孕激素受體膜組分1在乳腺癌發(fā)生機制中作用的研究進展

【摘要】乳腺癌是導(dǎo)致女性死亡的主要癌癥之一，但目前為止關(guān)于乳腺癌的發(fā)生機制尚未完全明確。唯一一項全球大型安慰劑對照研究，婦女健康啟動項目(Women’s Health Initiative，WHI)指出，雌孕激素聯(lián)合治療組乳腺癌風(fēng)險增高，單一雌激素治療組婦女的乳腺癌風(fēng)險沒有增加，反而有降低，說明在激素補充治療(hormone replacement therapy，HRT)治療中孕激素對乳腺癌風(fēng)險具有負(fù)面影響。針對此結(jié)論開展了很多體外研究，發(fā)現(xiàn)雌孕激素聯(lián)合治療可以明顯促進孕激素受體膜組分1(progesterone receptor membrane component 1，PGRMC1)表達(dá)陽性的乳腺癌細(xì)胞的增生。針對此結(jié)論，北美絕經(jīng)學(xué)會官方科學(xué)雜志Menopause對此給予特別的編者按:“WHI研究中雌孕激素聯(lián)合治療組婦女乳腺癌風(fēng)險增加是否可以用PGRMC1的作用來解釋? PGRMC1是否可以作為一個乳腺癌風(fēng)險潛在的標(biāo)志物? PGRMC1高表達(dá)者是否可確定為乳腺癌易感者?”本文將就此方面的研究進行綜述。

［doi: 10．3969/j．issn．1006-7795．2015．04．013］　　·更年期與婦科生殖內(nèi)分泌·

基金項目:國家自然科學(xué)基金(81172518)，北京市科技新星交叉合作項目(Z14111000180000)，北京市衛(wèi)生系統(tǒng)高層次衛(wèi)生技術(shù)人才培養(yǎng)計劃項目(2014-2-016)，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院學(xué)科帶頭人項目(2013-1)。This study was supported by National Natural Science Foundation(81172518); Beijing Nova Program(Z14111000180000); Beijing Municipality Health Technology High-level Talent(2014-2-016); Project of Discipline Leader，Beijing Obstetrics and Gynecology Hospital，Capital Medical University(2013-1)．* Corresponding author，E-mail: ruanxiangyan@ 163．com

網(wǎng)絡(luò)出版時間: 2015－07－16 22∶43網(wǎng)絡(luò)出版地址: http:∥www．cnki．net/kcms/detail/11．3662．r．20150716．2243．014．html

Progress in research on possible role of progesterone receptor membrane component 1(PGRMC1)in the mechanism of breast cancer development

Zhang Ying 1，Ruan Xiangyan 1，2*，Alfred O．Mueck 1，2

(1．Department of Gynecological Endocrinology，Beijing Obstetrics and Gynecology Hospital，Capital Medical University，Beijing 100026，China; 2．Department of Endocrinology and Menopause，University Women’s Hospital of Tuebingen，Tuebingen D-72076，Germany)

【Abstract】Breast cancer is one of the most common leading cause of cancers death in women world-wide．But the mechanism of breast cancer development is still unclear．The only placebo-controlled study，the Women’s Health Initiative(WHI)demonstrated that breast cancer risk mainly is dependent on the progestogen component since only in the combined estrogen/progestogen arm，but not in the estrogen-only arm this risk was seen to increase the risk．According to this finding，our previous investigation point towards an important role of progesterone receptor membrane component 1(PGRMC1)in hormone related breast cancer risk．This finding got great attention from the related field in the world．An editorial published in the journal Menopause raised the following questions:“Can the increase in breast cancer observed in the estrogen plus progestin arm of the Women’s Health Initiative trial be explained by progesterone receptor membrane component 1? Can the PGRMC1 become to be a potential marker in the future? Will the women with high expression of PGRMC1 be breast cancer susceptible people?”We will review the results of related researches．

【Key words】progesterone receptor membrane component 1; breast cancer; estrogen receptor; progestogen receptor

目前，在全球女性群體中，乳腺癌已經(jīng)成為最常見的浸潤性癌癥之一，特別是在工業(yè)國家。乳腺癌目前在全球女性中為發(fā)病率最高的癌癥，居于其后的為肺癌、結(jié)腸癌、胃癌以及肝癌 ［1］。關(guān)于乳腺癌的發(fā)病原因，近幾十年來人們一直在不斷探索，許多著名大型研究，例如婦女健康倡議(Women’s Health Initiative，WHI)以及百萬婦女研究(Million Women Study)中指出絕經(jīng)后女性乳腺癌發(fā)生風(fēng)險增加與孕激素補充治療有關(guān) ［2-3］。應(yīng)用激素治療的女性與其他女性相比，可能部分女性對激素更加敏感，也就是罹患乳腺癌的可能性本身就高。人們曾經(jīng)試圖應(yīng)用雌激素和/或孕激素受體來解釋這個問題，但是卻得到了相互矛盾的結(jié)論 ［4］。孕激素通過傳統(tǒng)的細(xì)胞內(nèi)受體孕激素受體(progesterone receptor，PR)包括PR-A以及PR-B發(fā)揮一定作用，但是在之前的體外細(xì)胞試驗中，試驗結(jié)果證明它通常起到抑制細(xì)胞增生的作用 ［5-7］。

最近十幾年，人們發(fā)現(xiàn)了一些新的孕激素受體膜組分(progesterone receptor membrane component 1，PGRMC1)，并發(fā)現(xiàn)PGRMC1在一些乳腺癌中高表達(dá)，并且當(dāng)其表達(dá)發(fā)生改變時，會導(dǎo)致腫瘤對于化學(xué)治療的反應(yīng)性發(fā)生改變 ［8］。本課題組之前的研究 ［9］也表明PGRMC1與激素相關(guān)乳腺癌之間存在一定聯(lián)系。針對此研究結(jié)果，北美絕經(jīng)協(xié)會官方科學(xué)雜志Menopause一期特別編者按指出:“WHI研究中雌孕激素聯(lián)合治療組婦女乳腺癌風(fēng)險增加是否可以用PGRMC1的作用來解釋? PGRMC1是否可以作為一個乳腺癌風(fēng)險標(biāo)志物? PGRMC1高表達(dá)者是否可確定為乳腺癌易感者?”本課題組曾針對過去關(guān)于PGRMC1的研究結(jié)論做了綜述 ［10］，本文中將針對新近發(fā)現(xiàn)的相關(guān)研究結(jié)論進行進一步綜述。

1　PGRMC1　的生物學(xué)特點

PGRMC1是近幾年新發(fā)現(xiàn)的特殊受體，它最初是從干細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中克隆得到的 ［11］。它是一個22 000 ～26 000的小蛋白，有一個短的胞外結(jié)構(gòu)域，一個跨膜域和胞質(zhì)域，屬于廣泛存在于真核生物中的膜相關(guān)的孕激素受體蛋白(membrane-associated progesterone receptor protein，MAPR)家族。PGRMC1含有一些相互作用結(jié)構(gòu)域以及磷酸化作用位點，并且這些磷酸化作用位點與它所處的細(xì)胞位置有關(guān)。目前關(guān)于PGRMC1功能研究 ［12-13］指出，其具有血紅素結(jié)合域，并參與到細(xì)胞色素P450調(diào)控的抗氧化過程中來。研究 ［14］認(rèn)為，當(dāng)其表達(dá)發(fā)生改變時，可導(dǎo)致腫瘤對化學(xué)治療產(chǎn)生抵抗。

2　PGRMC1　在乳腺正常組織及乳腺癌組織中的表達(dá)

乳腺癌組織中可以發(fā)現(xiàn)PGRMC1的陽性表達(dá)率較高(61．7%)，表達(dá)主要在癌細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)，而正常乳腺組織表達(dá)為陰性 ［15］。Crudden及同事 ［16］的研究中也指出PGRMC1在乳腺癌細(xì)胞中表達(dá)量增加。Ji等 ［17］的研究表明PGRMC1在正常乳腺腺體中并不存在，但是在乳腺癌組織當(dāng)中，根據(jù)免疫組織化學(xué)檢測的結(jié)果，其表達(dá)強度從弱至強不等。此外，在既往的一個研究 ［14］中指出，60例乳腺癌組織中不僅有PGRMC1高表達(dá)，同時PGRMC1的表達(dá)與患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤大小、TNM分級、總體生存率、無瘤生存率之間相關(guān)，但是與患者年齡和腫瘤分級無關(guān)。從這方面看，PGRMC1可能成為乳腺癌患者的獨立預(yù)后因子。Neubauer等 ［18］和Causey等 ［19］的研究中關(guān)于PGRMC1與乳腺癌患者預(yù)后方面也指出，PGRMC1與組織缺氧有關(guān)，這與患者預(yù)后不良存在一定關(guān)系。此外，PGRMC1的陽性表達(dá)還會影響到細(xì)胞對于化學(xué)治療藥物的反應(yīng)情況，一些推測認(rèn)為PGRMC1蛋白受體可以通過多種胞內(nèi)細(xì)胞信號處理過程，影響細(xì)胞對化學(xué)治療的反應(yīng)性，通過調(diào)節(jié)配體依賴性的凋亡過程，PGRMC1可以提高腫瘤存活率，另一些研究推測PGRMC1蛋白受體可以通過多種細(xì)胞內(nèi)信號通路以

及血紅素結(jié)合蛋白發(fā)揮作用 ［20-21］。

3　不同類型激素作用下，PGRMC1　表達(dá)與乳腺癌細(xì)胞的增生情況

不同濃度雌激素對PGRMC1陽性乳腺癌細(xì)胞促進增生作用不同。Neubauer等 ［22］應(yīng)用不同濃度的雌激素作用于乳腺癌細(xì)胞，添加一定濃度雌激素后可以使WT-12乳腺癌細(xì)胞增生明顯。雌激素對于乳腺癌細(xì)胞的增生作用是濃度依賴性的，增生作用最強的濃度為10～10 mol/L，這與經(jīng)皮或者口服雌二醇制劑后的活體血清濃度相當(dāng)。同時還發(fā)現(xiàn)在表達(dá)低水平PGRMC1的MCF-7細(xì)胞中，這種促進增生作用更加明顯，為不表達(dá)PGRMC1的WT-12細(xì)胞作用效果的2倍。

不同孕激素對PGRMC1陽性乳腺癌細(xì)胞促進增生作用不同。正如前面所介紹的那樣，根據(jù)不同來源孕激素可以分為多種，有一些衍生于雄激素(19-去甲睪酮來源)，具有雄激素活性，還有一些孕激素衍生于天然孕酮，當(dāng)不同孕激素作用于乳腺癌細(xì)胞MCF-7，雄激素來源的炔諾酮當(dāng)其濃度為6～10 mol/L，有促進細(xì)胞增生作用，且促增生作用與PGRMC1是否陽性表達(dá)無關(guān)。醋酸甲羥孕酮則通過PGRMC1發(fā)揮促進細(xì)胞增生作用。屈螺酮在較低濃度時可以發(fā)揮促進細(xì)胞增生作用。地諾孕素也有促進陽性表達(dá)PGRMC1的乳腺癌細(xì)胞增生的作用 ［23］。天然黃體酮及其他孕酮來源的衍生物例如醋酸氯地孕酮、氯地孕酮沒有明顯的促進增生作用 ［24］。

當(dāng)雌孕激素聯(lián)合作用于PGRMC1陽性乳腺癌細(xì)胞，促進增生作用更加明顯。孕激素與雌激素聯(lián)合應(yīng)用于高表達(dá)PGRMC1的WT-12乳腺癌細(xì)胞，單用雌激素濃度較高時(10～10 mol/L)可觀察到促進增生作用，當(dāng)添加了孕激素時，即使雌激素濃度較低，仍能觀察到細(xì)胞增生明顯，并且實驗中還發(fā)現(xiàn)序貫周期應(yīng)用方案與連續(xù)聯(lián)合應(yīng)用方案比較，后者細(xì)胞增生率更高。總之，與未轉(zhuǎn)染PGRMC1的野生型MCF-7細(xì)胞相比，高表達(dá)PGRMC1的MCF-7乳腺癌細(xì)胞對雌孕激素更敏感，二者聯(lián)合應(yīng)用時增生效果顯著，特別是應(yīng)用了炔諾酮時 ［25］。相比之下，醋酸諾美孕酮和黃體酮作用中性，即無影響 ［26］。一項臨床試驗 ［27］也與此試驗室結(jié)果類似，即應(yīng)用醋酸炔諾酮治療5年后，女性乳腺癌發(fā)生風(fēng)險增加(OR 2．03，95%CI 1．49～1．79)。

4　乳腺癌中，PGRMC1　表達(dá)與激素受體之間的關(guān)系

本課題組的試驗中發(fā)現(xiàn)PGRMC1陽性組與陰性組相比，乳腺癌PR的表達(dá)率沒有明顯差異，再分析PR與PGRMC1陽性表達(dá)強度之間的關(guān)系時，也沒有發(fā)現(xiàn)二者之間存在明顯的正相關(guān)或者負(fù)相關(guān)關(guān)系(OR 1．15，95% CI 0．88～1．52，P = 0．310)。有研究 ［28-29］表明，缺乏傳統(tǒng)孕激素受體的小鼠體內(nèi)，卻可以高表達(dá)PGRMC1，PGRMC1信號通路可促進乳腺癌細(xì)胞增生，且不需要通過孕激素受體作用。正如之前研究 ［25］所發(fā)現(xiàn)的那樣，孕激素并不是通過PR發(fā)揮著促進乳腺癌細(xì)胞增生的作用，相反PR可以發(fā)揮抑制細(xì)胞增生的作用，部分孕激素是通過PGRMC1發(fā)揮著促增生作用。由于PR與PGRMC1之間的表達(dá)沒有相關(guān)性，所以臨床上測定的PR表達(dá)狀態(tài)不能反映出PGRMC1可能表達(dá)狀態(tài)，在乳腺癌發(fā)生過程中，可能PGRMC1與PR之間并不存在交互作用。

Neubauer等 ［30］曾在研究中發(fā)現(xiàn)PGRMC1在雌激素受體α(estrogen receptor α，ERα)陰性的腫瘤組織中表達(dá)升高。但是在激素治療過程中應(yīng)用雌激素卻抑制了PGRMC1的表達(dá)。正如前面介紹的那樣，之后的研究中，Neubauer等 ［22］應(yīng)用不同濃度的雌激素作用于乳腺癌細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加一定濃度雌激素后可以使WT-12乳腺癌細(xì)胞增生明顯，增生作用是濃度依賴性的。低水平陽性表達(dá)PGRMC1的MCF-7細(xì)胞中，這種促進增生作用更加明顯。當(dāng)添加了雌激素受體阻滯劑氟維司群后，雌激素對于乳腺癌細(xì)胞的促增生作用受到抑制，說明細(xì)胞內(nèi)雌激素受體在這個促增生過程中發(fā)揮著作用。此外，由于雌激素作用下，PGRMC1陽性MCF-7細(xì)胞增生情況是PGRMC1陰性WT-12細(xì)胞的2倍，因此在這個過程中，推測PGRMC1與ERα之間也可能存在一定的交互作用。

有趣的是，在后面實驗中，當(dāng)未應(yīng)用雌激素而選擇單用醋酸甲羥孕酮(medroxyprogesterone acetate，MPA)時，添加了雌激素阻滯劑Ful仍可以阻滯孕激素促細(xì)胞增生作用。正如前期研究結(jié)果 ［26］顯示，MPA可以通過PGRMC1促進乳腺癌細(xì)胞增生，當(dāng)未添加雌激素，單用MPA的前提下，應(yīng)用雌激素受體阻斷劑，PGRMC1陽性乳腺癌細(xì)胞增生受到抑制，說明雌激素受體阻斷劑可以對孕激素MPA作用下，PGRMC1陽性乳腺癌細(xì)胞的增生過程造成干擾，提示ERα與PGRMC1之間存在一定的交互作用。

5　雌孕激素作用下由PGRMC1　介導(dǎo)的擴增作用的可能機制

在乳腺癌細(xì)胞增生過程中，除了激素的作用外，激素受體可能還與部分生長因子交互作用，發(fā)揮促進乳腺癌細(xì)胞增生的作用 ［31-33］。有研究 ［34］中除了應(yīng)用雌孕激素外，又添加了生長因子，在PGRMC1受體陽性的乳腺癌細(xì)胞中，這些生長因子可能與類固醇受體之間有著“cross-talk”的作用，對于雌激素受體陰性的乳腺癌，這些生長因子發(fā)揮著促增長作用，例如表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)、胰島素樣生長因子I和II(insulin-like growth factor I and II)、纖維母細(xì)胞生長因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GFs)、轉(zhuǎn)化生長因子α(transforming growth factor-α，TGF-α)以及血小板源生長因子(platelet-derived growth factors，PDGFs)。

孕激素由PGRMC1介導(dǎo)的細(xì)胞擴增作用的機制和可能參與腫瘤生成的機制，目前仍不清楚。既往研究 ［35］表明，PGRMC1參與調(diào)節(jié)蛋白激酶相關(guān)的信號: PGRMC1增加Akt的活化和IkB的磷酸化，從而激活核因子κB。磷酸肌醇依賴性激酶1(phosphoinositidedependent kinase 1，PDK1)蛋白激酶可以使Akt發(fā)生磷酸化，在PGRMC1上有一個PDK1結(jié)合區(qū)域 ［36］。然而，由PGRMC1介導(dǎo)的Akt活化機制尚不清楚。PGRMC1可能作為一個蛋白適配器，包含幾個結(jié)合蛋白(如PDK1)的潛在的結(jié)合位點，如可以激活A(yù)kt，和一個非膜滲透性的孕激素結(jié)合位點，引起鈣離子內(nèi)流和隨后的磷脂酰肌醇-3激酶介導(dǎo)的PKC和Erk1/2磷酸化 ［37］。PGRMC1的Erk2的酪氨酸T177已被證明在體內(nèi)被磷酸化 ［38］。

從目前的研究來看，在乳腺癌發(fā)生過程中，PGRMC1還很有可能是通過ERa發(fā)揮作用的。

6　結(jié)論

PGRMC1是近年發(fā)現(xiàn)的新型膜激素受體，它與腫瘤增生、遷移密切相關(guān)，在以往研究的基礎(chǔ)上，PGRMC1的表達(dá)情況同樣影響到腫瘤細(xì)胞對藥物治療的敏感性。之前對表達(dá)PGRMC1的乳腺癌細(xì)胞與不表達(dá)PGRMC1的乳腺癌細(xì)胞比較分析得出結(jié)論，某些合成孕激素對表達(dá)PGRMC1的人乳腺癌細(xì)胞有促增生作用，孕激素對乳腺癌細(xì)胞的影響依賴于各種不同合成孕激素特異的藥理學(xué)。同時孕激素作用下，PGRMC1的促進乳腺癌細(xì)胞增生作用，很有可能通過ERα發(fā)揮作用，因此，通過檢測女性乳腺或者體內(nèi)PGRMC1是否過表達(dá)，進一步在未來將其發(fā)展成為常規(guī)篩查項目，這可以幫助臨床醫(yī)師決定婦女是否可以應(yīng)用激素，或者應(yīng)當(dāng)使用哪種類型的孕激素。

為了更好地探討乳腺癌的藥物治療有效性，將來關(guān)于PGRMC1促進乳腺癌細(xì)胞增生的具體機制，及其在成為乳腺癌血清學(xué)標(biāo)志物方面的作用，需要進行更進一步的研究。