDR-FokⅠ的FF基因型與乳腺癌的不良預后密切相關。這些結果均表明VDR在乳腺癌的發(fā)病中發(fā)揮重要作用。

VDR途徑不僅調(diào)節(jié)腫瘤細胞的生長分化和細胞凋亡，而且影響細胞的侵襲和轉移。給予乳腺癌細胞VDR的激動劑骨化三醇刺激6d，Western Blot檢測VDR的蛋白水平，免疫組織化學分析和實時定量PCR檢測增殖相關基因Ki-67的表達發(fā)現(xiàn)，細胞中VDR的水平增加，但Ki-67的表達水平卻明顯降低；XTT比色法檢測細胞的增殖情況發(fā)現(xiàn)，給予骨化三醇后，細胞的增殖受到抑制［22］。用原代培養(yǎng) VDR基因敲除（VDR knockout，VDR KO）的雌性小鼠的乳腺癌細胞構建穩(wěn)定表達野生型或突變型hVDR的細胞模型，再給予骨化三醇刺激發(fā)現(xiàn)，與單純KO細胞相比，穩(wěn)定表達野生型hVDR的KO細胞，其抑制細胞增殖的能力得到恢復，而穩(wěn)定表達突變型hVDR的KO細胞，只有在高劑量的骨化三醇刺激后細胞才表現(xiàn)出抗增殖效應，同時，與增殖相關基因的表達也發(fā)生了相應的變化［23］。這些結果表明激活VDR途徑能夠抑制乳腺癌細胞的增殖，1，25（OH）2D3發(fā)揮抗腫瘤細胞增殖的作用是VDR依賴性的。Chiang等［24］用VDR的另一激動劑MART-10刺激人乳腺癌細胞系MCF-7細胞，發(fā)現(xiàn)細胞的數(shù)目呈劑量依賴性降低，細胞周期負調(diào)控因子p21和p27的表達均上調(diào)。流式細胞分析和TUNEL結果顯示，細胞周期被阻滯在G0／G1期，凋亡細胞的數(shù)目增加。Western Blot結果顯示，促凋亡因子Bax與抑凋亡因子Bcl-2的比值明顯升高；細胞侵襲、遷移和上皮間質轉化能力下降，細胞侵襲和遷移的負調(diào)控因子E-cadherin表達上調(diào)，調(diào)控E-cadherin表達的轉錄抑制因子Snail和Slug的表達下調(diào)，而上皮間質轉化相關基因Twist的表達下調(diào)［25］。這些結果表明VDR途徑的激活可能通過上調(diào)p21和p27的表達來抑制細胞的增殖，激活VDR途徑不僅能夠抑制乳腺癌細胞的增殖、促進細胞的凋亡，還能抑制細胞的侵襲、遷移和轉化。

3 小 結

維生素D／VDR信號途徑激活除了通過上述機制發(fā)揮抗乳腺癌作用外，還有其他機制，如1，25（OH）2D3能夠通過提高DNA修復蛋白53BP1的水平來延緩乳腺癌的惡化［26］等。近年來，對維生素D／VDR信號途徑在乳腺癌發(fā)病中的作用研究迅速發(fā)展，使人們對乳腺癌的發(fā)病機制有了更深入的認識，同時，也為乳腺癌的預防和治療提供了新的靶點和方向。但乳腺癌的維生素D治療還處于探索中，雖然已由基礎研究向臨床試驗發(fā)展，但要形成完善的常規(guī)治療還有很長的路要走，相信隨著各種實驗技術的發(fā)展以及更正規(guī)、更細致的實驗設計的應用，有關維生素D／VDR信號途徑在乳腺癌中的眾多疑問將在不久的將來得到解釋。

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