雌激素-雌激素受體信號通路對趨化因子的調控作用研究進展

許瑩萍，王菲菲，李大金，王凌*

(1.復旦大學附屬婦產科醫院，上海 200011；2.復旦大學上海醫學院附屬婦產科醫院研究所，上海 200011；3.復旦大學中西醫結合研究院，上海 200011；4.上海市女性生殖內分泌相關疾病重點實驗室，上海 200011)

·綜述·

雌激素-雌激素受體信號通路對趨化因子的調控作用研究進展

許瑩萍1，2，3，4，王菲菲1，2，3，4，李大金1，2，3，王凌1，2，3，4*

(1.復旦大學附屬婦產科醫院，上海 200011；2.復旦大學上海醫學院附屬婦產科醫院研究所，上海 200011；3.復旦大學中西醫結合研究院，上海 200011；4.上海市女性生殖內分泌相關疾病重點實驗室，上海 200011)

雌激素參與機體多項生理、病理調節機制，在機體穩態中發揮不可或缺的作用。趨化因子作為低分子量趨化性細胞因子超家族的一員，活躍于機體各個系統的調節，并且其自身的表達也受到了全身各系統的調控，如內分泌系統的性甾體類固醇激素等。本文對雌激素-雌激素受體信號通路對趨化因子的調控及其機制作一綜述。

雌激素； 雌激素受體； 趨化因子

(JReprodMed2017，26(9)：940-945)

雌激素(Estrogen)不僅促進女性第二性征的發育，建立并維持生殖功能，并且可以調控細胞生長、分裂、發育和分化等多種生理過程[1]。絕經前，雌激素主要由卵巢分泌；絕經后，性腺外器官如乳腺、大腦和脂肪等組織細胞中，細胞色素P450芳香化酶轉化睪酮與雄烯二酮生成雌二醇和雌酮。雌激素在男性和女性各項生理、病理機能調節中發揮至關重要的作用。近來越來越多的研究顯示，趨化因子受雌激素調控并在相關疾病的發生、發展、轉歸中扮演重要角色，因此，深入研究雌激素-雌激素受體(ER)信號通路對趨化因子調控機制將有助于我們更深入地探索疾病本質，有望改善目前受科學局限的疾病治療方案。

一、ER及其介導的信號通路

1.ER：雌激素各種功能的發揮主要通過與細胞內的ER結合實現。ERs包括ERα、ERβ和G蛋白偶聯雌激素受體-1(GPER-1)。ERα主要表達于生殖系統、乳腺、腎臟、骨、白色脂肪組織和肝臟等；ERβ主要表達于卵巢、中樞神經系統、心血管系統和免疫系統等[2]；ERα和ERβ是核受體蛋白家族成員，主要位于細胞核，少量位于細胞質和線粒體。GPER-1存在于細胞膜，屬于G蛋白偶聯受體超家族，在雌激素調節機體免疫系統、神經系統、泌尿系統、循環系統和生殖系統中均發揮重要作用[3]。ER信號異常會導致各種疾病發生，如代謝性疾病、心血管疾病、神經退行性變、骨質疏松[4]，甚至癌癥。

2.ER介導的信號通路：ER介導的信號通路大致可以分為4條[5]，即直接基因信號通路、間接基因信號通路、配體非依賴的信號通路和非基因信號通路。(1)直接信號通路：經典信號通路，E2與ER結合后形成復合體與細胞核DNA上雌激素反應元件(ERE)直接結合。ERE定位在目的基因啟動子附近，從而調控基因的表達。(2)間接基因信號通路：E2與ER復合物并不直接結合DNA，而是結合細胞核DNA相關反應元件上其他轉錄因子，通過蛋白間相互作用，間接調控目的基因表達。(3)配體非依賴的信號通路：不需要E2刺激，通過ER殘基磷酸化或相應共調節分子激活ER。(4)非基因信號通路[6]：E2與細胞膜ER結合，激活胞內蛋白-激酶級聯反應，通過轉錄因子磷酸化，間接調控基因表達。

ERα和ERβ主要通過直接、間接、配體非依賴的基因信號通路調控目的基因表達，而GPER-1主要通過激活各種蛋白激酶級聯而發揮作用。GPER-1能激活絲裂原激活蛋白激酶(MAPK)[7]、磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)，刺激腺苷酸環化酶，動員細胞內鈣離子，還參與基因表達調控，如上調FOS基因和結締組織生長因子(CTGF)基因表達[8]。雌激素與GPER-1結合，激活Gs蛋白，上調胞內環腺苷酸(cAMP)，介導胞內鈣離子轉移，激活PI3K信號通路[9]。GPER-1還通過激活金屬蛋白酶增加表皮生長因子(EGF)水平，上調表皮生長因子受體(EGFR)表達，激活胞外信號調節激酶1/2(ERK1/2)[10]。某些轉錄因子恰好是此類通路的磷酸化靶點，從而將非基因組信號通路與基因組信號通路聯系在一起[9-10]。

二、趨化因子與趨化因子受體

在脊椎動物免疫系統中，趨化因子系統包含了50多種配體以及20種專屬受體，主要功能是在生理和病理情況下調控白細胞遷移。該系統具有復雜的調節網絡，通常一種白細胞可受到多種不同趨化因子調控，并且大多數趨化因子可與不止一種趨化因子受體相互結合[11]，呈現“多對多”而非“一一對應”的調控關系。

趨化因子屬于細胞因子超家族，根據蛋白質氨基末端上4個半胱氨酸位置的不同，分為C趨化因子、CC趨化因子、CXC趨化因子、CX3C趨化因子4個亞家族。趨化因子不僅能誘導靶細胞趨向運動[12]，還在機體細胞活化、增殖、分化、免疫耐受、骨髓造血、血管生成、細胞代謝等方面發揮重要作用[13]。

趨化因子受體包括傳統G蛋白偶聯受體(GPCRs)和非典型性趨化因子受體(ACKRs)。大部分趨化因子受體屬于傳統GPCR，通過偶聯G蛋白轉導胞內信號[11]。GPCRs據其識別的趨化因子亞群相應分為XCR、CCR、CXCR、CX3CR等4個亞群[14]。ACKRs結構類似GPCRs但不偶聯G蛋白，不傳導信號。確切地說，ACKRs并不直接促進細胞遷移，而是通過將趨化因子內化、清除，形成化學濃度梯度而發揮作用[15]，因此它被看作趨化因子網絡的關鍵調控分子[16]。

三、雌激素-ER信號通路調控趨化因子表達

1.C趨化因子：研究表明ERα陰性乳腺癌患者對激素治療反應不佳，預后不良。表觀遺傳學因素(DNA甲基化和組蛋白去乙酰化)是ER基因沉默的常見原因，而5-氮-2’脫氧胞苷(AZA)和曲古抑菌素A(TSA)可使ER mRNA及其功能蛋白協同再表達。Keen等[17]研究證實淋巴細胞趨化因子(XCL1)和蛋白磷酸酯酶2A(PP2A)基因表達與ER有關，當AZA、TSA、ER拮抗劑(ICI 182 780)存在時，XCL1表達下降，而PP2A表達無變化，提示PP2A可能是影響ER表達的上游因子，而XCL1位于ER基因下游，受ER表達影響。綜上，AZA、TSA通過抑制DNA甲基化和組蛋白去乙酰化使ER基因再表達，ER結合ICI 182 780降低XCL1表達，從而在乳腺癌的治療中發揮重要作用。

2.CC趨化因子：雌激素具有免疫調節功能，在不同組織細胞中發揮不同作用。研究發現，雌激素可調控脾細胞、淋巴細胞的趨化因子分泌，促進小鼠活化脾細胞分泌MCP-1(CCL2)、MCP-3(CCL7)等多種趨化因子[18]。雌激素還可下調小鼠乳腺組織趨化因子MIP-1α和MCP-1/JE水平促乳腺癌細胞生長[19]，下調小鼠單核細胞表面CCR2表達，降低對MCP-1/JE趨化活性，抑制免疫監視功能[20]。除此外，雌激素還抑制BALB/c鼠子宮腺上皮細胞CCL20分泌[21]，促進小鼠子宮組織細胞MEC/CCL28表達，引導分泌IgA抗體的CCR10(+)細胞(ASCs)由鼻粘膜遷移到子宮，生殖道免疫屏障組成[22]。研究表明，雌激素還可使膠原誘導性關節炎模型小鼠淋巴結中Th17細胞上CCR6及CCL20表達增高，減少關節中Th17細胞數量，緩解關節炎癥[23]。

選擇性ER調節劑(SERM)減少實驗性自身免疫性腦脊髓炎小鼠模型上反應性星形膠質細胞CCL20表達，抑制CCL20促Th17細胞遷移功能，有望作為一種治療自身免疫性腦脊髓炎的方法[24]。在人體中，雌激素可以下調人冠狀動脈內皮細胞(HCAEC)MCP-1水平減少巨噬細胞募集，減少單核細胞U937細胞中CCR2表達，降低單核細胞對受損內皮細胞的粘附，緩解動脈粥樣硬化癥狀[25-26]，并可以抑制受損的人臍靜脈內皮細胞(HUVEC)的MCP-1分泌[26]。總體來說，雌激素對趨化因子的特異性調控與機體的生理、病理機能關系密切，但在不同組織細胞中，雌激素對CC趨化因子家族成員表達具有不同的調控作用。

3.CXC趨化因子：研究顯示，雌激素和EGF可以顯著促進人乳腺癌MCF-7細胞中血管生成趨化因子CXCL8的釋放，體外共培養實驗中聯合使用雌激素與EGF引起的CXCL8釋放量是單用雌激素或EGF的兩倍[27]。新鮮分離和體外培養分化24 h的小鼠子宮腺上皮細胞中，E2可以增加KGF誘導的CXCL1表達[20]。體內實驗中，雌激素調控去勢BALB/c小鼠生殖系統中CXCL1分泌量，且這一作用可直接被ERα拮抗劑阻斷[28]。雌激素可抑制Foxp3-/-EAE小鼠CCL2、CXCL2表達，減少脾臟和淋巴結T細胞CCR6表達，增加B細胞和樹突細中CXCL13分泌和CXCR5表達[29]。與BALB/c小鼠相比，Theiler’s鼠腦脊髓炎病毒(TMEV)可以上調敏感品系小鼠(SJL/J)星形膠質細胞CXCL10(IP-10)表達，而17β-E2或SERM可與星形膠質細胞上ERα結合抑制該過程[30]。雌激素對趨化因子的調控在疾病的發生、發展、轉歸中扮演重要角色，因此，深入研究雌激素-ER信號通路對趨化因子調控機制將有助于我們進一步了解疾病發生機制，尋求新的治療方法。

4.CX3C趨化因子：雌激素亦能調控CX3C趨化因子的表達。Nii等[31]研究感染性支氣管炎(IB)病毒感染早期的母雞輸卵管細胞，發現雌激素能上調輸卵管細胞CX3CL1、CXCL12和干擾素-γ(IFN-γ)表達。還有研究表明，染料木黃酮(Genistein，雌激素樣活性的多酚非甾體類異黃酮)強烈抑制TNF-α誘導的單核細胞上CX3CR1表達以及HUVEC上曲動蛋白(Fractalkine)的表達[32]。

雌激素-ER信號通路對趨化因子及其受體家族的表達具有多重、復雜的調控作用，而且在不同組織細胞、不同狀態下，其具體作用有所不同。因此，我們繪制表1，對趨化因子、趨化因子受體，及其在不同組織細胞中受雌激素的不同調控作用一一列出，旨在更加直觀地呈現雌激素-ER信號通路對趨化因子及其受體家族的調控作用。

四、雌激素調控趨化因子的機制

雌激素、ER、趨化因子之間關系密切。E2與脾內皮細胞共培養可以使脾內皮細胞ERα數量增加，ERβ數量下降，但相同條件下E2使真皮血管內皮細胞ERα和ERβ均下降；如果將脾內皮細胞與他莫昔芬(一種ER拮抗劑)或ICI 182 780共培養，會消除E2介導產生的脾趨化因子效應，說明雌激素通過作用于ER選擇性調節趨化因子[17]。雷洛昔芬是一種SERM，可以降低星形膠質細胞CCL20產生，緩解EAE。ER拮抗劑ICI 182 780可以抵消雷洛昔芬的作用，同時雷洛昔芬抑制IL-1β誘導的NF-κB活化(p65磷酸化)，說明雷洛昔芬是通過ER和NF-κB通路調控CCL20[20，23]。Haim等[27]提出，雌激素通過ERα上調乳腺癌細胞中血管生成相關趨化因子CXCL8的轉錄和分泌。曲動蛋白是促炎因子激活的血管內皮細胞趨化分子，其受體CX3CR1表達于單核細胞。曲動蛋白與CX3CR1相互作用對單核滲出具有重要作用。染料木黃酮具有雌激素樣活性，可與ER結合。有報道稱染料木黃酮可降低TNF-α誘導的內皮細胞上曲動蛋白的表達，發揮治療血管炎癥損傷的作用[32]。研究表明，雌激素還可以通過ERβ/NO/NF-κB通路下調損傷的HUVECs中MCP-1的生成以及粘附分子的表達，對動脈粥樣硬化起到一定的防治作用[33]。因此，雌激素主要通過ERα、ERβ、NF-κB通路調控趨化因子的表達，影響細胞與組織的生物學功能，從而調節機體多項生命活動。

表1 趨化因子種類及其相應受體

五、總結

綜上所述，趨化因子在雌激素調控機體各項生理、病理活動方面都發揮重要作用，研究雌激素-ER信號通路對趨化因子的調控能更好地幫助我們深入理解生命科學的各種調節機制，以期發現疾病更多新的靶點。

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[編輯：侯麗]

Roleofestrogen-estrogenreceptorsignalingpathwayinregulatingchemokine

XU Ying-ping1，2，3，4，WANG Fei-fei1，2，3，4，LI Da-jin1，2，3，WANG Ling1，2，3，4*

1.ObstetricsandGynecologyHospital，FudanUniversity，Shanghai200011 2.LaboratoryforReproductiveImmunology，Hospital&InstituteofObstetricsandGynecology，IBS，FudanUniversityShanghaiMedicalCollege，Shanghai200011 3.TheAcademyofIntegrativeMedicineofFudanUniversity，Shanghai200011 4.ShanghaiKeyLaboratoryofFemaleReproductiveEndocrine-relatedDiseases，Shanghai200011

In human body，estrogen involves many physiological and pathological regulation mechanism，and plays an integral role in homeostasis.Chemokines are members of a superfamily of low-molecular-weight chemoattractant cytokines.While chemokines play actively in regulation of various systems，and their own expression is also regulated by the whole body system，such as the steroid hormones of the endocrine system.This review summarized the role of estrogen-estrogen receptor signaling pathway in regulating chemokine.

Estrogen； Estrogen receptor； Chemokine

10.3969/j.issn.1004-3845.2017.09.017

2016-10-31；

2017-02-27

國家自然科學基金(31571196)；上海市醫學引導類項目(15401932200)；上海市浦江人才計劃(11PJ1401900)；國家自然科學基金(30801502)；日本學術振興會海外博士后研究員項目(P08471)；國家自然科學基金(81401171)；上海市高峰學科(中西醫結合)建設項目(20150407)

許瑩萍，女，漢族，浙江臺州人，在讀碩士，生殖免疫專業.(*

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