GPR30在婦科疾病中的研究進展

袁瑞利，平 毅，黃玲玲，侯勇麗

(1.山西醫科大學，太原 030000； 2.山西醫科大學第二醫院婦產科，太原 030000)

雌激素是一種內分泌激素，在女性生殖系統發育和第二性征中起重要作用，其可與多種雌激素受體(estrogen receptor,ER)結合后通過細胞內信號轉導通路傳遞信號，介導多種生理學效應，維持并調節機體的生長、發育和內環境穩態等。然而，雌激素不僅具有由ERα和ERβ介導的基因組效應，而且具有快速或非經典基因組效應，介導此效應的受體G蛋白偶聯受體(G protein-coupled receptor，GPR)30被廣大學者深入研究。GPR30是一種替代的細胞內ER，獨立于傳統的雌激素核受體ERα和ERβ，是一種新型雌激素細胞質膜受體[1]，于2005年被鑒定出來并且能夠介導雌激素作用，與ER(ERα和ERβ)的亞基不同，GPR30在細胞核中起雌激素激活的轉錄因子的作用而不影響基因轉錄。GPR是一種七次跨膜GPR家族中的一員，其基因位于第7號常染色體短臂p22.3上，由4個轉錄剪接變體編碼[2]，可與雌激素特異性結合，啟動多種信號轉導通路，在多系統疾病的發生、發展過程中發揮重要作用。近年來大量研究表明，GPR30在子宮、卵巢、甲狀腺、乳腺等正常器官組織中調節細胞的多種生理功能，它的異常表達在婦科疾病及其他多系統腫瘤的發生、發展過程也起一定作用[3-7]。現對GRP30的生物學功能及其在生殖系統疾病中各種疾病中的作用進行闡述。

1 GPR30分子結構及介導的信號轉導通路

1.1GPR30分子結構 迄今為止GPR家族作為發現的最大的受體超家族，有1 000多個成員，含有7個跨膜區，其與配體結合后，可通過激活所偶聯的G蛋白及下游的調節蛋白和效應器，啟動不同的信號轉導通路，并產生各種不同的生物學效應。GPR30就是其中的一員，基因定位于染色體7p22區域，分子量約40 000，由375個氨基酸組成。嗜水性分析顯示，GPR30含有7次跨膜疏水區，該區域包含6個相互交替的細胞內外袢，該袢由20～26個氨基酸連接而成[8-9]。傳統上由雌激素引發的轉錄行為歸因于ERa和ERb，然而并非所有的生理反應都可用由雌激素介導的經典效應來解釋，隨著研究的深入，GPR30已被確認為ER家族的新成員，對雌激素具有高度的親和力，可直接調控細胞功能，對雌激素產生生理應答效應，此過程僅需幾秒鐘至幾分鐘即可完成，且該過程不依賴于ERα和ERβ，被稱為雌激素的快速非基因作用[10-11]。

1.2GPR30介導的信號轉導通路 GRP30通過多種信號轉導通路來傳遞細胞外信號，從而激活下游一系列的信號分子，在相應的靶組織器官中參與細胞增殖與分化、細胞形態維持、細胞遷移、細胞凋亡和惡變等多種生物學反應，導致一些激素依賴性的疾病發生。

1.2.1表皮生長因子受體(epithelial growth factor receptor，EGFR)-促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPK)途徑 雌激素與GPR30特異性結合后可活化與其相偶聯的G蛋白，G蛋白將GDP交換為GTP，導致GTP結合的Gβγ二聚體和Gs蛋白(Gα)亞單位解離，此時兩者參與不同的信號通路途徑，產生不同的生物學效應，一方面，Gβγ二聚體使其下游的Src家族酪氨酸激酶激活，進而磷酸化Src銜接蛋白第317位酪氨酸殘基，磷酸化后的Src可使基質金屬蛋白酶激活，這些基質金屬蛋白酶切割親肝素結合表皮生長因子，促使肝素結合性表皮生長因子從細胞表面釋放，而肝素結合性表皮生長因子可作為配體反式活化EGFR，形成異源二聚體，使其自身活化并與ATP結合，發生磷酸化進而激活MAPK，進一步快速活化細胞外信號調節激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)，同時發生磷酸化，并上調轉錄因子c-fos的表達，該通路的持續激活可導致細胞周期進展和細胞增殖等細胞失調行為，甚至發生癌變[12-16]。另一方面，活化的EGFR也可激活磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)，進而使具有抗凋亡和促進細胞增殖作用的蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)激活，調節內皮型一氧化氮合酶活性，產生一氧化氮，進而參與細胞轉導過程，促進細胞生長和增殖。Vivacqua等[17]發現活化的EGFR同時還能動員胞內鈣離子，也具有促細胞增殖的作用。

1.2.2環腺苷酸/蛋白激酶A途徑 雌激素與GPR30結合后Gs亞基(Gα)從G蛋白中解離出來，Gαs亞基蛋白激活細胞膜上的腺苷酸環化酶，進一步通過催化ATP產生環腺苷酸，使細胞中環腺苷酸水平升高，繼而激活蛋白激酶A，使Raf-1失活，導致ERK1/2活性降低，進而調控細胞生長，這種效應與EGFR-MAPK/ERK1/2信號轉導通路所起的增強作用相反，兩條截然不同的信號途徑之間存在拮抗和平衡，這種精準的調控在維持細胞正常生理活動中具有重要作用。

2 GPR30與婦科疾病

雌激素在女性生殖系統中不可或缺，而GPR30作為一種雌激素膜受體，受到了越來越多關注，研究表明其參與的調節雌激素快速非基因組效應在盆底器官脫垂、卵巢癌、子宮內膜癌、子宮肌瘤、子宮內膜異位癥、子宮肌瘤和宮頸癌等疾病的發生發展中均發揮了一定的作用。在雌激素依賴的相關疾病中，GPR30的異常表達與疾病的不良結局以及復發具有密切關系。

2.1GPR30與盆底器官脫垂 盆底器官脫垂發生的主要原因是盆底支持組織薄弱，而雌激素水平下降成為這一現象的首要原因，但研究顯示盆底器官脫垂的發生不僅因為雌激素水平下降，更重要的原因可能是相關組織中ER的缺乏，影響盆底膠原代謝，降低了韌帶組織的支持作用力，增加盆腔臟器脫垂風險。朱蘭等[18]對絕經后壓力性尿失禁患者盆底支持結構ER進行研究，發現絕經后壓力性尿失禁患者的盆底支持結構的退行性病變與ER水平低下有關。康樂等[19]通過檢測盆底器官脫垂患者子宮圓韌帶及主韌帶組織中GPR30的表達水平發現，在盆底器官脫垂患者中，GPR30普遍存在低表達，說明盆底器官脫垂的發生與GPR30的低表達密切相關，但具體機制尚不清楚。

2.2GPR30與子宮內膜癌 子宮內膜癌是女性生殖道三大惡性腫瘤腫瘤之一，傳統上分為Ⅰ型(雌激素依賴型)和Ⅱ型(雌激素非依賴型)子宮內膜癌，Ⅰ型子宮內膜癌被認為是由過量的雌激素引起的，而Ⅱ型子宮內膜癌主要由基因突變導致。與Ⅰ型子宮內膜癌相比，Ⅱ型子宮內膜癌的臨床結果和預后較差，但有研究發現，GPR30的陽性與絕經狀態、癌癥的亞型無關，并且表明Ⅱ型子宮內膜癌部分依賴雌激素，Ⅰ型和Ⅱ型子宮內膜癌可能有相似的發病機制[5]。然而GPR30作為一種特殊的ER，其過表達被認為與子宮內膜癌的臨床結果呈負相關，包括生存率和預后[20]。Tsai等[21]發現GPR30在內膜癌組織中的表達高于正常內膜，而且其進一步表明雌二醇和他莫昔芬可通過GPR30和ERα誘導子宮內膜癌細胞株(KLE、RL95-2)分泌基質金屬蛋白酶9和基質金屬蛋白酶2，致局部黏附激酶磷酸化，然后通過EGFR-ERK途徑促進子宮內膜癌細胞的增殖和浸潤。Petrie等[22]也發現雌二醇可通過與GPR30結合作用于子宮內膜癌細胞株(Hec50)(ERα陰性)，通過激活PI3K-Akt信號轉導通路，從而使腫瘤細胞增殖。綜上所述，可使用激素或激素阻斷藥物來治療具有激素受體的子宮內膜癌，而該種治療方法不僅適用于Ⅰ型子宮內膜癌患者，也適用于Ⅱ型子宮內膜癌。

2.3GPR30與卵巢癌 卵巢癌是最致命的婦科惡性腫瘤，臨床及基礎研究顯示，GPR30在1/3的卵巢癌患者中過表達，且其異常表達能夠預測卵巢癌的類型，但并不預測生存率。ERα(-)/GPR30人卵巢癌細胞系OVCAR5具有很強的表達GPR30的能力，表明GPR30參與ERα陰性的卵巢癌細胞的增殖[6]。劉慧迪等[23]研究發現，在卵巢腫瘤發生惡變時，惡變組織中GPR30表達增加，通過激活EGFR-MAPK信號通路，提高基質金屬蛋白酶9表達水平，進而發揮雌激素的負性生物學效應，導致卵巢癌局部浸潤與遠處轉移[24]。而且馬焱等[25]研究發現GPR30異常表達與卵巢癌病理類型有關，在上皮性卵巢癌中，漿液性中GRP30表達率明顯高于黏液性，且與卵巢腫瘤的期別有關。同時，在最新的一項研究中表明核GPR30預測卵巢癌患者總體生存率和5年無進展生存率較低，而細胞質GPR30表達與結果無關，而且核GPR30的表達是影響卵巢癌患者總體生存的獨立預后因素，而對患者5年無進展生存期無預測性，即使在調整其他預后因素如國際婦產科聯盟分期、組織學分級和患者年齡后也是如此[26]。

2.4GPR30與子宮肌瘤 子宮肌瘤是一種雌激素依賴性疾病，雌激素是子宮平滑肌瘤發展的主要啟動子。田瑞娟等[27]的研究證實，與匹配的正常平滑肌組織相比，子宮平滑肌瘤組織中GPR30表達增加，雌激素與過表達的GPR30結合可導致子宮局部高雌激素狀態，進而促進子宮肌瘤的發生[28]。在Jiang等[7]的研究中發現，通過雌二醇預處理后，ICI182、780作為GPR30激動劑起作用，可上調GPR30水平，進一步增加了雌二醇，增強了子宮平滑肌瘤的增殖效應，而GPR30小干擾RNA(siGPR30)敲減GPR30-1基因部分抑制了雌二醇誘導的子宮平滑肌瘤細胞的增殖，雌二醇對GPR30表達的上調可能是p44/42磷酸化的上游信號，磷酸化的p44/42通過激活ERK/MAPK或PI3K/Akt信號途徑介導雌二醇增強子宮平滑肌瘤增殖效應，誘導細胞增殖效應，促進肌瘤的生長。Kasap等[29]也通過比較在患有子宮平滑肌瘤和健康圍絕經期女性以及基于平滑肌瘤數量和大小的平滑肌瘤亞組中的GPR30基因的3個單核苷酸多態性(rs3808350，rs3808351和rs11544331)的基因型、單倍型和等位基因頻率，以確定GPR30的單核苷酸多態性是否與平滑肌瘤的發生風險和特征相關，并評估這些單核苷酸多態性的早期診斷潛力，結果發現在平滑肌瘤患者中常見GPR30的rs3808351的G等位基因，且rs3808350和rs3808351多態性與GGC單倍型的GG基因型增加了患平滑肌瘤的風險，也證實了GPR30對子宮平滑肌瘤的影響。然而子宮平滑肌瘤細胞上過表達的GPR30可持續激活EGFR-MAPK通路，從而使細胞行為失調，導致子宮平滑肌細胞過度增殖[30]。

2.5GPR30與子宮內膜異位癥 子宮內膜異位癥與惡性腫瘤具有相似的特征，如血管生成和浸潤[31]。缺氧誘導因子表達上調促進子宮內膜異位癥的發展[32-33]，而在癌癥研究中，則發現GPR30在激活由缺氧誘導因子介導的信號轉導中起重要作用[34-35]，GPR30可能也通過作用于缺氧誘導因子-1α參與了子宮內膜異位癥的發病機制。研究表明，雌二醇和ER激動劑G-1不依賴于轉錄的方式可使缺氧誘導因子蛋白表達增加，并增強細胞的遷移和血管生成，而雌激素受體拮抗劑G15可以阻止這種效應，GPR30能夠穩定正常子宮內膜中的缺氧誘導因子，并在子宮內膜異位血管生成和轉移中發揮關鍵作用[36]。

2.6GPR30與宮頸癌 宮頸癌作為婦科最常見的生殖道惡性腫瘤，其發病呈年輕化趨勢，且發病率逐年上升，嚴重威脅女性健康，雖然早期宮頸癌可以通過根治性手術治療，但有高危因素患者的預后仍不佳，因此，宮頸致癌機制的研究對于開發新的潛在藥物和治療方法非常重要。人乳頭瘤病毒持續感染是發病的必要條件，但這并不是一個充分條件，也就是說，宮頸上皮細胞內單純的人乳頭瘤病毒相關基因表達可能不足以致癌，在人乳頭瘤病毒相關宮頸癌的進展過程中，ERα的激活似乎是必不可少的[37]，其介導的靶基因轉錄與人乳頭瘤病毒誘導的宮頸癌致癌作用密切相關。Zhang等[38]報道了宮頸癌癌細胞中存在GPR30，與ERα和ERα-36不同，GPR30在在宮頸癌細胞株中表現出抗腫瘤特征，這種效應可能是由于GPR30引發的MAPK信號轉導的持續激活。Sun等[39]也發現ERα-36可促進宮頸癌細胞的侵襲、遷移和增殖，而ERβ和GPR30的激活與細胞生長停滯和細胞凋亡有關[40]。Zhang等[38]則發現GPR30在各種宮頸癌細胞中過表達，如HeLa，SiHa C-33A和CaSki細胞，其機制主要是GPR30的特異性激動劑G-1通過EGFR信號持續激活ERK1/2，導致細胞周期停滯在G2/M期和細胞周期蛋白B的下調，從而抑制細胞增殖，而且ERK1/2和EGFR的兩種抑制劑均顯著降低了G-1誘導的抑制細胞增殖和細胞周期蛋白B表達的下調。我國研究者同樣也發現，宮頸癌患者病理組織GPR30呈高表達，且其表達水平隨腫瘤分化程度的增高、臨床分期的升高而發生相應的變化[41-42]。總之，相關性分析表明GPR30與宮頸癌的腫瘤抑制生物標志物相關，再次支持GPR30在宮頸癌疾病控制中的作用，隨著對宮頸癌發病機制的不斷深入研究，G-1可作為研究抑制宮頸癌細胞生長的潛在的新藥理學切入點。

3 小 結

隨著研究的不斷深入，目前對于兩種經典雌激素受體的認識正在逐步更新，而新的膜性受體在不同部位的新作用機制也在陸續被發現。GPR30在子宮、宮頸、乳腺、卵巢等中均可見表達，但對具體作用機制仍缺乏全面的了解。GPR30參與細胞正常生理、病理正逐步被人熟知，而其介導的雌激素快速效應的生物學功能，尤其是GPR30介導細胞過度增殖或增殖不良，與惡性腫瘤發生的關系等已成為研究的熱點。新的雌激素膜特異性受體GPR30介導雌激素效應機制的進一步研究，可能為雌激素依賴性疾病的潛在治療靶點。